[发明专利]自身位置计算装置以及自身位置计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及自身位置计算装置以及自身位置计算方法。

背景技术

以往，已知通过在车辆上安装的摄像机拍摄并获取车辆近旁的图像，根据该图像的变化求车辆的移动量的技术(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，从图像中检测特征点，求该特征点的位置，从特征点的移动方向以及移动距离(移动量)求车辆的移动量，使得即使在车辆低速且轻微地移动了的情况下可以高精度地求移动量。

而且，已知使用投光格子图案(图案光)的激光投光器进行三维测量的技术(例如，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，从拍摄的图像检测图案光，从图案光的位置求车辆的行为。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2008－175717号公报

专利文献2:日本专利特开2007－278951号公报

发明内容

但是，在屋外环境中，如专利文献2中记载的那样在路面投光了图案光时，因为受周围光的影响，难以检测在路面上投光的图案光。

本发明鉴于上述课题而完成，其目的是提供可以高精度地检测在路面上投光的图案光、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。

本发明的一个方式的自身位置计算装置，其特征在于，从投光器对车辆周围的路面投光图案光，通过摄像单元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，从摄像单元获取的图像提取图案光的位置，从提取的图案光的位置，计算车辆相对路面的姿态角，根据摄像单元获取的图像中的路面上的多个特征点的时间变化，计算车辆的姿态变化量，通过对车辆的初始位置以及姿态角逐渐加上姿态变化量，计算车辆的当前位置以及姿态角。然后，在提取图案光的位置时，在图案光的检测状态为阈值以上的情况下，使摄像单元获取的帧间的图像重合，生成重叠图像，从重叠图像提取图案光的位置。

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是表示在车辆10上的投光器11以及摄像机12的安装例的外观图。

图3(a)是表示从投光器11和摄像机12之间的基线长Lb和各亮点光在图像上的坐标(U_j，V_j)，计算被照射了各亮点光在的路面31上的位置的状况的图，图3(b)是表示从与照射了图案光32a的区域不同的其它区域33检测的特征点的时间变化，求摄像机12的移动方向34的状况的示意图。

图4(a)以及图4(b)是表示对摄像机12获取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)将一个亮点光S_p扩大表示，图4(c)是表示由图案光提取单元21提取的各亮点光S_p的重心的位置H_e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(a)表示在时刻t获取的第1帧(图像)38的一例。图6(b)表示在从时刻t经过了时间Δt后的时刻(t+Δt)获取的第2帧38’。

图7(a)表示在外部环境明亮的情况下生成重叠图像时的车辆的移动量。图7(b)表示在外部环境明亮的情况下生成重叠图像的状况。

图8(a)表示在外部环境较暗的情况下生成重叠图像时的车辆的移动量。图8(b)表示在外部环境较暗的情况下生成重叠图像的状况。

图9(a)～图9(d)是表示第1实施方式的自身位置计算装置的重置标记、重叠的图像数、特征点检测状态、以及相对应的特征点数的变化的定时图。

图10是表示使用了图1的自身位置计算装置的自身位置计算方法的一例的流程图。

图11是表示图10的步骤S18的详细的步骤的流程图。

图12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13是用于说明从第2实施方式的图案光的位置估计路面的高度的变化量的方法的图。

图14(a)～图14(e)是表示第2实施方式的自身位置计算装置的重置标记、步骤S201的预定间隔、重叠的图像数，路面状态的好坏、以及路面的高度差(凹凸)的大小的变化的定时图。

图15是表示第2实施方式的自身位置计算装置的自身位置计算处理的处理步骤的流程图。

图16是表示第2实施方式的自身位置计算装置的图15的步骤S28的详细的处理步骤的流程图。