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JP2839282B2 - Mobile object self-localization method - Google Patents
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JP2839282B2 - Mobile object self-localization method - Google Patents

Mobile object self-localization method

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JP2839282B2
JP2839282B2 JP1081030A JP8103089A JP2839282B2 JP 2839282 B2 JP2839282 B2 JP 2839282B2 JP 1081030 A JP1081030 A JP 1081030A JP 8103089 A JP8103089 A JP 8103089A JP 2839282 B2 JP2839282 B2 JP 2839282B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的; (産業上の利用分野) この発明は移動ロボット等の移動体が自己定位して誤
差範囲を求めながら次回の推定地点に利用して所定ルー
ト上を移動する場合の自己定位方法に関し、特に出発地
及び目的地が与えられたとき、移動体が内蔵している環
境モデルより移動ルートを生成し、視覚センサからの入
力情報と環境モデルとの対応づけにより移動体の位置,
姿勢を計算して移動するようにした自己定位方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention; (Industrial application field) The present invention moves a mobile object such as a mobile robot on a predetermined route by using the next estimated point while self-localizing to find an error range. In particular, when a starting point and a destination are given, a moving route is generated from the environment model built in the moving object, and the correspondence between the input information from the visual sensor and the environment model is obtained. The position of the mobile,
The present invention relates to a self-localization method that calculates a posture and moves.

(従来の技術) 地上を動く移動体は、通常車輪の回転やステアリング
角を検出して累積計算することにより、自己の移動距離
や方向の変化を計測している。これはデッドレコニング
と称され、移動体が自己の現在位置を知る上で基本とな
るものであるが、誤差が累積して行くという致命的な問
題を有する。
(Prior Art) A moving body that moves on the ground usually measures changes in its own moving distance and direction by detecting the rotation and steering angle of the wheels and performing cumulative calculation. This is called dead reckoning, which is fundamental for a mobile body to know its current position, but has a fatal problem that errors accumulate.

このため、移動体は何らかの方法で環境を計測して現
在位置を知り、上記デッドレコニングによる計測値を補
正する必要がある。そのための手段としては、環境
(地上)側に移動体のための目印や灯台を設置する方
法、環境に既存している特徴点を目印に利用する方法
がある。しかし、前者の方法では特に目印や灯台を設
置しなければならない煩雑さがあり、後者の方法が望
ましい。
For this reason, it is necessary for the moving body to measure the environment in some way to know the current position, and to correct the measurement value by the dead reckoning. As means for this, there are a method of installing a mark and a lighthouse for a moving object on the environment (ground) side, and a method of using a feature point existing in the environment as a mark. However, in the former method, it is particularly complicated to install a mark or a lighthouse, and the latter method is desirable.

(発明が解決しようとする課題) 後者の方法を採用するためにはには視覚センサ等に
よって大量の情報を移動体に入力し、それを処理して位
置確認に必要な情報を抽出する必要がある。このような
自己定位法として、第25回 自動制御連合講演会で発表
(昭和57年11月)された“カルマンフィルタによる移動
ロボットの位置推定”(中村達也,上田 実)がある
が、偏差に関する状態方程式と観測方程式とを用いてお
り、この2つの方程式はモデル化されたものであり、現
実のものとはギャップがあり過ぎて適用は困難である。
また、第4回 日本ロボット学会学術講演会(昭和61年
12月15〜17日)の“単眼自立ロボットのためのある位置
決め問題”(杉原厚吉)は組合せのみに着眼しており、
撮像手段の画像からの抽出については未解決であり、ま
た組合せの爆発が起こる可能性がある。
(Problems to be Solved by the Invention) In order to adopt the latter method, it is necessary to input a large amount of information to a moving body by a visual sensor or the like, process the information, and extract information necessary for position confirmation. is there. As such a self-localization method, there is “Kalman Filter Position Estimation of Mobile Robot” (Tatsuya Nakamura, Minoru Ueda) presented at the 25th Automatic Control Alliance Lecture Meeting (November 1982). Equations and observation equations are used, and these two equations are modeled, and there are too many gaps with the real ones to apply.
In addition, the 4th Robotics Society of Japan academic lecture (1986)
"A positioning problem for a monocular autonomous robot" (December 15-17) (Atsuyoshi Sugihara) focuses only on combinations,
Extraction from the image of the imaging means is unresolved, and explosion of combinations may occur.

この発明は上述のような事情よりなされたものであ
り、この発明の目的は、移動体が移動する環境をコンピ
ュータグラフィックスによるモデルを用いて表現し、移
動体の車輪に取付けたセンサの情報からカメラ視点の位
置,姿勢を拘束してコンピュータグラフィックス手法を
用いて予測情報を生成し、この生成された予測情報を利
用して画像処理を行ない、誤差範囲を求め、次回の自己
定位での視点の拘束に利用するようにし、所定ルート上
を移動しても誤差が累積しないようにした移動体の自己
定位方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to express an environment in which a moving object moves by using a model based on computer graphics and obtain information from a sensor attached to wheels of the moving object. The position and orientation of the camera viewpoint are constrained to generate prediction information using a computer graphics method, image processing is performed using the generated prediction information, an error range is determined, and the viewpoint in the next self-localization is calculated. It is an object of the present invention to provide a method for self-localizing a moving object, wherein the method is used for restraining a moving object and an error does not accumulate even when moving on a predetermined route.

発明の構成; (課題を解決するための手段) この発明は移動ロボット等の移動体の自己定位方法に
関するもので、この発明の上記目的は、予め障害物の位
置を記憶させた環境モデルファイルを用意し、移動体が
所定距離進んだとき、前記移動体に設けられた移動量検
出手段の出力によりその地点を推定し、その推定地点か
らある誤差範囲の領域を設定し、その領域内の各点から
前記移動体に設けられた撮像手段が捉えるであろう予測
画像を前記環境モデルファイルからコンピュータグラフ
ィックス手法を用いて各々生成し、生成された各予測画
像上で前記環境モデルの障害物の特徴要素であるマーカ
を抽出しマーカの存在する領域を求め、この求められた
領域を前記撮像手段からの入力画像中に当てはめてその
領域からのみ実際のマーカの抽出を行ない、前記環境モ
デルのマーカと抽出されたマーカとを対応づけて自己定
位を行ない、前記撮像手段の分解能及びマーカ検出の誤
差を考慮して前記自己定位の評価を行なって誤差範囲を
求め直し、次回の推定地点における誤差範囲の領域設定
に利用することによって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION (Means for Solving the Problems) The present invention relates to a method for self-localizing a moving object such as a mobile robot. An object of the present invention is to store an environment model file in which the positions of obstacles are stored in advance. Prepared, when the moving body has traveled a predetermined distance, the point is estimated by the output of the moving amount detection means provided in the moving body, an area of a certain error range is set from the estimated point, and each within the area is set. From the point, a predicted image that is to be captured by the imaging means provided on the moving body is generated from the environment model file using the computer graphics technique, and an obstacle of the environment model is generated on each generated predicted image. A marker which is a characteristic element is extracted to obtain a region where the marker is present, and the obtained region is applied to an input image from the imaging means, and the actual marker is obtained only from that region. The self-localization is performed by associating the markers of the environment model with the extracted markers, and the self-localization is evaluated in consideration of the resolution of the imaging unit and the error of marker detection to obtain an error range. This is achieved by using the error range for setting the error range at the next estimated point.

(作用) 移動ロボットの機能としては、環境において自己の位
置,姿勢を同定する機能が必須となる。ガスレートジャ
イロ、ロータリエンコーダ等のセンサを用いて位置,姿
勢を同定する方法では誤差が累積するため適当な補正が
必要となる。そのために、環境から画像情報を入力し、
何等かの特徴をロボットに内蔵している環境モデルと照
合することにより、自己の位置,姿勢を同定する方法が
有効である。ここにおいて、ロボットが移動する環境と
して、(1)環境は既知であり多面体世界である、
(2)床面は平坦であると仮定し、人工的な環境におい
ては上記仮定(1)及び(2)は実用性を大きく制限す
るものではない。以上の仮定のもとで、この発明ではロ
ボットが移動する環境を多面体で表現し、マーカ(たと
えば垂直エッジ)を自己定位のための標識としている。
(Operation) As a function of the mobile robot, a function of identifying its own position and posture in the environment is essential. In a method of identifying a position and a posture using a sensor such as a gas rate gyro or a rotary encoder, an appropriate correction is necessary because errors accumulate. For that, input image information from the environment,
It is effective to identify the position and posture of the robot by comparing some characteristics with an environment model built in the robot. Here, as the environment in which the robot moves, (1) the environment is a known and polyhedral world,
(2) The floor is assumed to be flat, and in an artificial environment, the above assumptions (1) and (2) do not greatly limit the practicality. Under the above assumptions, in the present invention, the environment in which the robot moves is represented by a polyhedron, and markers (for example, vertical edges) are used as markers for self-localization.

この発明では、ロボットが移動する空間についての知
識を環境モデルとして内蔵し、位置,姿勢は3個のマー
カから計算する。ここで、問題となるのは入力画像から
のマーカの抽出と、抽出されたマーカと、環境モデル中
のマーカとの対応づけであるが、この発明ではロボット
に取付けたロータリエンコーダの出力によりカメラ視点
の位置,姿勢をある範囲に拘束することでこれを解決し
ている。つまり、視点の位置,姿勢をある範囲内に拘束
することにより、入力画像中でマーカが存在する領域
(以後、ウインドウとする)をコンピュータグラフィッ
クスの手法で生成し、このウインドウを用いて入力画像
を処理してマーカの抽出を行なう。この場合の特徴とし
てトップダウンの画像処理が挙げられる。ウインドウを
用いることで、ウインドウ内には必ずマーカが1個存在
すると仮定できるので、画像処理をトップダウンで行う
ことが可能となり、マーカの抽出が容易となるのであ
る。他の特徴として簡単な対応づけがあり、ウインドウ
を生成した段階で環境モデルとの対応づけが行なわれて
いる。各マーカに対するウインドウが重ならない場合に
は、抽出したマーカと環境モデル中のマーカとが一意に
対応する。また、ウインドウが重なる場合には、抽出し
たマーカに対して環境モデル中のマーカが複数個対応す
る。抽出したマーカに対する複数個の対応候補について
は、検証により簡単に誤対応を防止するようになってい
る。
According to the present invention, knowledge about the space in which the robot moves is incorporated as an environment model, and the position and orientation are calculated from three markers. The problem here is the extraction of the marker from the input image and the correspondence between the extracted marker and the marker in the environment model. In the present invention, the camera viewpoint is determined by the output of the rotary encoder attached to the robot. This is solved by constraining the position and posture of the camera within a certain range. In other words, by constraining the position and orientation of the viewpoint within a certain range, a region (hereinafter, referred to as a window) where the marker exists in the input image is generated by a computer graphics technique, and the input image is generated using this window. Is processed to extract a marker. The feature in this case is top-down image processing. By using a window, it can be assumed that one marker always exists in the window, so that image processing can be performed top-down and marker extraction becomes easy. Another feature is a simple association, and the association with the environment model is performed at the stage when the window is generated. When the windows for the respective markers do not overlap, the extracted markers uniquely correspond to the markers in the environment model. When the windows overlap, a plurality of markers in the environment model correspond to the extracted markers. Regarding a plurality of correspondence candidates for the extracted marker, erroneous correspondence is easily prevented by verification.

また、自己定位の評価を行なって誤差範囲を求め直し
て、次回の推定地点における誤差範囲の領域設定に利用
している。
In addition, the self-localization is evaluated and the error range is obtained again, and is used for setting the error range area at the next estimated point.

(実施例) この発明では第1図に示すように環境情報の入力手段
として1台のCCDカメラ(イメージセンサ)1を搭載
し、車輪2に取付けたロータリエンコーダによって移動
量を計測でき、自己定位と移動を繰返しながら目的地へ
到達する移動ロボット3を考える。移動ロボット3は環
境からCCDカメラ1を介して第2図に示すような画像情
報を入力する。この場合、移動する床面は平坦で、移動
は第3図に示すようにX,Y方向の並進成分とZ軸回りの
回転成分だけとする。ロボット3が移動する環境は第4
図に示す如く既知であって多面体世界であり、第5図に
示す如く出発地SPから目的地GPまでのルートを自動生成
し、出発地SPにおいてロボット3は定位されている。ロ
ボット3はルート上のサブゴールP1〜P5で自己定位を行
ないながら目的地GPまで進み、障害物4,5,6を避けるよ
うにしてルートを生成する。
(Embodiment) In the present invention, as shown in FIG. 1, one CCD camera (image sensor) 1 is mounted as input means of environmental information, and the amount of movement can be measured by a rotary encoder attached to wheels 2, and self-localization can be performed. Consider the mobile robot 3 that reaches the destination while repeating the movement. The mobile robot 3 inputs image information from the environment via the CCD camera 1 as shown in FIG. In this case, the moving floor is flat, and the movement is limited to the translation components in the X and Y directions and the rotation component around the Z axis as shown in FIG. The environment where the robot 3 moves is the fourth
As shown in the figure, it is a known and polyhedral world. As shown in FIG. 5, a route from the starting point SP to the destination GP is automatically generated, and the robot 3 is localized at the starting point SP. Robot 3 proceeds to the destination GP while performing a self-localization in the subgoal P 1 ~P 5 on the route, to generate a route so as to avoid the obstacle 4, 5 and 6.

尚、障害物とは、環境内に存在している物体のことを
意味する。
The obstacle means an object existing in the environment.

ここで、自己定位の基本的な考え方を説明する。簡単
のために第6図に示す如く自己定位と移動を繰返して1
次元空間を出発地Sから目的地Gへ移動するロボットを
想定し、移動中の任意の地点Pと任意の地点Qについて
考える。先ず地点Pで自己定位する。自己定位の誤差に
よりロボットは実際には区間Spに存在している。そし
て、ロボットは地点Pから地点Qへ移動するが、ロボッ
トは地点Pでの自己定位の誤差とロータリエンコーダで
求めた移動量の計測誤差とで、区間Sq′に存在している
可能性が大きい。地点Qで自己定位すると、自己定位の
誤差によりロボットは実際には区間Sqに存在している。
このように地点Qで区間Sq′を設定できれば視点の拘束
(後述する)により区間Sqに自己定位ができ、ロータリ
エンコーダの計測誤差はクリアできる。よって、移動量
の計測誤差が累積することはなく、自己定位の誤差で目
的地Gへ到達できるのである。
Here, the basic concept of self-localization will be described. For simplicity, self-localization and movement are repeated as shown in FIG.
Assuming a robot that moves from the starting point S to the destination G in the dimensional space, an arbitrary point P and an arbitrary point Q during the movement are considered. First, self-localization is performed at a point P. The robot actually exists in the section Sp due to an error in self-localization. Then, the robot moves from the point P to the point Q, and the robot is likely to be present in the section Sq ′ due to the error of the self-localization at the point P and the measurement error of the moving amount obtained by the rotary encoder. . When self-localization is performed at the point Q, the robot actually exists in the section Sq due to an error in self-localization.
If the section Sq 'can be set at the point Q in this way, self-localization can be performed in the section Sq by constraint of the viewpoint (described later), and the measurement error of the rotary encoder can be cleared. Therefore, the measurement error of the movement amount does not accumulate, and the vehicle can reach the destination G with the self-localization error.

次に視点の拘束について説明すると、第3図に示す如
くロボット3の位置,姿勢をX,Y方向の並進成分x,yとZ
軸回りの回転成分θとで(x,y,θ)と表現し、移動量を
X,Y方向の並進成分dx,dyとZ軸回りの回転成分dθとで
(dx,dy,dθ)と表現する。視点の拘束を行なうために
定位誤差,計測誤差を次のように定義する。先ずロボッ
ト3がある地点(x,y.θ)で自己定位した結果が
(x′,y′,θ′)であったとき、各成分の定位誤差δ
x,δy,δθを次の(1)式で定義する。
Next, the constraint of the viewpoint will be described. As shown in FIG. 3, the position and orientation of the robot 3 are represented by the translation components x, y and Z in the X and Y directions.
Expressed as (x, y, θ) with the rotational component θ around the axis,
The translation component dx, dy in the X and Y directions and the rotation component dθ about the Z axis are expressed as (dx, dy, dθ). The localization error and the measurement error for restricting the viewpoint are defined as follows. First, when the result of self-localization of the robot 3 at a certain point (x, y.θ) is (x ′, y ′, θ ′), the localization error δ of each component
x, δy, δθ are defined by the following equation (1).

そして、ロボット3がある地点から(dx,dy,dθ)だ
け移動してロータリエンコーダから求まる移動量が(d
x′,dy′,dθ′)であったとき、各成分の計測誤差Δx,
Δy,Δθを次の(2)式で定義する。
Then, the robot 3 moves from a certain point by (dx, dy, dθ) and the amount of movement obtained from the rotary encoder is (dx
x ′, dy ′, dθ ′), the measurement error Δx,
Δy and Δθ are defined by the following equation (2).

第7図に示すようにロボット3が地点P(xp,yp,
θ)で自己定位した後に(dx,dy,dθ)だけ移動し、
地点Q(xq,yq)へ到達したとする。地点Pでの自
己定位結果とロータリエンコーダから求まる移動量(d
x′,dy′,dθ′)により、ロボットは次の(3)式に示
す範囲に存在することが、(1),(2)式より導かれ
る。
As shown in FIG. 7, the robot 3 moves the point P (x p , y p ,
θ p ), move by (dx, dy, dθ) after self-localization,
It is assumed that the vehicle has reached the point Q (x q , y q , θ q ). The self-localization result at the point P and the movement amount (d
x ', dy', dθ '), it can be derived from equations (1) and (2) that the robot exists in the range shown in the following equation (3).

ここで、 である。 here, It is.

ここにおいて、ロボットは移動前の自己定位結果
(xp′,yp′,θ′)と移動量(dx′,dy′,dθ′)を
常時把握しているため、真の現在地(xq,yq)を
(3)式より制限すること、即ち視点がどの範囲にある
かを予測することができ、これを視点の拘束という。
Here, the robot before the movement position determining result (x p ', y p' , θ p ') and the moving amount (dx', dy ', dθ ') because it constantly monitors the true location (x q , y q , θ q ) can be restricted by equation (3), that is, the range of the viewpoint can be predicted, and this is called constraint of the viewpoint.

次に、ウインドウ生成のアルゴリズムについて説明す
る。
Next, an algorithm for generating a window will be described.

先ず視点の位置,姿勢を、移動前の自己定位の結果及
び移動量の計測値から前記(3)式を用いて拘束する。
視点の位置,姿勢を第8図(A)の領域VAに示すように
拘束した後に領域内を離散化し(実際には、例えば円VC
に外接する正方形VAをθも用いて求め、その正方形内
の各点を周辺も含めて離散化する。この離散化される点
の数は一定としているので正方形の大きさが変化すれ
ば、各点のピッチが変わることになる。)、離散化した
各地点で視点VPを設定し、その視点VPで環境がどのよう
に見えるかを計算した予測画像をコンピュータグラフィ
ックスの手法を用いて同図(B)のように各視点VP毎に
生成する。なお、第8図(A)のWは世界(絶対)座標
系を示し、Rはロボット座標系を示している。次に、各
視点VPにおける予測画像中のマーカ(たとえば垂直エッ
ジ)に注目してウインドウを形成する。環境モデルファ
イル中のマーカをL,予測画像上でのマーカをL′とする
と、第8図(B)の予測画像例ではマーカL11′…L14
…L1n′とマーカL21′…L24′…L2n′とが存在し、マー
カL11′…L14′…L1n′によって形成されるウインドウW
1は同図(C)のようになる。マーカL21′…L24′…
L2n′についても同様のウインドウW2(図示せず)を形
成する。各マーカのウインドウが重なった場合には、第
9図に示す如くそれらウインドウを統合した後区間を細
分化して処理する。第9図はマーカL1′によって形成さ
れるウインドウW1と、マーカL2′によって形成されるウ
インドウW2と、マーカL3′によって形成されるウインド
ウW3と、マーカL4′によって形成されるウインドウW
4と、マーカL5′によって形成されるウインドウW5とが
重なり、1つのウインドウWを形成する様子を示してい
る。ウインドウから抽出されたマーカには、環境モデル
中の複数個のマーカを第10図(A)の如く対応表で区間
S1〜S5で対応づける。そして、実画像からのマーカの抽
出順序を決めるためにウインドウのソーティングを行な
う。ソーティング条件は高優先順位順に、イ)しきい値
以上の大きさのマーカ、ロ)視点の位置,姿勢の変化に
対して見え方の変化が大きいマーカ、ハ)距離が近いマ
ーカ、ニ)画像の端にあるマーカとなる。
First, the position and orientation of the viewpoint are constrained from the result of the self-localization before the movement and the measured value of the movement amount using the above equation (3).
After constraining the position and orientation of the viewpoint as shown in the area VA in FIG. 8A, the area is discretized (actually, for example, a circle VC
The square VA circumscribing the square is also obtained using θ R , and each point in the square is discretized including the periphery. Since the number of discretized points is fixed, if the size of the square changes, the pitch of each point changes. ), A viewpoint VP is set at each of the discretized points, and a predicted image calculated as to how the environment looks at the viewpoint VP is calculated using a computer graphics technique as shown in FIG. Generated every time. In FIG. 8A, W indicates a world (absolute) coordinate system, and R indicates a robot coordinate system. Next, a window is formed by focusing on a marker (for example, a vertical edge) in the predicted image at each viewpoint VP. 'When, marker L 11 in the predicted image example of FIG. 8 (B)' markers in the environment model file L, and markers on the predicted image L ... L 14 '
... L 1n 'and marker L 21' ... L 24 '... L 2n' and is present, the window W formed by the marker L 11 '... L 14' ... L 1n '
1 is as shown in FIG. Marker L 21 '... L 24' ...
A similar window W 2 (not shown) is formed for L 2n ′. When the windows of the markers overlap, as shown in FIG. 9, the windows are integrated and then the section is subdivided and processed. 'And windows W 1 formed by the marker L 2' Figure 9 is a marker L 1 and window W 2 formed by 'the window W 3 formed by the marker L 4' marker L 3 are formed by Window W
4, and the window W 5 which is formed by the marker L 5 'overlap shows how to form a single window W. For the markers extracted from the window, a plurality of markers in the environment model are defined in a corresponding table as shown in FIG. 10 (A).
Correspond with S 1 to S 5 . Then, window sorting is performed to determine the extraction order of the markers from the actual image. The sorting conditions are, in order of high priority, a) a marker having a size equal to or larger than a threshold, b) a marker having a large change in appearance with respect to a change in viewpoint position and posture, c) a marker having a short distance, and d) an image. Will be the marker at the end of.

次にマーカの抽出について説明すると、生成したウイ
ンドウ個々に対して、マーカの抽出個数が所定の値にな
るまで下記の処理を行なう。
Next, extraction of markers will be described. The following processing is performed on each of the generated windows until the number of extracted markers reaches a predetermined value.

先ず第11図(A)の如くスムージングによってウイン
ドウWi内の個々の画素に対してエッジ保存用平滑フィル
タを2回作用させ、ウインドウWi内の個々の画素に対し
てSobel変換(エッジ強調処理)を行ない、Sobel変換の
エッジ強度及びエッジ方向から同図(B)及び(C)の
如く2値化を行なう。2値化の条件は、エッジ方向の場
合には同図(C)のようにエッジ方向がある範囲以内
(たとえば90゜±10゜)を“1"とし、エッジ強度の場合
は同図(B)のようにエッジ強度がしきい値以上である
強度を“1"とする。このようにして第11図(D)の如く
2値化されたウインドウWi内の個々の画素に対して同図
(E)のようなHough変換を行ない、ピーク点PPより同
図(F)で示すような画像上での直線の方程式を求めて
マーカMを抽出する。第10図(A)のような対応付リス
トをもとに、抽出したマーカを環境モデル中のマーカに
同図(1)〜(4)のように対応づける。
First edge preserving smoothing filter to act twice by smoothing as FIG. 11 (A) for each pixel in the window W i, Sobel conversion on individual pixels in the window W i (edge enhancement processing ) To perform binarization from the edge strength and edge direction of the Sobel transform as shown in FIGS. In the case of the edge direction, the binarization condition is set to “1” when the edge direction is within a certain range (for example, 90 ° ± 10 °) as shown in FIG. The intensity at which the edge intensity is equal to or larger than the threshold value as in (1) is set to “1”. In this way, Figure 11 performs Hough transform as in FIG (E) for each pixel of the binarized in the window W i as (D), FIG from the peak point PP (F) The marker M is extracted by finding the equation of a straight line on the image as shown by. Based on the association list as shown in FIG. 10A, the extracted markers are associated with the markers in the environment model as shown in FIGS.

一方、ロボットの位置,姿勢は、第12図に示す実画像
から抽出したマーカA′,B′,C′より第13図に示す如く
AB,BC間の角度α,βを計算し、次の(4)式を解くこ
とで求まる。これに関しては後述する。
On the other hand, the position and posture of the robot are determined from the markers A ', B', and C 'extracted from the real image shown in FIG. 12 as shown in FIG.
The angles α and β between AB and BC are calculated, and are obtained by solving the following equation (4). This will be described later.

上述のように計算された位置,姿勢が正しいかどうか
は、その位置,姿勢においてコンピュータグラフィック
ス画像を作成し、コンピュータグラフィックス画像上の
マーカと入力画像から抽出したマーカとが一致するかど
うかを調べれば分る。位置,姿勢の計算に用いたマーカ
A′,B′,C′は、カメラパラメータ、マーカ抽出時の誤
差を持っているため、計算された位置,姿勢は第14図に
示す斜線領域LAとなる。その時、検証されるマーカDが
入力画像上に現れる範囲を計算することができる。よっ
て、マーカDの検証はその範囲内でマーカが検出されて
いるかどうかを調べればよい。ここで、マーカA′,
B′,C′の抽出誤差は予め設定できないため、マーカ
A′,B′,C′の抽出誤差はマーカD′の検証が成功する
か、又は一定の大きさになるまで1画素ずつ広げて行な
う。すなわち、第14図に示すロボットの存在領域(誤差
範囲)LAが広がって行き、かつマーカDの検証範囲も広
がって行くことになる。
Whether the position and orientation calculated as described above are correct is determined by creating a computer graphics image at the position and orientation and determining whether the marker on the computer graphics image matches the marker extracted from the input image. You can find out by examining it. Since the markers A ', B', and C 'used in the calculation of the position and orientation have camera parameters and errors at the time of marker extraction, the calculated position and orientation become the shaded area LA shown in FIG. . At that time, the range in which the marker D to be verified appears on the input image can be calculated. Therefore, the verification of the marker D may be performed by checking whether the marker is detected within the range. Here, the marker A ′,
Since the extraction errors of B 'and C' cannot be set in advance, the extraction errors of the markers A ', B' and C 'are expanded by one pixel until the verification of the marker D' is successful or the marker D 'has a certain size. Do. In other words, the robot existence region (error range) LA shown in FIG. 14 is expanded, and the verification range of the marker D is also expanded.

このようにして抽出したマーカからロボットの位置,
姿勢の計算に用いる3個のマーカの組合せの全てについ
て上記検証を行ない、その中で誤差範囲を最小とする位
置,姿勢を自己定位の結果とする。
From the markers extracted in this way, the position of the robot,
The above-described verification is performed for all combinations of the three markers used in the calculation of the posture, and the position and the posture that minimize the error range are set as the results of the self-localization.

第15図はこの発明の動作例を示しており、第1図に示
す移動ロボット3は第5図に示す如く予め定められてい
る出発地SPから目的地GPまでのルート及びサブゴール
(P1,P2,…)に従って、障害物を避けながら移動し(ス
テップS1)、サブゴール(P1,P2,…)に来たか否かを常
時判定しており(ステップS2)、サブゴールに達したと
きに一旦停止する(ステップS3)。この停止したサブゴ
ールPiでは第16図に示すように、前回のサブゴールP
(i-1)での誤差r(i-1)(i-1)に今回の移動によるロー
タリエンコーダの誤差eiを加えた領域内の各点から見え
るであろう画像をコンピュータグラフィックス手法によ
り作成し、環境モデルのマーカの存在する画像上の範囲
であるウインドウWiを決定する(ステップS4)。次に、
実際の画像において上述の如く求めたマーカ存在領域内
からのみマーカが存在するか否かを判断し、マーカが存
在すれば抽出する(ステップS5)。そして、抽出された
3個以上のマーカが環境モデルのマーカのどれと対応す
るかを逐一調べて最終的な位置及び姿勢を決定し、同時
にそのときの誤差riを記憶して次のサブゴールP
(i+1)に備える(ステップS6)。上記動作を目的地GPま
で繰返すことによってルート上を移動する(ステップS
7)。
FIG. 15 shows an operation example of the present invention. The mobile robot 3 shown in FIG. 1 has a route and subgoals (P 1 , P 1) from a predetermined starting point SP to a destination GP as shown in FIG. P 2, ... according to), to move while avoiding obstacles (step S1), the subgoal (P 1, P 2, and determines at all times whether the come ...) (step S2), and when reaching subgoals (Step S3). In this stopped subgoal P i , as shown in FIG.
(i-1) error r (i-1) at, theta (i-1) to the current computer graphics images would appear from each point in the region plus error e i of the rotary encoder according to the movement prepared by method determines a window W i is the range of the image in the presence of markers of environmental model (step S4). next,
It is determined whether or not a marker exists only in the marker existing area obtained as described above in an actual image, and if a marker exists, it is extracted (step S5). Then, each of the extracted three or more markers is checked one by one to determine which one of the markers of the environment model corresponds to each other, and the final position and orientation are determined. At the same time, the errors r i and θ i at that time are stored and the next position and orientation are stored. Subgoal P
Prepare for (i + 1) (step S6). Move on the route by repeating the above operation to the destination GP (step S
7).

次に、第17図のフローチャートを参照して自己定位の
方法を説明する。つまり、第15図のステップS4〜S6の詳
細を説明する。
Next, the self-localization method will be described with reference to the flowchart in FIG. That is, the details of steps S4 to S6 in FIG. 15 will be described.

先ず、前回サブゴールP(i-1)の誤差r(i-1)(i-1)
今回サブゴールPiのロータリエンコーダの誤差eiの2つ
により視点の領域を第16図のVAの如く決定し(ステップ
S10)、領域VA内を第8図(A)に示すように離散化し
て各視点VPを決める(ステップS11)。上記各視点VPに
ついてその視点から見えるであろう予測画像を第8図
(B)のようにコンピュータグラフィクスの手法により
生成し、環境モデルのマーカの存在範囲であるウインド
ウWiを決める(ステップS12)。このとき姿勢誤差θ
(i-1)も考慮し、次にマーカの存在範囲であるウインド
ウが重なり合うか否かを判定し(ステップS13)、重な
り合う場合には各ウインドウを統合し(ステップS1
4)、第10図に示すようなマーカの候補リストを作成す
る(ステップS15)。次に、実際の画像(入力画像)よ
り上記求めたウインドウ範囲からのみマーカを見つけて
抽出し(ステップS16)、抽出したマーカが3個以上有
るか否かを判断し(ステップS17)、2個以下の場合に
は処理不能となって停止する(ステップS18)。
First, the area of the viewpoint is defined by two errors, ie, the errors r (i-1) and θ (i-1) of the previous subgoal P (i-1) and the error e i of the rotary encoder of the current subgoal P i , as shown in FIG. Determined as (step
S10) The area VA is discretized as shown in FIG. 8A to determine each viewpoint VP (step S11). Each viewpoint VP the predicted image may try a visible from the viewpoint Figure 8 for generating by a technique of the computer graphics as (B), determining the window W i is the presence range of markers environment model (Step S12) . At this time, the posture error θ
Considering also (i-1) , it is next determined whether or not the windows that are the marker existence ranges overlap (step S13). If the windows overlap, the windows are integrated (step S1).
4), a marker candidate list as shown in FIG. 10 is created (step S15). Next, markers are found and extracted only from the window range obtained from the actual image (input image) (step S16), and it is determined whether or not there are three or more extracted markers (step S17). In the following cases, the processing becomes impossible and the operation stops (step S18).

上記ステップS17において抽出したマーカが3個以上
有る場合には、抽出した全マーカより3個のマーカを選
び(ステップS20)、当該3個のマーカを第10図(1)
の最上部(L1′,L2′,L4′)のように環境モデルの候補
リストのマーカと一旦対応づけ(ステップS21)、3個
のマーカの抽出誤差を第14図の領域LAのように仮定する
(ステップS22)。そして、次に第18図に示す如く自己
定位の誤差範囲Q1〜Q8を計算する(ステップS23)。第1
8図における誤差範囲LAの9点Q0〜Q8で表わされ、1≦k≦8として誤差riは次のよう
に求められる。
If there are three or more markers extracted in step S17, three markers are selected from all the extracted markers (step S20), and the three markers are selected as shown in FIG. 10 (1).
Are temporarily associated with the markers in the environmental model candidate list as shown at the top (L 1 ′, L 2 ′, L 4 ′) (step S 21), and the extraction errors of the three markers are set in the area LA in FIG. (Step S22). Then, then as shown in Figure 18 to calculate the error range Q 1 to Q 8 of the self-localization (step S23). First
9 points Q 0 to Q 8 of the error range LA in FIG. The error r i , θ i is obtained as follows, where 1 ≦ k ≦ 8.

そして、誤差範囲LA内において検証を行なうマーカが
入力画像中に存在する領域をコンピュータグラフィック
スの手法を用いて計算する(ステップS24)。計算され
た領域内に検証するマーカが存在するか否かを調べ(ス
テップS25)、次に検証率がある割合以上(例えば80%
以上)か否かを判定し(ステップS30)、ある割合より
も小さい場合には抽出誤差Deの画素を広げ(ステップS3
4)、Deが所定値(例えば3)よりも小さければステッ
プS23にリターンする(ステップS35)。また、検証率が
ある割合以上の場合には誤差範囲の面積を計算し(ステ
ップS31)、面積が最小であるか否かを判定し(ステッ
プS32)、最小であれば面積及び誤差riを更新する
(ステップS33)。第19図(A)はDe=1でウインドウw
1にマーカD′が重ならないので検証失敗となる例を示
し、同図(B)もDe=2でウインドウw2にマーカD′が
重らないので検証失敗となる例を示し、同図(C)はDe
=3でウインドウw3にマーカD′が重なり検証が成功し
た例を示している。この場合、検証率は100%となる。
即ち、検証すべき領域が1つしかないときは0%か100
%のいずれかとなる。そして、候補リストのマーカと全
て対応づけが終了したか否かを判定し(ステップS3
6)、終了しておれば更に3個のマーカの選び方が全て
終了したか否かを判定する(ステップS37)。ステップS
36で全て対応づけが終了していない場合はステップS21
にリターンする。
Then, an area where a marker to be verified is present in the input image within the error range LA is calculated using a computer graphics technique (step S24). It is checked whether or not there is a marker to be verified in the calculated area (step S25).
It determines whether or higher) (Step S30), in some cases less than the ratio spread pixel extraction error D e (step S3
4), D e is returned to step S23 is smaller than a predetermined value (e.g., 3) (step S35). If the verification rate is higher than a certain ratio, the area of the error range is calculated (step S31), and it is determined whether the area is minimum (step S32). If the area is minimum, the area and error r i , θ i is updated (step S33). Figure No. 19 (A) is the window with D e = 1 w
1 'shows an example of a validation failure because do not overlap, and FIG. (B) also D e = 2 markers in the window w2 in D' marker D shows an example of a validation failure since no Omora, FIG ( C) is De
In this example, the marker D 'overlaps the window w3 and the verification is successful. In this case, the verification rate is 100%.
That is, 0% or 100 when there is only one area to be verified
%. Then, it is determined whether or not the association with all the markers in the candidate list has been completed (step S3).
6) If it has been completed, it is determined whether all three markers have been selected or not (step S37). Step S
If all the associations have not been completed in 36, step S21
Return to

次に、第14図及び第18図で説明した自己定位の誤差範
囲について説明すると、環境モデル20とイメージセンサ
10との実際の関係は第20図のようになっているが、上下
左右が逆になるので反対側位置10Aにイメージセンサ10
があると考えて第21図のような構成を考える。その座標
関係は第22図のようになり、Ocはレンズ中心座標を示し
ている。そして、角度α,βの求め方を以下に説明す
る。イメージセンサ10上の入力画像A′,B′,C′は環境
モデル20のA,B,Cと対応づけられる。画像A′はイメー
ジセンサ10の何画素目に写っているかは分るので、第23
図に示すような画像A′と光軸との距離l1は求まり(画
素間隔は既知)、またレンズの焦点距離fは既知であ
る。従って、α=tan-1(l1/f)で角度αが求ま
り、同様に角度αも求まり、結局α=α−αで角
度αが求まる。同様にして角度βも求まる。一方、第14
図及び第24図に示すように3点A,B,Ocを通る円の中心を
K1とすると、∠RAB=90゜で、線分▲▼の長さは環
境モデル20より求まるので、sinα=▲▼/2r1から
円の半径r1が求まる。環境モデル20よりA,Bの座標は既
知であるので、半径r1が求まれば中心K1の座標(a1,
b1)は求まる。同様にして3点B,C,Ocを通る円の中心K2
の座標(a2,b2)も求まる。従って、前記(4)式から
点Ocの座標(x,y)が求められる。これをQ0とする。
Next, the error range of the self-localization described in FIGS. 14 and 18 will be described.
The actual relationship with the image sensor 10 is as shown in Fig. 20, but since the top, bottom, left and right are reversed, the image sensor 10
Considering this, a configuration as shown in FIG. 21 is considered. Its coordinates relationship becomes as shown in FIG. 22, O c represents an lens center coordinates. A method for obtaining the angles α and β will be described below. The input images A ', B', C 'on the image sensor 10 are associated with A, B, C of the environment model 20. Since it is known at which pixel of the image A 'the image sensor 10 appears, the 23rd
An image A 'as shown in FIG distance l 1 between the optical axis Motomari (pixel spacing known), also the focal length f of the lens is known. Therefore, the angle α 1 is obtained by α 1 = tan −1 (l 1 / f), the angle α 2 is similarly obtained, and the angle α is finally obtained by α = α 1 −α 2 . Similarly, the angle β is obtained. Meanwhile, the 14th
Figure and 24 three points A, as shown in FIG, B, the center of the circle passing through O c
When K 1, ∠RAB = 90 °, since the line segment ▲ ▼ length of is obtained as environment model 20, sinα = ▲ ▼ / 2r 1 radius r 1 of the circle is obtained from. Since A from the environment model 20, the coordinates of B is known, if the radius r 1 is Motomare center K 1 coordinates (a 1,
b 1 ) is found. Similarly, the center K 2 of a circle passing through three points B, C, and O c
The coordinates (a 2 , b 2 ) of are also obtained. Therefore, the (4) of the point O c from equation coordinates (x, y) is determined. This is defined as Q 0 .

次に、姿勢θ(カメラ光軸とXwのなす角)の求め方に
ついて述べる。第25図に示すように、線分 と光軸のなす角αは既に求められている。一方、A点
の座標は環境モデル20から分っており、点Ocの座標も求
まっているので、線分 と軸Xwのなす各θ′は演算で求められ、姿勢θはθ=
θ′−αとなる。
Next, we describe how to determine the orientation theta (angle between the camera optical axis and X w). As shown in FIG. 25, the line segment Angle alpha 1 of the optical axis has already been determined to. On the other hand, the coordinates of the point A is found from the environment model 20, since been obtained also the coordinates of the point O c, segment The axis X each formed of w theta 'is obtained by the calculation, the orientation theta theta =
the θ'-α 1.

次に、第19図で説明したようにイメージセンサ10の標
本化の誤差である1画素を考慮する場合について述べ
る。第26図に示すように画像A′,B′をそれぞれ1画素
広げたときの角度αmaxは前回と同様にして求められ、
第27図に示すように画像A′,B′をそれぞれ1画素狭め
たときの角度αminも前回と同様に求められる。同様
に、角度βmaxminも求められる。従って、点O
c(Q0)と同様にして点Q1〜Q8の座標(X,Y,θ)が
(5)式の如く求められる。
Next, a case will be described in which one pixel which is a sampling error of the image sensor 10 is considered as described with reference to FIG. As shown in FIG. 26, the angle α max when the images A ′ and B ′ are each expanded by one pixel is obtained in the same manner as the previous time.
As shown in FIG. 27, the angle α min when each of the images A ′ and B ′ is narrowed by one pixel is obtained in the same manner as the previous time. Similarly, angles β max and β min are obtained. Therefore, point O
c (Q 0) Similarly coordinates of the point Q 1 to Q 8 and (X, Y, theta) is calculated as (5) of the formula.

ステップS17において、マーカが4つ以上あるときに
は今回使用した3つ以外のマーカが入力画像中に存在す
る領域を計算する。これはQ0(X0,Y0)〜Q8(X8,Y
8)の各点から見える予測画像をコンピュータグラ
フィックス手法で計算し、今回使用した3つ以外のマー
カが存在するウインドウD′を求める。そして、入力画
像のウインドウD′内に実際にマーカが有るかどうかを
調べ、検証率80%以上ならばOKとする。領域が複数ある
とき、例えば5つの領域があってその内の4つ以上の領
域でそれぞれ該当するマーカが有ったときは、4/5×100
=80%となりOKとする。次に、点Q1〜Q8で囲まれる斜線
部面積を計算し、最小ならその面積及び誤差ri
記憶して更新する。もし検証率が80%未満であれば、第
26図に示すようにイメージセンサの画素をもう1つ広げ
てαmaxmaxを求め(α,βより2画素分広げたこと
になる)、同様に第27図に示すようにもう1画素減らし
てαminmin(α,βより2画素分狭めたことにな
る)を求めて、以下同様な処理を行なう。次に対応づけ
の組合せを変えて同様に行ない、全ての対応づけの組合
せを終了すれば、次の組合せの3つのマーカを選んで同
様の処理を行ない、結局Q1〜Q8で成る領域面積が最小と
なるもので自己定位することになる。そのときの誤差
riが次回の誤差の基準となる。
In step S17, when there are four or more markers, an area where the markers other than the three used this time are present in the input image is calculated. This is from Q 0 (X 0 , Y 0 , θ 0 ) to Q 8 (X 8 , Y
8 , θ 8 ), a predicted image viewed from each point is calculated by a computer graphics method, and a window D ′ where three markers other than the three used this time are present is obtained. Then, it is checked whether or not the marker is actually present in the window D 'of the input image. If the verification rate is 80% or more, it is determined to be OK. When there are a plurality of regions, for example, when there are five regions and four or more regions have corresponding markers, respectively, 4/5 × 100
= 80% and OK. Next, calculate the shaded portion area surrounded by points Q 1 to Q 8, a minimum if the area and the error r i, and updates and stores the theta i. If the verification rate is less than 80%, the second
As shown in FIG. 26, one more pixel of the image sensor is extended to obtain α max and β max (this is two pixels larger than α and β). Similarly, as shown in FIG. Then, α min and β min (that is, two pixels smaller than α and β) are obtained, and the same processing is performed. Next, the same combination is performed after changing the combination of associations. When all the combinations of associations are completed, the same processing is performed by selecting the three markers of the next combination, and eventually the area area of Q 1 to Q 8 is obtained. Will be self-localized at the minimum. Error at that time
r i and θ i are used as a reference for the next error.

発明の効果; 以上のようにこの発明によれば、マーカが存在しそう
な領域について画像処理を行なうので効率が良く、領域
を区切っているので画像からのマーカの抽出が安定す
る。また、余分な線を抽出するのを防いでいるので、抽
出したマーカと環境モデル中のマーカとの対応づけの効
率が良い。さらに、自己定位の誤差範囲を求め直して次
回の推定地点における誤差範囲の領域設定に利用してい
るので、誤差範囲が累積することもなく、所定ルート上
を移動することができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, image processing is performed on an area where a marker is likely to be present, so that the efficiency is high, and since the area is divided, the extraction of the marker from the image is stable. Further, since the extraction of extra lines is prevented, the efficiency of associating the extracted markers with the markers in the environment model is high. Further, since the self-localization error range is obtained again and used for setting the error range area at the next estimated point, it is possible to move on a predetermined route without accumulation of the error range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の移動ロボットの外観構成図、第2図
は撮像手段による環境の入力画像の一例を示す図、第3
図はロボットの座標系を説明するための図、第4図はロ
ボットが移動する環境の一例を示す図、第5図は第4図
の環境に対するルート生成の様子を示す図、第6図は自
己定位を説明するための模式図、第7図は視点の拘束を
説明するための図、第8図は視点領域の離散化及びウイ
ンドウの生成を説明するための図、第9図はウインドウ
の合成を説明するための図、第10図は抽出したマーカの
対応づけを示す図、第11図はウインドウよりマーカの抽
出を行なう様子を示すフロー図、第12図は入力画像中の
マーカの例を示す図、第13図はロボットの位置,姿勢の
計算原理を説明するための図、第14図は自己定位の誤差
を説明するための図、第15図はこの発明のロボット移動
の様子を示すフローチャート、第16図はサブゴールで自
己停止しながら移動する様子を示す図、第17図はこの発
明による自己定位の動作例を示すフローチャート、第18
図はロボット位置,姿勢の誤差範囲を説明するための
図、第19図は位置,姿勢についての検証の例を示す図、
第20図〜第25図は位置,姿勢の誤差範囲の計算を説明す
るための図、第26図及び第27図は画像入力範囲の変更を
説明するための図である。 1……CCDカメラ、2……車輪、3……移動ロボット、1
0……イメージセンサ、20……環境モデル。
FIG. 1 is a view showing an external configuration of a mobile robot according to the present invention, FIG. 2 is a view showing an example of an input image of an environment by an imaging means, and FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining a coordinate system of the robot, FIG. 4 is a diagram showing an example of an environment in which the robot moves, FIG. 5 is a diagram showing how a route is generated for the environment in FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining self-localization, FIG. 7 is a diagram for explaining constraint of a viewpoint, FIG. 8 is a diagram for explaining discretization of a viewpoint region and generation of a window, and FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the combination of the extracted markers, FIG. 11 is a flowchart showing the extraction of the markers from the window, and FIG. 12 is an example of the markers in the input image. Fig. 13 is a diagram for explaining the principle of calculating the position and orientation of the robot, Fig. 14 is a diagram for explaining the error of self-localization, and Fig. 15 is a diagram showing the robot movement of the present invention. The flowchart shown in Fig. 16 moves while self-stopping at the subgoal. Illustration illustrating, FIG. 17 is a flowchart showing an operation example of a self-orienting according to the invention, the 18
The figure is a diagram for explaining the error range of the robot position and posture, FIG. 19 is a diagram showing an example of verification of the position and posture,
20 to 25 are diagrams for explaining the calculation of the error range of the position and orientation, and FIGS. 26 and 27 are diagrams for explaining the change of the image input range. 1 ... CCD camera, 2 ... Wheels, 3 ... Mobile robot, 1
0 ... Image sensor, 20 ... Environment model.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 和彦 兵庫県姫路市下手野1丁目3番1号 グ ローリー工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−217413(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05D 1/02 G06F 15/62 380──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhiko Onishi 1-33-1 Shimoteno, Himeji-shi, Hyogo Glorry Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-60-217413 (JP, A) (58) ) Surveyed field (Int.Cl. 6 , DB name) G05D 1/02 G06F 15/62 380

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】予め障害物の位置を記憶させた環境モデル
ファイルを用意し、移動体が所定距離進んだとき、前記
移動体に設けられた移動量検出手段の出力によりその地
点を推定し、その推定地点からある誤差範囲の領域を設
定し、その領域内の各点から前記移動体に設けられた撮
像手段が捉えるであろう予測画像を前記環境モデルファ
イルからコンピュータグラフィックス手法を用いて各々
生成し、生成された各予測画像上で前記環境モデルの障
害物の特徴要素であるマーカを抽出しマーカの存在する
領域を求め、この求められた領域を前記撮像手段からの
入力画像中に当てはめてその領域からのみ実際のマーカ
の抽出を行ない、前記環境モデルのマーカと抽出された
マーカとを対応づけて自己定位を行ない、前記撮像手段
の分解能及びマーカ検出の誤差を考慮して前記自己定位
の評価を行なって誤差範囲を求め直し、次回の推定地点
における誤差範囲の領域設定に利用するようにしたこと
を特徴とする移動体の自己定位方法。
An environment model file in which the position of an obstacle is stored in advance is prepared, and when the moving body has traveled a predetermined distance, the point is estimated by the output of a moving amount detecting means provided on the moving body, A region of an error range is set from the estimated point, and a predicted image that is to be captured by the imaging unit provided on the moving body from each point in the region is calculated from the environment model file using a computer graphics method. On each of the generated predicted images, a marker which is a feature element of an obstacle of the environment model is extracted to obtain a region where the marker is present, and the obtained region is applied to an input image from the imaging means. Then, actual markers are extracted only from that area, self-localization is performed by associating the markers of the environment model with the extracted markers, and the resolution and Taking into account the error detection again seek error range evaluated the self-localization position determining method for a mobile body, characterized in that so as to utilize the area setting error range in the next estimation point.
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