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JP7770809B2 - Information processing device, information processing method, and program - Google Patents
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JP7770809B2 - Information processing device, information processing method, and program - Google Patents

Information processing device, information processing method, and program

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JP7770809B2 JP2021135585A JP2021135585A JP7770809B2 JP 7770809 B2 JP7770809 B2 JP 7770809B2 JP 2021135585 A JP2021135585 A JP 2021135585A JP 2021135585 A JP2021135585 A JP 2021135585A JP 7770809 B2 JP7770809 B2 JP 7770809B2
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Description

本発明は、計測情報から移動体の位置を推定する技術に関する。 The present invention relates to technology for estimating the position of a moving object from measurement information.

環境に存在する物体とセンサとの距離を計測するセンサを搭載した移動体において、センサから得られた計測情報に基づき移動体の位置を推定する技術がある。移動体に複数のセンサを搭載し、各センサで推定した移動体の位置を、状況に応じて切り替えて使用することで、より高精度に移動体の位置を推定できる。この時、各センサが推定した位置はセンサごとに独立して推定した位置であるため、移動体の移動制御に使用するにはセンサ間で位置の整合性を取る、すなわち座標系を統一する必要がある。非特許文献1では、カメラとレーザセンサの配置関係を事前に計測しておくことで、カメラとレーザにより計測された位置姿勢を同一の座標系で扱えるようにしている。 There is technology for estimating the position of a mobile object equipped with a sensor that measures the distance between the sensor and objects in the environment, based on the measurement information obtained from the sensor. By equipping a mobile object with multiple sensors and switching between the positions of the mobile object estimated by each sensor depending on the situation, the position of the mobile object can be estimated with greater accuracy. Since the positions estimated by each sensor are estimated independently, it is necessary to ensure consistency between the positions of the sensors, i.e., to use them to control the movement of the mobile object. In Non-Patent Document 1, the relative positions of the camera and laser sensor are measured in advance, allowing the position and orientation measured by the camera and laser to be handled in the same coordinate system.

W. Dong, et al., “A Novel Method for the Extrinsic Calibration of a 2D Laser Rangefinder and a Camera,” ICRA‘17, 2017.W. Dong, et al. , “A Novel Method for the Extrinsic Calibration of a 2D Laser Rangefinder and a Camera,” ICRA’17, 2017.

しかし、非特許文献1の方法でセンサの配置関係を校正したとしても,各センサの計測誤差により位置姿勢の差異が発生する。実際には存在しない差異を解消しようとして、移動体の移動が不安定になることがある。本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、2つ以上のセンサの計測値から推定した位置姿勢を切り替えて使用する時に、移動体を安定して移動させるようにすることを目的とする。 However, even if the sensor placement relationship is calibrated using the method in Non-Patent Document 1, differences in position and orientation will occur due to measurement errors from each sensor. Attempting to eliminate differences that do not actually exist can result in unstable movement of the moving object. The present invention was made in light of the above issues, and aims to enable stable movement of a moving object when switching between position and orientation estimated from measurement values from two or more sensors.

本発明に係る情報処理装置は以下の構成を備える。即ち、移動体に固定された第1のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第1の位置情報を取得する第1の位置情報の取得手段と、前記移動体に固定された第2のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第2の位置情報を取得する第2の位置情報の取得手段と、同一の座標系における前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とのうち、前記第1の位置情報が取得可能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第1の位置情報を選択し、前記第1の位置情報が取得不能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第2の位置情報を選択する選択手段と、前記第1の位置情報と該第1の位置情報と同期した前記第2の位置情報との同一の座標系における差分情報を取得する差分取得手段と、前記選択手段が選択する位置情報が前記第1の位置情報から前記第2の位置情報へ切り替わった場合、切り替え前に選択されていた前記第1の位置情報が再選択されるまでの間、切り替えられた時に前記差分取得手段で取得した差分情報を加えて、前記第2の位置情報を更新する更新手段。 An information processing device according to the present invention has the following configuration: first position information acquisition means for acquiring first position information of a moving body estimated based on input information from a first sensor fixed to the moving body, second position information acquisition means for acquiring second position information of the moving body estimated based on input information from a second sensor fixed to the moving body, selection means for selecting, from the first position information and the second position information in the same coordinate system, the first position information as position information for controlling movement of the moving body when the first position information is acquireable, and selecting the second position information as position information for controlling movement of the moving body when the first position information is not acquireable , difference acquisition means for acquiring difference information in the same coordinate system between the first position information and the second position information synchronized with the first position information, and update means for, when the position information selected by the selection means is switched from the first position information to the second position information , updating the second position information by adding the difference information acquired by the difference acquisition means at the time of switching until the first position information selected before the switching is reselected .

本発明によれば、2つ以上のセンサからの計測値に基づき推定した位置姿勢を切り替えて使用する時に、移動体を安定して移動させることができる。 According to the present invention, it is possible to stably move a moving object when switching between position and orientation estimates based on measurement values from two or more sensors.

情報処理システムのシステム構成例を示す図A diagram showing an example of the system configuration of an information processing system. 情報処理装置の機能構成例を示すブロック図A block diagram showing an example of the functional configuration of an information processing device. 情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an information processing device. 情報処理装置が実行する処理を説明するフローチャート10 is a flowchart illustrating a process executed by an information processing device. 差分取得部が実行する処理を説明するフローチャート10 is a flowchart illustrating a process executed by a difference acquisition unit. 情報処理装置が実行する処理を説明するフローチャート10 is a flowchart illustrating a process executed by an information processing device. 情報処理装置が実行する処理を説明するフローチャート10 is a flowchart illustrating a process executed by an information processing device.

<実施形態1>
本実施形態では、移動体に画像センサと距離センサを搭載した移動体を含む情報処理システムについて説明する。ここでは、移動体は具体的には自動搬送車(Automated Guided Vehicle、または、Self Driving Vehicle)であるとする。本システムは、移動体の位置姿勢を、画像センサおよび距離センサからの入力情報に基づき2系統推定する。常に2系統の位置姿勢を推定できるとは限らず、一方の位置姿勢の推定に失敗した場合には、もう一方の位置姿勢に切り替えて移動体の移動制御に使用する。1系統の位置姿勢推定結果を入力すれば、移動体の移動制御は可能である。本実施形態においては、移動体の移動制御には、主に画像センサから推定した位置姿勢を優先して使用し、画像センサからの入力情報により位置姿勢を推定できない時に、距離センサからの入力情報により推定した位置姿勢を使用する。もちろん、逆に、距離センサによって推定した位置姿勢を優先することもできる。センサによって推定する位置姿勢の信頼度などにより、どちらのセンサによって推定した位置姿勢を優先するか予め決めておく。本実施形態においては、画像センサによって推定した位置姿勢を優先する。移動体が移動している最中に、位置姿勢推定結果を取得するセンサを、画像センサから距離センサへと切り替えると、取得した位置姿勢にずれが発生することがある。移動体が、切り替え前の位置姿勢に復帰しようとして急激な方向転換をするなど、予期せぬ挙動を招く可能性がある。そこで、本実施形態では、2つのセンサ間の位置姿勢の差分を取得しておき、例えば、切り替え時の差分に基づき切り替え時の位置姿勢を補正する方法を述べる。切り替え前の画像センサによって推定されていたはずの位置姿勢を、切り替え後の距離センサによって推定した位置姿勢と差分を使って求める。なお、画像センサと距離センサとの間の配置関係はあらかじめ求められ、その配置関係に基づき2系統の位置姿勢が移動体の移動制御に用いるために同一の座標系上の位置姿勢に変換してあるものとする。2系統の位置姿勢の座標系を両方変換することは必須ではなく、それぞれが同一の座標系における位置情報として取得できていればよい。
<Embodiment 1>
In this embodiment, an information processing system including a mobile object equipped with an image sensor and a range sensor will be described. Specifically, the mobile object is assumed to be an automated guided vehicle (or a self-driving vehicle). This system estimates the position and orientation of the mobile object using two methods, based on input information from an image sensor and a range sensor. Estimating the two methods is not always possible. If one method fails to estimate the position and orientation, the other method is used to control the movement of the mobile object. Inputting the results of one method of position and orientation estimation enables the movement of the mobile object. In this embodiment, the position and orientation estimated from the image sensor is primarily used as a priority for controlling the movement of the mobile object. When the position and orientation cannot be estimated based on the input information from the image sensor, the position and orientation estimated based on the input information from the range sensor is used. Conversely, the position and orientation estimated by the range sensor can also be prioritized. The priority of the position and orientation estimated by the sensor is determined in advance based on the reliability of the position and orientation estimated by the sensor. In this embodiment, the position and orientation estimated by the image sensor is prioritized. Switching the sensor acquiring the position and orientation estimation results from an image sensor to a range sensor while a moving object is moving can cause a discrepancy in the acquired position and orientation. This can lead to unexpected behavior, such as a sudden change in direction as the moving object attempts to return to the position and orientation before the switch. Therefore, this embodiment describes a method for acquiring the difference between the position and orientation between two sensors and correcting the position and orientation at the time of switching based on the difference at the time of switching. The position and orientation estimated by the image sensor before the switch is calculated using the difference between the position and orientation estimated by the range sensor after the switch. It is assumed that the positional relationship between the image sensor and the range sensor is determined in advance, and that the two positions and orientations are converted to positions and orientations in the same coordinate system based on this positional relationship for use in controlling the movement of the moving object. It is not necessary to convert both of the coordinate systems of the two positions and orientations; it is sufficient that each is acquired as position information in the same coordinate system.

以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。 A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

図1に、本実施形態における移動体のシステム構成図を示す。本実施形態における移動体10は、位置姿勢を推定するためのセンサとして画像センサ12および距離センサ13、情報処理装置11、移動体を移動制御する制御装置14から構成される。画像センサ12と距離センサ13とは、移動体に固定して取り付けられている。 Figure 1 shows a system configuration diagram of a mobile body in this embodiment. The mobile body 10 in this embodiment is composed of an image sensor 12 and a distance sensor 13 as sensors for estimating the position and orientation, an information processing device 11, and a control device 14 that controls the movement of the mobile body. The image sensor 12 and distance sensor 13 are fixedly attached to the mobile body.

本実施形態における画像センサ12および距離センサ13からの入力情報により得られる位置姿勢の具体例を説明する。現実空間中に規定された任意の世界座標系におけるセンサの位置を表す3パラメータ(X、Y、Z)、およびセンサの姿勢を表す3パラメータ(Roll、Pitch、Yaw)を合わせた6パラメータのことである。 Here is a specific example of the position and orientation obtained from the input information from the image sensor 12 and distance sensor 13 in this embodiment. These are six parameters: three parameters (X, Y, Z) that represent the position of the sensor in an arbitrary world coordinate system defined in real space, and three parameters (Roll, Pitch, Yaw) that represent the orientation of the sensor.

図2は、本実施形態における情報処理装置11を備える移動体システムの構成例を示す図である。 Figure 2 is a diagram showing an example configuration of a mobile system equipped with an information processing device 11 in this embodiment.

情報処理装置11は、第1位置情報取得部111、第2位置情報取得部112、選択部113、差分取得部114、差分保持部115、補正部116から構成される。また、第1位置情報取得部111は第1推定部121に接続しており、第1推定部121は画像センサ12に接続している。第2位置情報取得部112は第2推定部131に接続しており、第2推定部131は距離センサ13に接続している。また、補正部116は制御装置14に接続している。 The information processing device 11 is composed of a first location information acquisition unit 111, a second location information acquisition unit 112, a selection unit 113, a difference acquisition unit 114, a difference storage unit 115, and a correction unit 116. The first location information acquisition unit 111 is connected to a first estimation unit 121, which is connected to the image sensor 12. The second location information acquisition unit 112 is connected to a second estimation unit 131, which is connected to the distance sensor 13. The correction unit 116 is connected to the control device 14.

第1推定部121は、画像センサ12から得た入力情報に基づき位置情報を推定し、推定結果を位置情報として第1位置情報取得部111に出力する。画像センサ12は、例えばステレオカメラであり、入力情報として画像情報を取得する。第1推定部121は、画像内の特徴点についてステレオ計測を行い、特徴点の三次元位置情報を推定する。以降、ステレオ計測を行う前の、画像センサ12からの入力情報を便宜的に計測情報または計測値として説明する。 The first estimation unit 121 estimates position information based on input information obtained from the image sensor 12 and outputs the estimation result as position information to the first position information acquisition unit 111. The image sensor 12 is, for example, a stereo camera, and acquires image information as input information. The first estimation unit 121 performs stereo measurement of feature points in the image and estimates three-dimensional position information of the feature points. Hereinafter, for convenience, the input information from the image sensor 12 before stereo measurement is performed will be described as measurement information or measurement values.

第2推定部131は、距離センサ13から得た入力情報に基づき位置情報を推定し、推定結果を位置情報として第2位置情報取得部112に出力する。距離センサ13は、環境に存在する物体とセンサとの距離を計測し、距離情報が入力情報として得られる。例えば、LiDARやToFセンサなどで実現される。以降、距離センサ13からの入力情報を便宜的に計測情報または計測値として説明する。 The second estimation unit 131 estimates position information based on input information obtained from the distance sensor 13 and outputs the estimation result as position information to the second position information acquisition unit 112. The distance sensor 13 measures the distance between the sensor and an object present in the environment, and obtains the distance information as input information. For example, this is realized by a LiDAR or ToF sensor. Hereinafter, for convenience, the input information from the distance sensor 13 will be described as measurement information or measurement value.

第1位置情報取得部111は、第1推定部121が入力した位置情報を取得し、位置情報を選択部113および差分取得部114に出力する。 The first location information acquisition unit 111 acquires the location information input by the first estimation unit 121 and outputs the location information to the selection unit 113 and the difference acquisition unit 114.

第2位置情報取得部112は、第2推定部131が入力した位置情報を取得し、位置情報を選択部113および差分取得部114に出力する。 The second location information acquisition unit 112 acquires the location information input by the second estimation unit 131 and outputs the location information to the selection unit 113 and the difference acquisition unit 114.

選択部113は、第1位置情報取得部111および第2位置情報取得部112が入力した位置情報のいずれかを選択し、選択結果および選択した位置情報を補正部116に出力する。 The selection unit 113 selects either the location information input by the first location information acquisition unit 111 or the second location information acquisition unit 112, and outputs the selection result and the selected location information to the correction unit 116.

差分取得部114は、第1位置情報取得部111および第2位置情報取得部112が入力した位置情報から、2つの位置情報間の差分を取得し、差分情報として差分保持部115に出力する。第1位置情報取得部111および第2位置情報取得部112が入力した位置情報は同一の座標系の位置情報に変換されている。 The difference acquisition unit 114 acquires the difference between the two pieces of location information from the location information input by the first location information acquisition unit 111 and the second location information acquisition unit 112, and outputs this as difference information to the difference holding unit 115. The location information input by the first location information acquisition unit 111 and the second location information acquisition unit 112 is converted into location information in the same coordinate system.

差分保持部115は、差分取得部114が入力した差分情報を保持する。 The difference storage unit 115 stores the difference information input by the difference acquisition unit 114.

補正部116は、選択部113が入力する位置情報を差分保持部115で保持する差分情報に基づいて補正する。補正した位置情報を制御装置14に出力する。 The correction unit 116 corrects the position information input by the selection unit 113 based on the difference information stored in the difference storage unit 115. The corrected position information is output to the control device 14.

尚、移動体10が情報処理装置11を搭載することもできるし、クラウド上にある情報処理装置11が、移動体10の制御を行うこともできる。 In addition, the mobile object 10 can be equipped with an information processing device 11, or an information processing device 11 on the cloud can control the mobile object 10.

図3は、情報処理装置11のハードウェア構成を示す図である。H11はCPUであり、システムバスH21に接続された各種デバイスの制御を行う。H12はROMであり、BIOSのプログラムやブートプログラムを記憶する。H13はRAMであり、CPUであるH11の主記憶装置として使用される。H14は外部メモリであり、情報処理装置11が処理するプログラムを格納する。入力部H15はキーボードやマウス、ロボットコントローラーであり、情報等の入力に係る処理を行う。表示部H16はH11からの指示に従って情報処理装置11の演算結果を表示装置に出力する。なお、表示装置は液晶表示装置やプロジェクタ、LEDインジケーターなど、種類は問わない。H17は通信インターフェイスであり、ネットワークを介して情報通信を行うものであり、通信インターフェイスはイーサネットでもよく、USBやシリアル通信、無線通信等種類は問わない。H17はI/Oであり、画像センサH18から画像データを、距離センサH19から距離データを入力する。なお、画像センサH18および距離センサH19とは前述した画像センサ12、距離センサ13のことである。H20は前述した制御装置14のことである。 Figure 3 shows the hardware configuration of the information processing device 11. H11 is a CPU that controls various devices connected to the system bus H21. H12 is a ROM that stores BIOS programs and boot programs. H13 is a RAM that serves as the main storage device for the CPU H11. H14 is an external memory that stores programs processed by the information processing device 11. The input unit H15 includes a keyboard, mouse, or robot controller, and performs processing related to the input of information, etc. The display unit H16 outputs the results of calculations performed by the information processing device 11 to a display device in accordance with instructions from H11. The display device may be of any type, such as an LCD display, projector, or LED indicator. H17 is a communication interface that communicates information over a network. The communication interface may be Ethernet, or may be USB, serial communication, wireless communication, or any other type. H17 is an I/O that receives image data from the image sensor H18 and distance data from the distance sensor H19. Note that image sensor H18 and distance sensor H19 refer to the image sensor 12 and distance sensor 13 mentioned above. H20 refers to the control device 14 mentioned above.

尚、CPUはプログラムを実行することで各種の手段として機能することが可能である。なお、CPUと協調して動作するASICなどの制御回路がこれらの手段として機能してもよい。また、CPUと画像処理装置の動作を制御する制御回路との協調によってこれらの手段が実現されてもよい。また、CPUは単一のものである必要はなく、複数であってもよい。この場合、複数のCPUは分散して処理を実行することが可能である。また、複数のCPUは単一のコンピュータに配置されていてもよいし、物理的に異なる複数のコンピュータに配置されていてもよい。なお、CPUがプログラムを実行することで実現する手段が専用の回路によって実現されてもよい。 The CPU can function as various means by executing a program. A control circuit such as an ASIC that operates in cooperation with the CPU can also function as these means. These means can also be realized through cooperation between the CPU and a control circuit that controls the operation of the image processing device. The CPU does not need to be a single CPU; multiple CPUs can also be used. In this case, the multiple CPUs can execute processing in a distributed manner. The multiple CPUs can be located in a single computer, or in multiple physically separate computers. The means realized by the CPU executing a program can also be realized by dedicated circuits.

図4は、本実施形態における処理手順を示すフローチャートである。AGVの走行開始が指示されたときに、本フローチャートの処理が開始される。以下、フローチャートは、CPUが制御プログラムを実行することにより実現されるものとする。 Figure 4 is a flowchart showing the processing procedure in this embodiment. The processing of this flowchart begins when an instruction to start driving the AGV is given. Hereinafter, the flowchart will be realized by the CPU executing a control program.

ステップS101では、システムの初期化を行う。すなわち、外部メモリH14からプログラムを読み込み、情報処理装置11を動作可能な状態にする。また、情報処理装置11に接続された各機器のパラメータをRAMであるH13に書き込む。また、移動体の各制御装置を起動し、動作・制御可能な状態とする。 In step S101, the system is initialized. That is, a program is read from external memory H14, and the information processing device 11 is put into an operable state. Furthermore, parameters for each device connected to the information processing device 11 are written to RAM H13. Furthermore, each control device of the mobile object is started up, and put into an operable and controllable state.

ステップS102では、第1位置情報取得部111が画像センサ12から取得した入力情報に基づき第1推定部121が推定した位置姿勢を取得する。本実施形態において、画像センサを用いた位置姿勢推定方法としては、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術、Engelらの方法(J. Engel, T. Schps, and D. Cremers. LSD-SLAM: Large-Scale Direct Monocular SLAM. In European Conference on Computer Vision (ECCV), 2014)を使う。この方法は、屋外のような広域な環境において自己位置推定と地図作成を同時に実行するものである。ここで、この技術を用いた場合、センサの計測値によっては位置姿勢の推定に失敗する場合がある。具体的には、位置姿勢を推定するために必要となる画像における特徴点(エッジの交差やコーナーなど)が画像センサから得られた画像内に十分に含まれていない時に位置姿勢の推定に失敗する。例えば、画像センサのレンズ部分を遮った時に取得した全面黒い画像や、模様のない真っ白な壁面が全体に写っている画像である時に位置姿勢の推定に失敗する。位置姿勢の推定に失敗した時は位置姿勢の値を得ることができない。第1位置情報取得部111は位置姿勢の推定に失敗した場合は失敗前の時刻の位置姿勢を取得し、システム初期化後すべての位置姿勢を選択部113および差分取得部114に出力する。尚、第1位置情報取得部111が位置姿勢の推定に失敗した時刻から、所定時間遡った期間の位置姿勢を、選択部113および差分取得部114に出力することもできる。差分取得部114が差分を取得し、補正部116が位置情報を補正するために必要な期間の位置姿勢の出力に絞り、機能構成間での情報のやり取りを減らすことができる。 In step S102, the first position information acquisition unit 111 acquires the position and orientation estimated by the first estimation unit 121 based on the input information acquired from the image sensor 12. In this embodiment, the position and orientation estimation method using an image sensor is SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) technology, the Engel et al. method (J. Engel, T. Schps, and D. Cremers. LSD-SLAM: Large-Scale Direct Monocular SLAM. In European Conference on Computer Vision (ECCV), 2014). This method simultaneously performs self-localization and map creation in a wide-area environment such as outdoors. However, when using this technology, position and orientation estimation may fail depending on the sensor measurement values. Specifically, position and orientation estimation fails when image feature points (such as edge intersections and corners) required for position and orientation estimation are not sufficiently included in the image acquired from the image sensor. For example, position and orientation estimation fails when an all-black image acquired when the lens of the image sensor is blocked or an image showing a plain white wall is captured in its entirety. When position and orientation estimation fails, position and orientation values cannot be obtained. If position and orientation estimation fails, the first position information acquisition unit 111 acquires the position and orientation from the time before the failure and outputs all positions and orientations after system initialization to the selection unit 113 and difference acquisition unit 114. Note that the first position information acquisition unit 111 can also output positions and orientations for a predetermined period going back from the time when position and orientation estimation failed to the selection unit 113 and difference acquisition unit 114. The difference acquisition unit 114 acquires the difference, and the correction unit 116 narrows down the output to the position and orientation for the period required to correct the position information, thereby reducing the exchange of information between functional components.

位置姿勢を選択部113および差分取得部114に出力するタイミングは、前述したように、第1位置情報取得部111が位置姿勢の推定に失敗した後のタイミングとすることもできる。また、システム初期化後、選択部113と差分取得部114に位置姿勢を出力し続けておくこともできる。 As described above, the timing for outputting the position and orientation to the selection unit 113 and difference acquisition unit 114 can be the timing after the first position information acquisition unit 111 fails to estimate the position and orientation. Furthermore, the position and orientation can be continuously output to the selection unit 113 and difference acquisition unit 114 after system initialization.

なお、位置情報とは位置姿勢6パラメータと時刻データのペアを1要素とする配列データである。 Note that position information is array data, with each element consisting of a pair of six position and orientation parameters and time data.

ステップS103では、第2位置情報取得部112が距離センサ13から取得した計測情報に基づき第2推定部131が推定した位置姿勢を取得する。距離センサを用いた位置姿勢推定方法としては、3Dレーザスキャナを用いたSLAM技術(Ji Zhang,and Sanjiv Singh,“LOAM: Lidar Odometry and Mapping in Real-time”, In Robotics: Science and Systems (RSS), 2014)を使う。第2位置情報取得部112においても位置姿勢の推定に失敗した場合は失敗前の時刻の位置姿勢を取得し、システム初期化後すべての位置姿勢を選択部113および差分取得部114に出力する。また、第2位置情報取得部112が位置姿勢の推定に失敗した時刻から、所定時間遡った期間の位置姿勢を、選択部113および差分取得部114に出力することもできる。 In step S103, the second position information acquisition unit 112 acquires the position and orientation estimated by the second estimation unit 131 based on the measurement information acquired from the distance sensor 13. The position and orientation estimation method using a distance sensor uses SLAM technology using a 3D laser scanner (Ji Zhang and Sanjiv Singh, "LOAM: Lidar Odometry and Mapping in Real-time", In Robotics: Science and Systems (RSS), 2014). If the second position information acquisition unit 112 also fails to estimate the position and orientation, it acquires the position and orientation at the time before the failure and outputs all positions and orientations after system initialization to the selection unit 113 and difference acquisition unit 114. Additionally, the position and orientation for a predetermined period going back from the time when the second position information acquisition unit 112 failed to estimate the position and orientation can also be output to the selection unit 113 and the difference acquisition unit 114.

位置姿勢を選択部113および差分取得部114に出力するタイミングは、前述したように、第2位置情報取得部112が位置姿勢の推定に失敗した後のタイミングとすることもできる。また、システム初期化後、選択部113と差分取得部114に位置姿勢を出力し続けておくこともできる。 As described above, the timing for outputting the position and orientation to the selection unit 113 and difference acquisition unit 114 can be the timing after the second position information acquisition unit 112 fails to estimate the position and orientation. Furthermore, the position and orientation can be continuously output to the selection unit 113 and difference acquisition unit 114 after system initialization.

なお、本実施形態において画像センサ12と距離センサ13は時刻同期して動作し、同一時刻の計測値を入力として位置姿勢を推定するものとする。 In this embodiment, the image sensor 12 and distance sensor 13 operate in time synchronization, and the position and orientation are estimated using measurement values taken at the same time as input.

ステップS104では、選択部113が、第1位置情報取得部111および第2位置情報取得部112が入力した位置情報のいずれかを選択する。本実施形態においては、基本的には第1位置情報取得部111が入力した位置情報を優先して選択する。第1位置情報取得部111の位置情報に現在時刻の位置姿勢が含まれない場合、すなわち画像センサ12の計測値を用いた位置姿勢の推定に失敗している場合に、第2位置情報取得部112が入力した位置情報を選択する。選択結果および選択した位置情報は差分取得部114および補正部116に出力する。 In step S104, the selection unit 113 selects either the position information input by the first position information acquisition unit 111 or the second position information acquisition unit 112. In this embodiment, the selection basically gives priority to the position information input by the first position information acquisition unit 111. If the position information from the first position information acquisition unit 111 does not include the position and orientation at the current time, i.e., if position and orientation estimation using the measurement values of the image sensor 12 has failed, the selection unit 113 selects the position information input by the second position information acquisition unit 112. The selection result and the selected position information are output to the difference acquisition unit 114 and the correction unit 116.

ステップS105では、差分取得部114が、第1位置情報取得部111および第2位置情報取得部112から入力された2つの位置情報から差分を算出し、差分情報として差分保持部115に出力する。ステップS105は、ステップS104の処理に依存せず、ステップS102,ステップS103の処理が終わっていれば実行を開始できる。なお、差分情報は位置姿勢6パラメータである。詳細な差分算出方法は後述する。2つの位置情報は、同一の座標系に変換後の位置情報である。 In step S105, the difference acquisition unit 114 calculates the difference between the two pieces of position information input from the first position information acquisition unit 111 and the second position information acquisition unit 112, and outputs the difference information to the difference storage unit 115. Step S105 does not depend on the processing of step S104, and can start execution once the processing of steps S102 and S103 has finished. The difference information is six position and orientation parameters. A detailed method for calculating the difference will be described later. The two pieces of position information are position information after being converted into the same coordinate system.

ステップS106では、補正部116が、差分保持部115で保持する差分情報に基づき選択部113が入力した位置情報を補正する。詳細な補正方法は後述する。補正した位置情報を制御装置14に出力することで、無人搬送車を移動制御する。 In step S106, the correction unit 116 corrects the position information input by the selection unit 113 based on the difference information stored in the difference storage unit 115. The detailed correction method will be described later. The corrected position information is output to the control device 14, thereby controlling the movement of the automated guided vehicle.

ステップS107では、システムを終了(移動体を停止させる)するか否か判定する。具体的には、ユーザからの終了指示を入力部H15により受信した場合に終了する。そうでなければステップS102に戻り処理を継続する。 In step S107, it is determined whether or not to terminate the system (stop the moving object). Specifically, the system terminates when an instruction to terminate is received from the user via input unit H15. If not, the system returns to step S102 and continues processing.

図5はステップS105における差分取得方法の処理手順を示すフローチャートである。 Figure 5 is a flowchart showing the processing steps for the difference acquisition method in step S105.

ステップS201では、第1位置情報取得部111と第2位置情報取得部112から入力された位置情報から、差分を求めるための入力となる位置姿勢の組み合わせを選択する。本実施形態においては、最新時刻で、かつ第1位置情報取得部111と第2位置情報取得部112の両方の位置姿勢が存在する1組を選択する。 In step S201, a combination of position and orientation to be input for calculating the difference is selected from the position information input from the first position information acquisition unit 111 and the second position information acquisition unit 112. In this embodiment, a combination of position and orientation at the latest time and including both the first position information acquisition unit 111 and the second position information acquisition unit 112 is selected.

ステップS202では、ステップS201で選択した2つの位置姿勢から相対位置姿勢を求める。具体的には、第1位置情報取得部111および第2位置情報取得部112から取得した位置姿勢6パラメータを並進成分(X,Y,Z)と回転成分(Roll,Pitch,Yaw)に分け、各成分から相対位置と相対姿勢を求める。相対位置は第1位置情報取得部111が取得した位置姿勢の並進成分から第2位置情報取得部112が取得した位置姿勢の並進成分をパラメータごとに減算して求める。相対姿勢は回転成分を3×3回転行列に変換して求める。第1位置情報取得部111により取得した位置姿勢から変換した回転行列をR、第2位置情報取得部112により取得した位置姿勢から変換した回転行列をRとすると、R=MRとなる変換行列Mを求める。この変換行列Mが相対姿勢を表す。求めた相対位置および相対姿勢は差分情報として差分保持部115に出力する。差分保持部115に保持される差分は、例えば、画像センサ12と距離センサ13との計測誤差による差分である。現実世界では、選択部113が第1位置情報取得部111から第2位置情報取得部112へと選択を切り替えた時に、移動体の位置姿勢に差分が生じているわけではない。 In step S202, a relative position and orientation is calculated from the two position and orientations selected in step S201. Specifically, the six position and orientation parameters acquired from the first position information acquisition unit 111 and the second position information acquisition unit 112 are divided into translational components (X, Y, Z) and rotational components (Roll, Pitch, Yaw), and the relative position and relative orientation are calculated from each component. The relative position is calculated by subtracting, for each parameter, the translational components of the position and orientation acquired by the second position information acquisition unit 112 from the translational components of the position and orientation acquired by the first position information acquisition unit 111. The relative orientation is calculated by converting the rotational components into a 3 × 3 rotation matrix. If the rotation matrix converted from the position and orientation acquired by the first position information acquisition unit 111 is R V and the rotation matrix converted from the position and orientation acquired by the second position information acquisition unit 112 is R L , a transformation matrix M is calculated such that R V = M R L. This transformation matrix M represents the relative orientation. The calculated relative position and relative orientation are output as difference information to the difference holding unit 115. The difference held in the difference holding unit 115 is, for example, a difference due to a measurement error between the image sensor 12 and the distance sensor 13. In the real world, when the selection unit 113 switches the selection from the first position information acquisition unit 111 to the second position information acquisition unit 112, no difference occurs in the position and orientation of the moving object.

上述した差分取得処理手順は、画像センサ12の計測値に基づいた位置姿勢推定が失敗した時、すなわち選択部113が第1位置情報取得部111から第2位置情報取得部112へと選択を切り替えた時に実行する処理手順である。一方で、画像センサ12を用いた位置姿勢推定が再度成功した時、すなわち、選択部113が、第2位置情報取得部112から第1位置情報取得部111へと選択を切り替えた時は、補正の必要がなくなるため差分情報を初期値にリセットする手順を実行する。初期値は、相対位置(X,Y,Z)の全ての成分がゼロ、相対姿勢は回転行列が単位行列となる。 The difference acquisition process procedure described above is executed when position and orientation estimation based on the measurement values of the image sensor 12 fails, that is, when the selection unit 113 switches selection from the first position information acquisition unit 111 to the second position information acquisition unit 112. On the other hand, when position and orientation estimation using the image sensor 12 is successful again, that is, when the selection unit 113 switches selection from the second position information acquisition unit 112 to the first position information acquisition unit 111, correction is no longer necessary, so a procedure is executed to reset the difference information to its initial value. The initial values are such that all components of the relative position (X, Y, Z) are zero, and the rotation matrix of the relative orientation is a unit matrix.

次にステップS106における補正方法の処理手順について説明する。 Next, we will explain the processing procedure for the correction method in step S106.

選択部113が補正部116に入力する位置姿勢に対して、差分保持部115で保持する相対位置および相対姿勢を加えることにより補正する。具体的には、補正についても差分取得時と同様に並進成分と回転成分に分け、成分ごとに計算する。並進成分は、選択部113が入力する位置姿勢の並進成分に、差分情報に含まれる相対位置をパラメータごとに加算して求める。回転成分は、選択部113が入力する位置姿勢の回転成分を3×3回転行列Rに変換し、差分情報に含まれる相対姿勢との行列積MRを求める。以上のように補正した位置姿勢を位置情報として制御装置14に出力する。 The position and orientation input by the selection unit 113 to the correction unit 116 are corrected by adding the relative position and relative orientation held by the difference holding unit 115. Specifically, the correction is also divided into translational components and rotational components, as in the case of obtaining the difference, and each component is calculated separately. The translational components are calculated by adding the relative position included in the difference information to the translational components of the position and orientation input by the selection unit 113 for each parameter. The rotational components are calculated by converting the rotational components of the position and orientation input by the selection unit 113 into a 3 × 3 rotation matrix R S , and calculating the matrix product MRS with the relative orientation included in the difference information. The position and orientation corrected as described above is output to the control device 14 as position information.

2種のセンサ値から推定した位置姿勢を移動体の移動制御に使用するシステムにおいて、使用する位置姿勢を画像センサからの入力情報により推定した位置姿勢から、距離センサからの入力情報により推定した位置姿勢に切り替える場合について説明した。画像センサ(第1のセンサ)と距離センサ(第2のセンサ)とで推定した位置姿勢の差分を取得し、その差分に基づき切り替え後の位置姿勢を補正する。切り替え前の画像センサによって推定されていたはずの位置姿勢を、切り替え後の距離センサによって推定した位置姿勢と差分を使って求めている。これにより、切り替え前後にそれぞれの系統で推定される位置姿勢にずれが発生しても、移動体の走行が不安定になることを抑制できる。S106で補正された移動体の位置姿勢は、切り替え前のセンサによって推定していた位置姿勢に近づく(差が小さくなる)ので、連続性を保ちやすくなる。尚、本実施形態の情報処理装置11は、AGVに限らず、画像センサと距離センサとを取り付けたドローンなどの無人航空機の飛行を制御することもできる。 In a system that uses position and orientation estimated from two types of sensor values to control the movement of a moving object, the system switches from the position and orientation estimated using input information from an image sensor to the position and orientation estimated using input information from a distance sensor. The difference between the position and orientation estimated by the image sensor (first sensor) and the distance sensor (second sensor) is obtained, and the position and orientation after switching is corrected based on that difference. The position and orientation that would have been estimated by the image sensor before switching is calculated using the position and orientation estimated by the distance sensor after switching and the difference. This prevents the moving object from becoming unstable even if a discrepancy occurs between the position and orientation estimated by each system before and after switching. The position and orientation of the moving object corrected in S106 approaches the position and orientation estimated by the sensor before switching (the difference becomes smaller), making it easier to maintain continuity. Note that the information processing device 11 of this embodiment can control not only AGVs, but also unmanned aerial vehicles such as drones equipped with image sensors and distance sensors.

さらに、失敗していた画像センサ(第1のセンサ)に基づく位置姿勢推定が再度成功するようになり、画像センサの計測値に基づく位置姿勢推定へと切り替える時にも、位置姿勢を補正することができる。距離センサの計測値に基づく位置姿勢推定から画像センサの計測値に基づく位置姿勢推定へ切り替えを完了するまでの期間を決め、その期間内で徐々に切り替えられるように、重み付き平均を用いて位置姿勢を統合する方法について述べる。 Furthermore, if position and orientation estimation based on the image sensor (first sensor) that had previously failed becomes successful again, the position and orientation can be corrected when switching to position and orientation estimation based on the image sensor measurement values. We describe a method for determining the period until the switch from position and orientation estimation based on the range sensor measurement values to position and orientation estimation based on the image sensor measurement values is completed, and integrating the position and orientation using a weighted average so that the switch can be made gradually within that period.

図2で説明した情報処理装置11の機能構成に加え、期間決定部および重み決定部、統合部をさらに備える。 In addition to the functional configuration of the information processing device 11 described in Figure 2, it further includes a period determination unit, a weight determination unit, and an integration unit.

期間決定部は、第2位置情報取得部112から第1位置情報取得部111への切り替えを完了するまでの期間を決定し、期間情報として重み決定部に出力する。 The period determination unit determines the period until switching from the second location information acquisition unit 112 to the first location information acquisition unit 111 is completed, and outputs this as period information to the weight determination unit.

重み決定部は、期間決定部が入力する期間情報を用いて重みを決定し、統合部に出力する。 The weight determination unit determines weights using the period information input by the period determination unit and outputs them to the integration unit.

統合部は重み決定部が入力する重みに基づき、第1位置情報取得部111と補正部116により取得した2つの位置情報を統合する。 The integration unit integrates the two pieces of location information acquired by the first location information acquisition unit 111 and the correction unit 116 based on the weights input by the weight determination unit.

図6は、本実施形態における処理手順のフローチャートを示す図である。図4と同一であるステップについては説明を省略し、異なる処理手順を説明する。 Figure 6 is a flowchart showing the processing procedure in this embodiment. Explanations of steps that are the same as those in Figure 4 will be omitted, and only different processing procedures will be explained.

ステップS301では、RAMであるH13に保存してある選択結果が第2位置情報取得部112であり、選択部113が入力した選択結果が第1位置情報取得部111である場合に、S302に進む。すなわち位置姿勢推定の入力となるセンサを距離センサ13から画像センサ12に切り替える場合にS302に進む。そうでない場合はS303まで処理をスキップする。 In step S301, if the selection result stored in RAM H13 is the second position information acquisition unit 112 and the selection result input by the selection unit 113 is the first position information acquisition unit 111, the process proceeds to S302. In other words, if the sensor used as input for position and orientation estimation is to be switched from the distance sensor 13 to the image sensor 12, the process proceeds to S302. If not, the process skips to S303.

ステップS302では、期間決定部が、距離センサ(第2のセンサ)の計測値に基づく位置姿勢推定から画像センサ(第1のセンサ)の計測値に基づく位置姿勢推定へ切り替えを完了するまでの期間を決める。本実施形態においては、この期間は10イタレーション(1イタレーションはあたり1回の位置姿勢出力)であるとする。 In step S302, the period determination unit determines the period until the switch from position and orientation estimation based on the measurement values of the distance sensor (second sensor) to position and orientation estimation based on the measurement values of the image sensor (first sensor) is completed. In this embodiment, this period is set to 10 iterations (one iteration is one position and orientation output).

ステップS303では、重み決定部が、期間決定部が入力する期間情報に基づき、画像センサ12の計測値から推定した位置姿勢と距離センサ13の計測値から推定した位置姿勢のそれぞれに対する重みを決定する。画像センサの位置姿勢に対する重みは、10イタレーションの間で期間開始時は0とし、期間終了にかけて徐々に大きくしたいため、画像センサの位置姿勢に対する重みをW(0≦W≦1)とすると、W=(現在のイタレーション数)/10となる。一方、距離センサの位置姿勢の重みをW(0≦W≦1)とすると、画像センサの位置姿勢の重みと整合を取る必要があるため、W=1-Wとなる。重み決定部は現在のイタレーション数をRAMであるH13に保存し、ステップS303実行ごとに1を加算することで、距離センサに対する画像センサの重みを徐々に大きくする。例えば、期間開始時には距離センサ13の計測値から推定した位置姿勢の重みが1であり、期間終了時には画像センサの計測値から推定した位置姿勢の重みが1になる。 In step S303, the weight determination unit determines weights for the position and orientation estimated from the measurement values of the image sensor 12 and the position and orientation estimated from the measurement values of the range sensor 13, based on the period information input by the period determination unit. The weight for the position and orientation of the image sensor is set to 0 at the start of the period over 10 iterations and is intended to gradually increase toward the end of the period. Therefore, if the weight for the position and orientation of the image sensor is W C (0≦W C ≦1), W C = (current number of iterations)/10. On the other hand, if the weight for the position and orientation of the range sensor is W L (0≦W L ≦1), W L = 1 − W C because it is necessary to maintain consistency with the weight for the position and orientation of the image sensor. The weight determination unit saves the current number of iterations in H13, which is a RAM, and gradually increases the weight of the image sensor relative to the range sensor by adding 1 each time step S303 is executed. For example, the weight of the position and orientation estimated from the measurement values of the distance sensor 13 is 1 at the start of the period, and the weight of the position and orientation estimated from the measurement values of the image sensor is 1 at the end of the period.

ステップS304では、統合部が、重み決定部が入力する重みに基づき、画像センサ12の計測値から推定した位置姿勢と、距離センサ13の計測値から推定した位置姿勢とを重み付き平均を用いて統合する。具体的には、位置姿勢6パラメータのそれぞれに対して重み付き平均を計算することで統合後の位置姿勢を求める。 In step S304, the integration unit integrates the position and orientation estimated from the measurement values of the image sensor 12 and the position and orientation estimated from the measurement values of the distance sensor 13 using a weighted average based on the weights input by the weight determination unit. Specifically, the integrated position and orientation is determined by calculating a weighted average for each of the six position and orientation parameters.

このように、一度推定に用いるセンサを切り替えた後、再度元のセンサに戻す時に、切り替えを完了するまでの期間を決め、その期間内で徐々に切り替えられるように、重み付き平均を用いて位置姿勢を統合する。これにより、切り替え時の位置姿勢のずれの発生により、移動体の移動が不安定になることを抑制できる。 In this way, after switching the sensor used for estimation once, when switching back to the original sensor, a period until the switching is complete is determined, and the position and orientation are integrated using a weighted average so that the switching can be performed gradually within that period. This makes it possible to prevent the movement of the moving object from becoming unstable due to position and orientation deviations occurring when switching.

<変形例1-1>
実施形態1において、第1位置情報取得部111は画像センサ12を用いたSLAM技術により推定した位置姿勢を取得していた。一方、第2位置情報取得部112は距離センサ13を用いたSLAM技術により推定した位置姿勢を取得していた。しかし、SLAM技術と組み合わせるセンサはこれらに限られるものではなく、どんなセンサであってもよい。Time of Flightやパターン光投影などアクティブ距離センサとSLAM技術を組み合わせて位置姿勢を推定してもよい。
<Modification 1-1>
In the first embodiment, the first position information acquisition unit 111 acquires the position and orientation estimated by the SLAM technology using the image sensor 12. On the other hand, the second position information acquisition unit 112 acquires the position and orientation estimated by the SLAM technology using the distance sensor 13. However, the sensors combined with the SLAM technology are not limited to these, and any sensor may be used. The position and orientation may be estimated by combining the SLAM technology with an active distance sensor such as time of flight or pattern light projection.

また、推定方法はSLAM技術に限られず、位置姿勢を推定できるものであれば、本実施形態の技術思想を適用できる。例えば、Wifiのような無線通信における電波強度計測に基づく方法でもよい。GPSのような衛星測位や、磁気式のトラッキングセンサ、多数の光センサで感知の時間差を用いる方法でもよい。また、監視カメラのような特定の箇所に設置したカメラで取得した画像を用いて、CADデータに基づきモデルフィッティングする方法であってもよい。 The estimation method is not limited to SLAM technology; the technical concept of this embodiment can be applied to any method that can estimate position and orientation. For example, it may be a method based on measuring radio wave strength in wireless communication such as Wi-Fi. It may also be a method using satellite positioning such as GPS, a magnetic tracking sensor, or a method using the time difference between detections by multiple optical sensors. It may also be a method of model fitting based on CAD data using images acquired by a camera installed in a specific location, such as a surveillance camera.

<変形例1-2>
実施形態1において、第1位置情報取得部111および第2位置情報取得部112が取得する位置情報には位置姿勢6パラメータが含まれていた。しかし、これに限られるものではなく、位置姿勢を表す情報が含まれていれば、本実施形態の技術思想を適用できる。例えば、2次元の位置姿勢を示す、位置2パラメータ(現実空間の床に対して水平な面上の位置X,Y)と姿勢1パラメータ(現実空間の床に対して水平な面上の回転方向)の合計3パラメータであってもよい。また、姿勢パラメータを含まず位置パラメータだけであってもよい。さらに、IMU(Inertial Measurement Unit)で取得した加速度・角速度に基づき位置姿勢を推定する方法や、タイヤの回転角に基づいてオドメトリにより位置姿勢を推定する方法であってもよい。
<Modification 1-2>
In the first embodiment, the position information acquired by the first position information acquisition unit 111 and the second position information acquisition unit 112 includes six position and orientation parameters. However, this is not limited to this, and the technical concept of this embodiment can be applied as long as information representing the position and orientation is included. For example, the position and orientation may be a total of three parameters indicating two-dimensional position and orientation: two position parameters (position X, Y on a plane horizontal to the floor in real space) and one orientation parameter (rotation direction on a plane horizontal to the floor in real space). Alternatively, the position and orientation may be only position parameters without including the orientation parameter. Furthermore, the position and orientation may be estimated based on acceleration and angular velocity acquired by an IMU (Inertial Measurement Unit), or by odometry based on the rotation angle of the tires.

<変形例1-3>
実施形態1において、差分取得部114が差分取得に用いる位置姿勢の組み合わせとして1組を選択していた。しかし、これに限られるものではなく、差分取得の入力として複数の組み合わせを選択してもよい。複数の位置姿勢の組み合わせを入力とした場合の差分の算出方法は、相対的な位置関係を求められる方法を使用する。差分算出方法としては、例えば、最小二乗法を用いて2系統の位置姿勢間の相対値姿勢のばらつきを最小化する方法や位置姿勢のパラメータごとに平均値を求める方法がある。
<Modification 1-3>
In the first embodiment, the difference acquisition unit 114 selects one combination of position and orientation to be used for difference acquisition. However, this is not limiting, and multiple combinations may be selected as input for difference acquisition. When multiple position and orientation combinations are input, a method for calculating the difference is used, which can determine the relative positional relationship. Examples of difference calculation methods include a method that uses the least squares method to minimize the variation in relative value orientations between two systems of position and orientation, and a method that calculates an average value for each position and orientation parameter.

また、実施形態1において、画像センサ12と距離センサ13は時刻同期して動作し、同一の時刻の計測値を入力として位置姿勢を推定するものとしたが、これに限られるものではなく、時刻同期せず各々のタイミングで位置姿勢を推定してもよい。そのような場合、差分取得部114における差分算出の対象となる位置姿勢の組み合わせの選択方法として、以下のような変形例を用いる。例えば、画像センサ12の計測値から推定した位置姿勢の時刻と最も近い時刻となる距離センサ13の計測値から推定した位置姿勢を選択する。また、画像センサ12の計測値から推定した差分取得対象とする位置姿勢に対して、近い時刻に距離センサ13の計測値から位置姿勢を推定していない場合がある。そのときには、距離センサ13の他の時刻の位置姿勢に基づき、所望の時刻の位置姿勢を補間あるいは予測により求めてもよい。 In addition, in the first embodiment, the image sensor 12 and the distance sensor 13 operate in time synchronization, and the position and orientation are estimated using measurement values at the same time as input. However, this is not limited to this, and the position and orientation may be estimated at each timing without time synchronization. In such cases, the following modified method is used to select the combination of position and orientation to be used for difference calculation in the difference acquisition unit 114. For example, the position and orientation estimated from the measurement values of the distance sensor 13 at the time closest to the time of the position and orientation estimated from the measurement values of the image sensor 12 is selected. Furthermore, there may be cases where the position and orientation has not been estimated from the measurement values of the distance sensor 13 at a time close to the position and orientation to be used for difference acquisition estimated from the measurement values of the image sensor 12. In such cases, the position and orientation at the desired time may be obtained by interpolation or prediction based on the position and orientation of the distance sensor 13 at another time.

さらに、実施形態1において、差分取得部114は、第1位置情報取得部111から第2位置情報取得部112に切り替えた時にのみ差分算出を実行したが、これに限られるものではなく、それ以外のタイミングで差分算出を実行してもよい。例えば、第2位置情報取得部112へ切り替え後、画像センサ12を用いた位置姿勢推定が再度成功するまでの間に、長距離移動することがある。その場合、第1位置情報取得部111と第2位置情報取得部112で取得する位置姿勢の間のずれ量が、切り替え時に算出した差分量よりも大きくなる、または、小さくなる可能性がある。そこで、差分算出を再実行して差分情報を更新してもよい。また、差分情報の更新は一定距離間隔あるいは一定時間間隔に行ってもよく、間隔のパラメータは入力部H15を介してユーザが入力して決定してもよい。 Furthermore, in embodiment 1, the difference acquisition unit 114 performs difference calculation only when switching from the first position information acquisition unit 111 to the second position information acquisition unit 112. However, this is not limited to this, and difference calculation may be performed at other times. For example, after switching to the second position information acquisition unit 112, a long distance may be traveled until position and orientation estimation using the image sensor 12 is again successful. In this case, the amount of deviation between the position and orientation acquired by the first position information acquisition unit 111 and the second position information acquisition unit 112 may become larger or smaller than the amount of difference calculated at the time of switching. Therefore, difference calculation may be performed again to update the difference information. Furthermore, the difference information may be updated at regular distance intervals or regular time intervals, and the interval parameter may be determined by input by the user via the input unit H15.

<変形例1-4>
実施形態1において、移動体システム10は無人搬送車(移動体)に限定されるものではない。例えば、移動体システム10は、自動運転車、自律移動ロボット、無人航空機であってもよい。
<Modification 1-4>
In the first embodiment, the mobile body system 10 is not limited to an automated guided vehicle (mobile body). For example, the mobile body system 10 may be a self-driving car, an autonomous mobile robot, or an unmanned aerial vehicle.

<変形例1-5>
実施形態1において、移動体システム10は移動体の移動制御のために位置姿勢を利用していた。しかし、これに限られるものではなく、移動体の移動制御以外の目的に利用してもよい。例えば、MR(Mixd Reality)やVR(Virtual Reality)、AR(Argumented Reality)などの技術に適用して、ユーザの視点位置姿勢推定に用いてもよい。
<Modification 1-5>
In the first embodiment, the mobile body system 10 uses the position and orientation to control the movement of the mobile body. However, this is not limiting and the position and orientation may be used for purposes other than controlling the movement of the mobile body. For example, the position and orientation may be applied to technologies such as MR (Mixed Reality), VR (Virtual Reality), and AR (Argumented Reality) to estimate the user's viewpoint position and orientation.

<変形例1-6>
情報処理装置11に、不図示の提示部を含む構成としてもよい。例えば、提示部に赤、黄色、緑の三色灯を用いるのであれば、選択部113が第1位置情報取得部111を選択しているときは緑色を点灯する。第2位置情報取得部112を選択している時は黄色を点灯する。第1位置情報取得部111から第2位置情報取得部112に切り替える時は赤色を点灯する。ユーザに選択結果を可視化することができる。位置姿勢の選択結果に関する情報をユーザに提示できるものであれば、LEDランプでも、液晶ディスプレイでもなんでもよい。提示装置はスピーカーでもよく、位置姿勢の選択結果に応じて特定のアラーム音や特定のメロディーが流れるような構成としてもよい。また、提示する情報は位置姿勢の選択結果以外の情報であってもよく、例えば差分保持部115で保持する差分情報であってもよい。
<Modification 1-6>
The information processing device 11 may be configured to include a presentation unit (not shown). For example, if the presentation unit uses three color lights of red, yellow, and green, the green light is lit when the selection unit 113 selects the first position information acquisition unit 111. The yellow light is lit when the selection unit 113 selects the second position information acquisition unit 112. The red light is lit when switching from the first position information acquisition unit 111 to the second position information acquisition unit 112. The selection result can be visualized to the user. Any device can be used, such as an LED lamp or a liquid crystal display, as long as it can present information about the position and orientation selection result to the user. The presentation device may be a speaker, or may be configured to play a specific alarm sound or a specific melody depending on the position and orientation selection result. Furthermore, the presented information may be information other than the position and orientation selection result, such as difference information stored in the difference storage unit 115.

<変形例1-7>
上述の実施形態では、画像センサの計測値に対する位置姿勢の推定に失敗して、推定に用いるセンサを距離センサに切り替える時に、2つのセンサに基づく位置姿勢間の差分を求め、その差分を用いて補正していた。さらに、推定に用いるセンサを再び画像センサ(第1のセンサ)に戻す時に、2種の位置姿勢を統合することで、切り替え時の位置姿勢のずれを抑制していた。しかし、本発明は2種のセンサの両方で位置姿勢の推定が成功する場合であっても適用できる。そこで、2つのセンサの両方が位置姿勢推定に成功している状況において、位置姿勢と紐づく優先度に応じて入力となるセンサを自動で切り替える方法について述べる。
<Modification 1-7>
In the above-described embodiment, when position and orientation estimation based on the measurement values of an image sensor fails and the sensor used for estimation is switched to a range sensor, the difference between the position and orientation based on the two sensors is calculated and correction is performed using this difference. Furthermore, when the sensor used for estimation is switched back to the image sensor (first sensor), the two positions and orientations are integrated to suppress position and orientation deviation during switching. However, the present invention can also be applied when position and orientation estimation is successful using both of the two sensors. Therefore, a method for automatically switching the input sensor according to the priority associated with the position and orientation when both of the two sensors are successful in position and orientation estimation will be described.

図4を用いて説明した処理と異なる処理手順のみ説明し、それ以外の手順については図4と同じ処理であるとして説明を省略する。 Only the processing steps that differ from those described using Figure 4 will be explained; other steps are the same as those described using Figure 4 and will not be explained again.

ステップS102では、第1位置情報取得部111および第2位置情報取得部112が、位置情報に加え、位置情報に対する信頼度を取得する。なお、信頼度とは位置姿勢の推定結果の精度を示す指標のことである。信頼度は、位置姿勢を推定に用いた特徴点の数が多いほど高くなるように計算する。取得した信頼度は優先度として選択部113に出力する。 In step S102, the first position information acquisition unit 111 and the second position information acquisition unit 112 acquire the reliability of the position information in addition to the position information. Note that reliability is an index that indicates the accuracy of the position and orientation estimation result. The reliability is calculated so that it becomes higher the more feature points are used to estimate the position and orientation. The acquired reliability is output to the selection unit 113 as a priority.

ステップS103では、第1位置情報取得部111および第2位置情報取得部112から位置情報を取得し、優先度が高い方の位置情報を選択する。 In step S103, location information is acquired from the first location information acquisition unit 111 and the second location information acquisition unit 112, and the location information with the higher priority is selected.

2種のセンサの両方が位置姿勢推定に成功する状況において、位置姿勢と紐づく優先度に応じて、第1位置情報取得部111で取得する位置情報と第2位置情報取得部112で取得する位置情報とを自動で切り替える。切り替え時に2種の位置姿勢間の差分を算出し、その差分に基づき切り替え後の位置姿勢を補正する。これにより、信頼度がより高い位置姿勢を選択しつつ、切り替え時の位置姿勢のずれの発生によって、移動体の移動が不安定になることを抑制できる。 In a situation where both types of sensors are successful in estimating the position and orientation, the system automatically switches between the position information acquired by the first position information acquisition unit 111 and the position information acquired by the second position information acquisition unit 112, depending on the priority associated with the position and orientation. When switching, the difference between the two types of position and orientation is calculated, and the position and orientation after switching is corrected based on that difference. This allows the system to select a position and orientation with a higher degree of reliability, while preventing the movement of the moving object from becoming unstable due to position and orientation deviations occurring during switching.

<変形例1-8>
変形例1-8において、優先度とは位置姿勢の推定結果の精度を表す信頼度であった。しかし、これに限られるものではなく、位置情報に対する優先度であれば適用できる。例えば、画像センサの入力から位置姿勢を推定する時に検出する特徴点の数を優先度として用いてもよい。また、位置姿勢推定以外の処理によって優先度を決めてもよい。例えば、画像中の輝度が一様である場合は位置姿勢の推定に失敗する可能性があると推測できるため、優先度を低く設定する。あるいは画像中の輝度の平均値が極端に低い(または高い)場合、画像センサに対する優先度を低くし、一方で距離センサの優先度を高く設定する。さらには距離センサで得られたすべての点群の距離が閾値以上の距離であったら位置姿勢推定精度が低くなる可能性があると推測して優先度を低く設定する。センサの計測値から直接優先度を決めてもよい。さらに、センサの計測値以外を用いて優先度を決めてもよい。例えば、移動体が移動するルートの一部の地図情報を保持しており、位置姿勢を推定するための入力データとして地図情報を用いる場合に、移動体の現在位置に対する地図情報が存在するか否かを優先度の決定に用いてもよい。画像センサ向けの地図が存在する場合には、画像センサが推定する位置姿勢の優先度を高く決定し、距離センサ向けの地図が存在する場合には、距離センサが推定する位置姿勢の優先度を高く決定する。
<Modification 1-8>
In Modification 1-8, the priority refers to the reliability representing the accuracy of the position and orientation estimation result. However, this is not limited to this, and any priority for position information can be applied. For example, the number of feature points detected when estimating the position and orientation from the input of an image sensor may be used as the priority. Furthermore, the priority may be determined based on processing other than position and orientation estimation. For example, if the brightness in an image is uniform, it can be inferred that the position and orientation estimation may fail, and therefore the priority may be set low. Alternatively, if the average brightness in the image is extremely low (or high), the priority for the image sensor may be set low, while the priority for the range sensor may be set high. Furthermore, if the distances of all point clouds obtained by the range sensor are greater than or equal to a threshold, it can be inferred that the position and orientation estimation accuracy may be low, and therefore the priority may be set low. The priority may be determined directly from the sensor measurement values. Furthermore, the priority may be determined using a value other than the sensor measurement values. For example, when map information for part of the route a moving object travels is stored and the map information is used as input data for estimating the position and orientation, the priority may be determined based on whether or not map information exists for the moving object's current location. If a map for an image sensor exists, the priority of the position and orientation estimated by the image sensor is determined to be high, and if a map for a range sensor exists, the priority of the position and orientation estimated by the range sensor is determined to be high.

<実施形態2>
実施形態1では、一方のセンサで位置姿勢の推定に失敗している間、もう一方のセンサに切り替える時に、2つのセンサに基づく位置姿勢間の差分を求め、その差分を用いて補正していた。実施形態2ではさらに、位置姿勢の推定に失敗しているセンサに対して、もう一方のセンサに基づく位置姿勢を渡すことで、位置姿勢推定を補助する方法について述べる。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, when one sensor fails to estimate the position and orientation, the difference between the positions and orientations based on the two sensors is calculated and correction is performed using the difference when switching to the other sensor. In the second embodiment, a method for assisting position and orientation estimation by transferring the position and orientation based on the other sensor to the sensor that has failed to estimate the position and orientation will be described.

本実施形態における機能構成は、実施形態1で説明した情報処理装置11の機能構成を説明する図2に対して、第1推定部121と第2推定部131が接続している点が異なる。 The functional configuration in this embodiment differs from that of the information processing device 11 described in embodiment 1 in that the first estimation unit 121 and the second estimation unit 131 are connected.

図7は、本実施形態における処理手順のフローチャートを示す図である。実施形態1で説明した情報処理装置11の処理手順を説明する図4と同一であるステップについては説明を省略し、実施形態1と異なる処理手順を説明する。 Figure 7 is a flowchart showing the processing procedure in this embodiment. Explanations of steps that are the same as those in Figure 4, which explains the processing procedure of the information processing device 11 described in embodiment 1, will be omitted, and processing procedures that differ from embodiment 1 will be explained.

ステップS401では、第1推定部121が画像センサ12の計測値に基づき位置姿勢を推定し、第1位置情報取得部111および第2推定部131に出力する。なお、推定時は前回の位置姿勢推定結果を初期値として位置姿勢を推定する。第1推定部121が直前の位置姿勢の推定に失敗していた場合は、第2推定部131が入力した位置姿勢を初期値として位置姿勢を推定する。 In step S401, the first estimation unit 121 estimates the position and orientation based on the measurement values of the image sensor 12 and outputs them to the first position information acquisition unit 111 and the second estimation unit 131. Note that when estimating, the position and orientation are estimated using the previous position and orientation estimation result as the initial value. If the first estimation unit 121 failed to estimate the immediately preceding position and orientation, the second estimation unit 131 estimates the position and orientation using the input position and orientation as the initial value.

ステップS402では、第2推定部131が距離センサ13の計測値に基づき位置姿勢を推定し、第2位置情報取得部112および第1推定部121に出力する。第1推定部と同様、推定時は前回の位置姿勢推定結果を初期値として位置姿勢を推定する。第2推定部131が直前の位置姿勢の推定に失敗していた場合は、第1推定部121が入力した位置姿勢を初期値として位置姿勢を推定する。 In step S402, the second estimation unit 131 estimates the position and orientation based on the measurement values of the distance sensor 13 and outputs them to the second position information acquisition unit 112 and the first estimation unit 121. As with the first estimation unit, the position and orientation are estimated using the previous position and orientation estimation result as the initial value. If the second estimation unit 131 failed to estimate the immediately preceding position and orientation, the position and orientation are estimated using the position and orientation input by the first estimation unit 121 as the initial value.

実施形態2では、2種のセンサ値から推定した位置姿勢を移動体の移動制御に使用するシステムにおいて、画像センサ値に基づく位置姿勢の推定に失敗し、使用する位置姿勢を画像センサで推定した位置姿勢から距離センサで推定した位置姿勢へ切り替えている。切り替えた時に、2種のセンサ値に基づく位置姿勢の差分を取得し、その差分に基づき第2のセンサ値に基づく位置姿勢を補正する。これにより、切り替え後の位置姿勢のずれの発生により、移動体の移動が不安定になることを抑制できる。さらに、画像センサ(第1のセンサ)値に基づく位置姿勢の推定が失敗している時に、距離センサ(第2のセンサ)値に基づく位置姿勢を推定のパラメータとして入力し、画像センサ(第1のセンサ)値に基づく位置姿勢推定を補助する。2種のセンサ値に基づく位置情報をより効率よく活用して位置姿勢を求めることができる。 In embodiment 2, in a system in which position and orientation estimated from two types of sensor values are used to control the movement of a moving object, if position and orientation estimation based on image sensor values fails, the position and orientation to be used is switched from that estimated by the image sensor to that estimated by the range sensor. When switching, the difference between the position and orientation based on the two types of sensor values is obtained, and the position and orientation based on the second sensor values is corrected based on this difference. This makes it possible to prevent the movement of the moving object from becoming unstable due to a position and orientation deviation after switching. Furthermore, when position and orientation estimation based on the image sensor (first sensor) values fails, the position and orientation based on the range sensor (second sensor) values is input as an estimation parameter to assist position and orientation estimation based on the image sensor (first sensor) values. The position and orientation can be determined by more efficiently utilizing position information based on the two types of sensor values.

<実施形態3>
実施形態1および2では、2つのセンサのそれぞれの入力情報に基づき2系統の位置姿勢を推定するケースにおいて、位置姿勢推定に用いるセンサを切り替える時の補正方法を説明した。一方、本実施形態では、位置姿勢計測の安定性を向上するために、一つの系統の位置姿勢を複数のセンサの出力情報に基づいて推定する場合について説明する。ここで,複数のセンサとは、画像センサとIMUである。
<Embodiment 3>
In the first and second embodiments, a correction method was described for switching sensors used for position and orientation estimation in a case where two systems of position and orientation are estimated based on input information from two sensors. On the other hand, in this embodiment, a case where one system of position and orientation is estimated based on output information from multiple sensors in order to improve the stability of position and orientation measurement will be described. Here, the multiple sensors are an image sensor and an IMU.

本実施形態では、画像センサとIMUの出力情報から推定した位置姿勢を移動体の移動制御に使用するシステムを想定する。画像センサおよびIMUの出力情報に基づく位置姿勢の推定に失敗し、使用する位置姿勢を、画像センサおよびIMUで推定した位置姿勢から、IMU単体で推定した位置姿勢へ、切り替える。切り替えた時に、2系統の位置姿勢の差分を取得し、その差分に基づき第2のセンサ値に基づく位置姿勢を補正する。2系統の位置姿勢とは、1つは、画像センサとIMUとによって推定した位置姿勢、もう1つは、IMUによって推定した位置姿勢である。 In this embodiment, a system is assumed in which position and orientation estimated from output information from an image sensor and an IMU is used to control the movement of a moving object. When position and orientation estimation based on output information from the image sensor and IMU fails, the position and orientation to be used is switched from the position and orientation estimated by the image sensor and IMU to the position and orientation estimated by the IMU alone. When switching, the difference between the two positions and orientations is obtained, and the position and orientation based on the second sensor value is corrected based on this difference. The two positions and orientations are one position and orientation estimated by the image sensor and IMU, and the other position and orientation estimated by the IMU.

本実施形態における機能構成は、実施形態1で説明した情報処理装置11の機能構成を説明する図2に対して、距離センサ13がIMUに置き換わり、IMUが第1推定部121および第2推定部131に接続している点が異なる。 The functional configuration of this embodiment differs from that of the information processing device 11 described in embodiment 1 in that the distance sensor 13 is replaced with an IMU, and the IMU is connected to the first estimator 121 and the second estimator 131.

本実施形態における処理手順のフローチャートは実施形態1のフローチャートを示す図4と同じであるため割愛する。ここでは、実施形態1と同一であるステップについては説明を省略し、実施形態1と異なる処理手順を説明する。 The flowchart of the processing procedure in this embodiment is the same as that in embodiment 1 shown in Figure 4, and therefore will not be repeated here. Here, we will omit explanations of steps that are the same as in embodiment 1, and will instead explain processing procedures that differ from embodiment 1.

ステップS102では、第1位置情報取得部111が画像センサ12およびIMUから取得した入力情報に基づき第1推定部121が推定した位置姿勢を取得する。本実施形態において、画像センサおよびIMUを用いた位置姿勢推定手法としては、ORB-SLAM3(Carlos Campos et.al, ORB-SLAM3:An Accurate Open-Source Library for Visual, Visual-Inertial and Multi-Map SLAM. Cornell University)の方法を利用する。本方法では、位置姿勢計測用地図として保存された複数の画像特徴の中から、カメラで撮影した画像データから検出した画像特徴とマッチングを行う。画像特徴位置と慣性データを組み合わせて算出した位置姿勢の差の総和(残差)が最小となる位置姿勢を計測する。なお、本実施形態において、位置姿勢計測用地図は、移動体10が自律走行を開始する前に第1推定部121によって作成され、第1推定部121が保持するものとする。ここで、この技術を用いた場合でも実施形態1で述べたSLAM技術と同様に、センサの計測値によっては位置姿勢の推定に失敗する場合があるが、第1位置情報取得部111は位置姿勢の推定に失敗した場合は失敗前の時刻の位置姿勢を取得し、システム初期化後すべての位置姿勢を選択部113および差分取得部114に出力する。 In step S102, the first position information acquisition unit 111 acquires the position and orientation estimated by the first estimation unit 121 based on input information acquired from the image sensor 12 and IMU. In this embodiment, the position and orientation estimation method using the image sensor and IMU is the ORB-SLAM3 method (Carlos Campos et al., ORB-SLAM3: An Accurate Open-Source Library for Visual, Visual-Inertial and Multi-Map SLAM. Cornell University). This method matches image features detected from image data captured by a camera with multiple image features stored as a map for position and orientation measurement. The position and orientation are measured so that the sum of the differences (residual) between the positions and orientations calculated by combining the image feature positions and the inertial data is minimized. Note that in this embodiment, the position and orientation measurement map is created by the first estimation unit 121 before the mobile body 10 starts autonomous traveling and is stored by the first estimation unit 121. Even when this technology is used, as with the SLAM technology described in embodiment 1, position and orientation estimation may fail depending on the sensor measurement values. However, if position and orientation estimation fails, the first position information acquisition unit 111 acquires the position and orientation at the time before the failure, and outputs all positions and orientations after system initialization to the selection unit 113 and difference acquisition unit 114.

ステップS103では、第2位置情報取得部112がIMUから取得した入力情報に基づき第2推定部131が推定した位置姿勢を取得する。本実施形態においてIMUを用いた位置姿勢推定は、IMU起動直後の位置をIMU座標系の原点とし、加速度および角速度のそれぞれに対して単位時間による2回積分を行い、変位量を算出して位置姿勢を推定する方法を利用する。 In step S103, the second position information acquisition unit 112 acquires the position and orientation estimated by the second estimation unit 131 based on the input information acquired from the IMU. In this embodiment, position and orientation estimation using the IMU uses a method in which the position immediately after IMU startup is set as the origin of the IMU coordinate system, acceleration and angular velocity are integrated twice per unit time, and the amount of displacement is calculated to estimate the position and orientation.

本実施形態の方法によれば、位置姿勢計測の安定性を向上するために一つの系統の位置姿勢を複数のセンサの出力情報に基づいて推定する場合においても、切り替え後の位置姿勢のずれの発生により、移動体の移動が不安定になることを抑制できる。切り替え前の画像センサとIMUとによって推定されていたはずの位置姿勢を、切り替え後のIMUによって推定した位置姿勢と差分を使って求めている。S106で補正された移動体の位置姿勢は、切り替え前の画像センサとIMUとによって推定していた位置姿勢に近づくので、連続性を保ちやすくなる。 The method of this embodiment can prevent the movement of a moving object from becoming unstable due to deviations in the position and orientation after switching, even when the position and orientation of one system is estimated based on output information from multiple sensors in order to improve the stability of position and orientation measurement. The position and orientation that would have been estimated using the image sensor and IMU before switching is calculated using the difference between this and the position and orientation estimated using the IMU after switching. The position and orientation of the moving object corrected in S106 approaches the position and orientation estimated using the image sensor and IMU before switching, making it easier to maintain continuity.

<変形例3-1>
実施形態3において、第1位置情報取得部111は画像センサ12およびIMUを用いたSLAM技術により推定した位置姿勢を取得していた。しかし、位置情報取得に用いるセンサの組み合わせは、これに限られるものではなく、位置姿勢を推定可能であればどんなセンサの組み合わせであってもよい。
<Modification 3-1>
In the third embodiment, the first position information acquisition unit 111 acquires the position and orientation estimated by the SLAM technique using the image sensor 12 and the IMU. However, the combination of sensors used to acquire the position information is not limited to this, and any combination of sensors may be used as long as it is possible to estimate the position and orientation.

例えば、画像センサを用いたSLAM技術とタイヤやステアリングの回転角に基づき位置姿勢を推定するオドメトリを組み合わせて位置姿勢を推定してもよい。また、画像センサとIMUを用いたSLAM技術とオドメトリを組み合わせて位置姿勢推定してもよい。さらに、画像センサを用いたSLAM技術とGPSによる衛星測位情報を組み合わせて位置姿勢を推定してもよい。 For example, position and orientation may be estimated by combining SLAM technology using an image sensor with odometry, which estimates position and orientation based on the rotational angles of the tires and steering wheel. Position and orientation may also be estimated by combining SLAM technology using an image sensor and an IMU with odometry. Furthermore, position and orientation may also be estimated by combining SLAM technology using an image sensor with satellite positioning information from GPS.

一方、第2位置情報取得部112はIMUの入力情報に基づいて推定した位置姿勢を取得していた。第2位置情報取得部に用いるセンサもIMUに限られることはなく、位置姿勢を推定可能な入力情報を出力するセンサであればどんなセンサであってもよい。例えば、画像センサや移動体の制御情報、GPSなどのセンサ値を位置姿勢推定の入力情報として使用してもよい。 On the other hand, the second position information acquisition unit 112 acquires an estimated position and orientation based on input information from the IMU. The sensor used in the second position information acquisition unit is not limited to an IMU, and any sensor that outputs input information that allows position and orientation to be estimated may be used. For example, sensor values from an image sensor, control information for a moving object, GPS, etc. may be used as input information for position and orientation estimation.

さらに、上記で挙げた第1位置情報取得部と第2位置情報取得部を任意の組み合わせで組み合わせてもよい。例えば、第1位置情報取得部で画像センサとGPSを使用し、第2位置情報取得部で画像センサとIMUを使用してもよい。 Furthermore, the first location information acquisition unit and second location information acquisition unit described above may be combined in any combination. For example, the first location information acquisition unit may use an image sensor and GPS, and the second location information acquisition unit may use an image sensor and IMU.

本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。また、複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、webアプリケーション等)から構成されるシステムによっても実現可能である。 The present invention can also be realized by supplying a program that realizes one or more of the functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or storage medium, and having one or more processors in the computer of that system or device read and execute the program. It can also be realized by a circuit (e.g., an ASIC) that realizes one or more functions. It can also be realized by a system consisting of multiple devices (e.g., a host computer, an interface device, an imaging device, a web application, etc.).

10 情報処理システム
11 情報処理装置
12 画像センサ
13 距離センサ
14 制御装置
10 Information processing system 11 Information processing device 12 Image sensor 13 Distance sensor 14 Control device

Claims (10)

情報処理装置であって、
移動体に固定された第1のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第1の位置情報を取得する第1の位置情報の取得手段と、
前記移動体に固定された第2のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第2の位置情報を取得する第2の位置情報の取得手段と、
同一の座標系における前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とのうち、前記第1の位置情報が取得可能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第1の位置情報を選択し、前記第1の位置情報が取得不能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第2の位置情報を選択する選択手段と、
前記第1の位置情報と該第1の位置情報と同期した前記第2の位置情報との同一の座標系における差分情報を取得する差分取得手段と、
前記選択手段が選択する位置情報が前記第1の位置情報から前記第2の位置情報へ切り替わった場合、切り替え前に選択されていた前記第1の位置情報が再選択されるまでの間、切り替えられた時に前記差分取得手段で取得した差分情報を加えて、前記第2の位置情報を更新する更新手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
An information processing device,
a first position information acquiring means for acquiring first position information of the moving body estimated based on input information from a first sensor fixed to the moving body;
a second position information acquiring means for acquiring second position information of the moving object estimated based on input information from a second sensor fixed to the moving object;
a selection means for selecting, from the first position information and the second position information in the same coordinate system, the first position information as the position information for controlling the movement of the moving object when the first position information is obtainable, and selecting, from the second position information and the first position information in the same coordinate system, the second position information as the position information for controlling the movement of the moving object when the first position information is not obtainable;
a difference acquiring means for acquiring difference information in the same coordinate system between the first position information and the second position information synchronized with the first position information;
an updating means for updating the second location information by adding difference information acquired by the difference acquiring means at the time of switching when the location information selected by the selecting means is switched from the first location information to the second location information until the first location information selected before the switching is reselected;
An information processing device comprising:
前記差分取得手段は、前記選択手段が選択する位置情報が切り替わる前の前記第1の位置情報および前記第2の位置情報から、差分取得対象とする組み合わせを選択し、選択した位置情報の組み合わせに基づき差分を取得することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The information processing device described in claim 1, characterized in that the difference acquisition means selects a combination of the first location information and the second location information from which the difference is to be acquired, from the first location information and the second location information before the location information selected by the selection means is switched, and acquires the difference based on the selected combination of location information. 前記選択手段による選択結果を示す情報を表示装置に対して前記選択手段が出力することを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。 The information processing device according to claim 1 or 2, characterized in that the selection means outputs information indicating the selection result by the selection means to a display device. 前記第1のセンサは、前記入力情報として画像情報を入力するセンサであること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置。
The information processing apparatus according to claim 1 , wherein the first sensor is a sensor that inputs image information as the input information.
前記第2のセンサは、前記入力情報として前記第2のセンサと環境に存在する物体との距離を計測する距離センサであること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の情報処理装置。
The information processing apparatus according to claim 1 , wherein the second sensor is a distance sensor that measures a distance between the second sensor and an object present in the environment as the input information.
情報処理装置であって、
移動体に固定された第1のセンサおよび第2のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第1の位置情報を取得する第1の位置情報の取得手段と、
前記第2のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第2の位置情報を取得する第2の位置情報の取得手段と、
同一の座標系における前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とのうち、前記第1の位置情報が取得可能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第1の位置情報を選択し、前記第1の位置情報が取得不能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第2の位置情報を選択する選択手段と、
前記第1の位置情報と該第1の位置情報と同期した前記第2の位置情報との同一の座標系における差分情報を取得する差分取得手段と、
前記選択手段が選択する位置情報が前記第1の位置情報から前記第2の位置情報へ切り替わった場合、切り替え前に選択されていた前記第1の位置情報が再選択されるまでの間、切り替えられた時に前記差分取得手段で取得した差分情報を加えて、前記第2の位置情報を更新する更新手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
An information processing device,
a first position information acquiring means for acquiring first position information of the moving object estimated based on input information from a first sensor and a second sensor fixed to the moving object;
a second position information acquiring means for acquiring second position information of the moving object estimated based on input information from the second sensor;
a selection means for selecting, from the first position information and the second position information in the same coordinate system, the first position information as the position information for controlling the movement of the moving object when the first position information is obtainable, and selecting, from the second position information and the first position information in the same coordinate system, the second position information as the position information for controlling the movement of the moving object when the first position information is not obtainable;
a difference acquiring means for acquiring difference information in the same coordinate system between the first position information and the second position information synchronized with the first position information;
an updating means for updating the second location information by adding difference information acquired by the difference acquiring means at the time of switching when the location information selected by the selecting means is switched from the first location information to the second location information until the first location information selected before the switching is reselected;
An information processing device comprising:
情報処理方法であって、
移動体に固定された第1のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第1の位置情報を取得する第1の位置情報の取得工程と、
前記移動体に固定された第2のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第2の位置情報を取得する第2の位置情報の取得工程と、
同一の座標系における前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とのうち、前記第1の位置情報が取得可能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第1の位置情報を選択し、前記第1の位置情報が取得不能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第2の位置情報を選択する選択工程と、
前記第1の位置情報と該第1の位置情報と同期した前記第2の位置情報との同一の座標系における差分を取得する差分取得工程と、
前記選択工程で選択する位置情報が前記第1の位置情報から前記第2の位置情報へ切り替わった場合、切り替え前に選択されていた前記第1の位置情報が再選択されるまでの間、切り替えられた時に前記差分取得工程で取得した差分情報を加えて、前記第2の位置情報を更新する更新工程と、
を有することを特徴とする情報処理方法。
An information processing method, comprising:
a first position information acquisition step of acquiring first position information of the moving object estimated based on input information from a first sensor fixed to the moving object;
a second position information acquisition step of acquiring second position information of the moving object estimated based on input information from a second sensor fixed to the moving object;
a selection step of selecting, from the first position information and the second position information in the same coordinate system, the first position information as the position information for controlling the movement of the moving body when the first position information is obtainable, and selecting, from the second position information and the first position information in the same coordinate system, the second position information as the position information for controlling the movement of the moving body when the first position information is not obtainable;
a difference acquiring step of acquiring a difference between the first position information and the second position information synchronized with the first position information in the same coordinate system;
an updating step of, when the location information selected in the selecting step is switched from the first location information to the second location information, updating the second location information by adding the difference information acquired in the difference acquiring step at the time of switching until the first location information selected before the switching is reselected;
An information processing method comprising:
情報処理方法であって、
移動体に固定された第1のセンサおよび第2のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第1の位置情報を取得する第1の位置情報の取得工程と、
前記第2のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第2の位置情報を取得する第2の位置情報の取得工程と、
同一の座標系における前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とのうち、前記第1の位置情報が取得可能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第1の位置情報を選択し、前記第1の位置情報が取得不能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第2の位置情報を選択する選択工程と、
前記第1の位置情報と該第1の位置情報と同期した前記第2の位置情報との同一の座標系における差分情報を取得する差分取得工程と、
前記選択工程で選択する位置情報が前記第1の位置情報から前記第2の位置情報へ切り替わった場合、切り替え前に選択されていた前記第1の位置情報が再選択されるまでの間、切り替えられた時に前記差分取得工程で取得した差分情報を加えて、前記第2の位置情報を更新する更新工程と、
を有することを特徴とする情報処理方法。
An information processing method, comprising:
a first position information acquisition step of acquiring first position information of the moving object estimated based on input information from a first sensor and a second sensor fixed to the moving object;
a second position information acquisition step of acquiring second position information of the moving object estimated based on input information from the second sensor;
a selection step of selecting, from the first position information and the second position information in the same coordinate system, the first position information as the position information for controlling the movement of the moving body when the first position information is obtainable, and selecting, from the second position information and the first position information in the same coordinate system, the second position information as the position information for controlling the movement of the moving body when the first position information is not obtainable;
a difference acquiring step of acquiring difference information in the same coordinate system between the first position information and the second position information synchronized with the first position information;
an updating step of, when the location information selected in the selecting step is switched from the first location information to the second location information, updating the second location information by adding the difference information acquired in the difference acquiring step at the time of switching until the first location information selected before the switching is reselected;
An information processing method comprising:
移動体であって、
移動体に固定された第1のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第1の位置情報を取得する第1の位置情報の取得手段と、
前記移動体に固定された第2のセンサからの入力情報に基づいて推定した前記移動体の第2の位置情報を取得する第2の位置情報の取得手段と、
同一の座標系における前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とのうち、前記第1の位置情報が取得可能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第1の位置情報を選択し、前記第1の位置情報が取得不能な場合は前記移動体の移動を制御する位置情報として前記第2の位置情報を選択する選択手段と、
前記第1の位置情報と該第1の位置情報と同期した前記第2の位置情報との同一の座標系における差分情報を取得する差分取得手段と、
前記選択手段が選択する位置情報が前記第1の位置情報から前記第2の位置情報へ切り替わった場合、切り替え前に選択されていた前記第1の位置情報が再選択されるまでの間、切り替えられた時に前記差分取得手段で取得した差分情報を加えて、前記第2の位置情報を更新する更新手段と、を有する情報処理装置によって移動を制御される移動体。
A mobile object,
a first position information acquiring means for acquiring first position information of the moving body estimated based on input information from a first sensor fixed to the moving body;
a second position information acquiring means for acquiring second position information of the moving object estimated based on input information from a second sensor fixed to the moving object;
a selection means for selecting, from the first position information and the second position information in the same coordinate system, the first position information as the position information for controlling the movement of the moving object when the first position information is obtainable, and selecting, from the second position information and the first position information in the same coordinate system, the second position information as the position information for controlling the movement of the moving object when the first position information is not obtainable;
a difference acquiring means for acquiring difference information in the same coordinate system between the first position information and the second position information synchronized with the first position information;
and an update means for, when the location information selected by the selection means is switched from the first location information to the second location information, updating the second location information by adding difference information acquired by the difference acquisition means at the time of the switching until the first location information selected before the switching is reselected.
コンピュータを、請求項1乃6のいずれか1項に記載の情報処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as each of the means of the information processing device described in any one of claims 1 to 6.
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