JP7036400B2 - 自車位置推定装置、自車位置推定方法、及び自車位置推定プログラム - Google Patents
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Description
図1(a)に示すように、車両50は、本実施形態に係る自車位置の推定処理(以下、「自車位置推定処理」という。)において使用する、撮影部の一例としてのカメラ14を備えている。
図1(b)に示すように、本実施形態に係る自車位置推定装置10は、車両50に搭載され、制御部12、カメラ14、記憶部16、及び表示部18を含んで構成されている。
図2(a)では、本実施形態で想定する駐車場の様子(以下、「環境」という。)を示している。
図3に示すように、本実施形態に係る自車位置推定装置10のCPU12Aは、検出部20、算出部22、推定部24、及び追加部26として機能する。また、地図情報16Aは、記憶部16に予め記憶されている。
(1)各特徴点FPの3次元で表示した座標(3次元位置座標(Xp、Yp、Zp))。
(2)各キーフレームにおけるカメラの3次元位置座標(Xc、Yc、Zc)と姿勢(ロール角、ピッチ角、ヨー角)。
(3)各キーフレームにおける各特徴量。
図6では、走行画像の特徴点R1~R6の位置と、地図に対応付けられた地図座標系CMにおける特徴点P1~P6の位置(3次元位置)と、地図に対応付けられた特徴点P1~P6の位置を走行画像に投影した投影点V1~V6の位置と、を示している。なお、地図座標系CMにおいて、X軸は水平方向を示し、Y軸は奥行方向を示し、Z軸は垂直方向を示す。この際、特徴点P1の位置についての投影誤差ε1は、特徴点R1の位置と投影点V1の位置との差となる。特徴点P2~P6の各々の位置についても同様である。本実施形態に係る特徴点の対応によれば、誤対応が少ないため、カメラ14の位置及び姿勢がより正確に推定される。
さらに、自動駐車システムに適用した場合、目標経路へ高精度に車両を誘導できるため、狭所に駐車することができ、駐車空間を省スペース化できる。
12 制御部
12A CPU
12B ROM
12C RAM
12D I/O
12E バス
14 カメラ
16 記憶部
16A 地図情報
18 表示部
20 検出部
22 算出部
24 推定部
26 追加部
30 建物
50 車両
Claims (8)
- 所定の走行経路に沿った複数の位置で自車に搭載された撮影部により撮影された複数の基準画像の各々に関連付けられた、前記基準画像から検出された各特徴点と、各特徴点について登録された特徴点の特徴として特徴点近傍における輝度の濃淡差のパターンを示す特徴量と、前記基準画像の撮影時における前記撮影部の位置及び姿勢と、を含む地図情報を記憶した記憶部と、
前記所定の走行経路に沿って自車を走行させた状態で前記撮影部により撮影された走行画像から特徴点を検出する検出部と、
前記検出部により検出された特徴点の特徴として特徴点近傍における輝度の濃淡差のパターンを示す特徴量を算出する算出部と、
前記算出部により算出された特徴量に基づいて、前記複数の基準画像から前記走行画像に類似する類似画像を選定し、前記走行画像の特徴点の特徴量と前記類似画像の特徴点の特徴量とを比較することにより、前記走行画像の特徴点と前記類似画像の特徴点との対応付けを行い、対応付けの結果に基づいて、前記所定の走行経路における自車の位置及び姿勢を推定する推定部と、
前記推定部により前記類似画像の特徴点と対応付けられた前記走行画像の特徴点の特徴量を、前記類似画像である基準画像の特徴点の特徴量として前記地図情報に追加する追加部と、
を備えた自車位置推定装置。 - 前記推定部は、複数の特徴量が登録されている前記類似画像の特徴点との対応付けを行う際には、前記複数の特徴量の各々について、前記走行画像の特徴点の特徴量との間で距離を計算し、計算した距離の最小値が予め定められた値以下となる場合に、前記走行画像の特徴点と前記類似画像の特徴点との対応付けを行う請求項1に記載の自車位置推定装置。
- 前記追加部は、前記類似画像の特徴点に登録されている複数の特徴量の数が上限数に達した場合に、登録済みの複数の特徴量及び追加する特徴量のうちの特徴量のペア毎に相互の距離を計算し、計算された各特徴量との距離の中間値が最小となる特徴量を削除する請求項1又は2に記載の自車位置推定装置。
- 前記地図情報は、前記複数の基準画像の各々から検出された特徴点の前記地図情報における位置を更に含み、
前記推定部は、対応付けた前記走行画像の特徴点の位置と前記類似画像の特徴点の位置とに基づいて、前記撮影部の位置及び姿勢を推定し、推定した前記撮影部の位置及び姿勢を自車の代表点に換算することにより、前記所定の走行経路における自車の位置及び姿勢を推定する請求項1~3のいずれか1項に記載の自車位置推定装置。 - 前記推定部は、前記走行画像の特徴点の位置と、前記類似画像の撮影時における前記撮影部の位置及び姿勢に基づいて前記類似画像の特徴点を前記走行画像に投影して得られる投影点の位置との差で表される投影誤差の総和が最小となる前記撮影部の位置及び姿勢を推定する請求項4に記載の自車位置推定装置。
- 前記追加部は、前記推定部により対応付けられた前記走行画像の特徴点のうち、前記投影誤差が予め定められた値以下となる特徴点の特徴量を選択的に前記地図情報に追加する請求項5に記載の自車位置推定装置。
- 所定の走行経路に沿った複数の位置で自車に搭載された撮影部により撮影された複数の基準画像の各々に関連付けられた、前記基準画像から検出された各特徴点と、各特徴点について登録された特徴点の特徴として特徴点近傍における輝度の濃淡差のパターンを示す特徴量と、前記基準画像の撮影時における前記撮影部の位置及び姿勢と、を含む地図情報を記憶した記憶部を備えた自車位置推定装置による自車位置推定方法であって、
検出部が、前記所定の走行経路に沿って自車を走行させた状態で前記撮影部により撮影された走行画像から特徴点を検出するステップと、
算出部が、前記検出部により検出された特徴点の特徴として特徴点近傍における輝度の濃淡差のパターンを示す特徴量を算出するステップと、
推定部が、前記算出部により算出された特徴量に基づいて、前記複数の基準画像から前記走行画像に類似する類似画像を選定し、前記走行画像の特徴点の特徴量と前記類似画像の特徴点の特徴量とを比較することにより、前記走行画像の特徴点と前記類似画像の特徴点との対応付けを行い、対応付けの結果に基づいて、前記所定の走行経路における自車の位置及び姿勢を推定するステップと、
追加部が、前記推定部により前記類似画像の特徴点と対応付けられた前記走行画像の特徴点の特徴量を、前記類似画像である基準画像の特徴点の特徴量として前記地図情報に追加するステップと、
を含む自車位置推定方法。 - 所定の走行経路に沿った複数の位置で自車に搭載された撮影部により撮影された複数の基準画像の各々に関連付けられた、前記基準画像から検出された各特徴点と、各特徴点について登録された特徴点の特徴として特徴点近傍における輝度の濃淡差のパターンを示す特徴量と、前記基準画像の撮影時における前記撮影部の位置及び姿勢と、を含む地図情報を記憶した記憶部を備えた自車位置推定装置で実行される自車位置推定プログラムであって、
前記所定の走行経路に沿って自車を走行させた状態で前記撮影部により撮影された走行画像から特徴点を検出する検出部、
前記検出部により検出された特徴点の特徴として特徴点近傍における輝度の濃淡差のパターンを示す特徴量を算出する算出部、
前記算出部により算出された特徴量に基づいて、前記複数の基準画像から前記走行画像に類似する類似画像を選定し、前記走行画像の特徴点の特徴量と前記類似画像の特徴点の特徴量とを比較することにより、前記走行画像の特徴点と前記類似画像の特徴点との対応付けを行い、対応付けの結果に基づいて、前記所定の走行経路における自車の位置及び姿勢を推定する推定部、及び
前記推定部により前記類似画像の特徴点と対応付けられた前記走行画像の特徴点の特徴量を、前記類似画像である基準画像の特徴点の特徴量として前記地図情報に追加する追加部、
として機能させる自車位置推定プログラム。
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