JPS60235016A - 移動体の位置および姿勢検出装置 - Google Patents

移動体の位置および姿勢検出装置

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JPS60235016A
JPS60235016A JP9135184A JP9135184A JPS60235016A JP S60235016 A JPS60235016 A JP S60235016A JP 9135184 A JP9135184 A JP 9135184A JP 9135184 A JP9135184 A JP 9135184A JP S60235016 A JPS60235016 A JP S60235016A
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Toshihiro Tsumura
俊弘 津村
Takeshi Tsumura
津村 豪
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、移動体の位置および姿勢検出装置に関し、
特にたとえば成る観測点に対する移晩体の相対位置およ
び姿勢を検出する装置に関する。
先行技術の説明 従来、自動車等の移動体の位置および姿勢を検出する装
置として、たとえばレーダを用いた装置などが実現され
または提案されている。ところが、従来のこれら装置は
、いずれも構成が複雑でありかつ高価であるという欠点
があった。
発明の目的 この発明は、構造が簡単でかつ安価な簡易型の移動体の
位置および姿勢検出装置を提供することを目的とする。
発明の要約 この発明は、要約すれば、撮像装置によって撮影され画
像シフト手段によって所定の位置にシフトされた移動体
の像とモデル図形発生手段から発生されたモデル図形と
が=aするか否かを検出し・、一致しないときは膿像%
装置の綴僧倍率またはモデル゛図形の大きさを変化する
とともにモデル図形の姿勢角を変化させ、それによっ−
C移動体の像とモデル図形とが一致したときはそのとき
の画像シフj・手段のシフト伊とml像装置の機縁倍率
またはモデル図形の大きさとモデル図形の姿勢角とに基
づいて移動体の位置および姿勢角を演舞するようにした
ものである。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は、図
面を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかと
なろう。
実施例の説明 第1図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。この実施例は、通路上を走行する移動体の一例の自
動車1の位置および姿勢を検出するものである。図にお
いて、自動車1をH測する観測点には、自動車1の像を
撮影するためのビデオカメラ2が設けられる。このビデ
オカメラ2は、撮像管を用いたものであってもよいし、
また固体撮像素子を用いた固体m像装置であってもよい
このビデオカメラ2から出力される画像信号は、画像シ
フト回路3に与えられる。画像シフト回路3は、ビデオ
カメラ2によって撮影された自動車1の像が全体の画面
の真ん中に位置するように該像をシフトさせるものであ
る。画像シフト回路3が像をシフトした量は、CPU4
に与えられる。
また、画像シフ1〜回路3から出力される画像信号は、
−数構出回路5の一方入力に与えられる。−数構出回路
5の他方入力には、モデル図形発生回路6から出力され
るモデル図形信号が与えられる。
モデル図形発生回路6は、自動車1に相似した形状のモ
デル図形を発生するためのものであり、コンピュータな
どを含んで構成される。なお、モデル図形発生回路6は
、発生するモデル図形の太きさを変化させたり、モデル
図形の姿勢角を変化させたりすることが可能である。−
数構出回路5がら出力される検出出力は、CPU4に与
えられる。
CP LJ 4 ニG、t、さらに、ROM7.RAM
8.−1−ポー199表示器1oオヨヒスーム1iII
Ill装W111が接続される。ROM7には、CPU
4の動作プログラムが格納されている。RAM8は、C
PU4のデータ処理上において必要なデータを種々記憶
する。キーボード9は、CPU4に動作指令を与えるた
めの穆々のキーを含む。表示器1oは、CPU4によっ
て演算された自動11i1の位置および姿勢等を表示す
るためのものである。ズーム制御装置111は、CP 
U 4から与えられる指令に応じて、ビデオカメラ2の
m像倍率を制御するためのものである。
第2図は第1図に示す実施例の動作を説明するためのフ
ローチャートである。第3図は自動車1とビデオカメラ
2との位w開係を示した図解図である。以下、これら第
1図および第2図を参照して、第1図の実施例の動作に
ついて説明する。
第3図に示すごとく、ビデオカメラ2は、その光軸が基
準方位Xと一致するように配置される。
なお、第1図の実施例が自動車などに搭載される場合は
その自動車の進行方向が基準方位Xに選ばれてもよい。
今、自動車1が基準方位Xがらずれた位置にあると、自
動車1の像は全体の画像の端部に片寄った状態となって
いる。ところで、モデル図形発生回路6から発生される
モデル図形は、全体の画像のちょうど真ん中に位lfす
るようになっている。したがって、このまま自動1!1
とモデル図形とを比較しても、2つの像が一致すること
はない。そこで、画像シフト回路3は自動車1の像が全
体の画像の真ん中に位置するように自動車1の像をシフ
トさせる。これによって、第3図の2点鎖線で示される
ような状態にビデオカメラ2が回転されたと等価の状態
となる。すなわら、ビデオカメラ2の光軸上に自動車1
が位置するのと等価の状態となる。ここで、画像シフト
量vR3の像のシフト量は、第3図に示す角度αに対応
する値となる。この角度αは、基準方位Xに対する自動
車1の偏倚角である。
第2図のステップS1では、−数構出回路5が、上述の
iiI像シフト回路3からのシフト後の画一とモデル図
形発生回路6からのモデル図形とを比較し、一致してい
るか否かを検出する。なお、−数構出回路5は、たとえ
ば以下のような方法によって画像の一致を検出する。す
なわち、−数構出回蕗5は、画一シフト回路3からの画
像とモデル図形発生回路6からのモデル図形とのそれぞ
れのエツジ図形を抽出し、これらエツジ図形を別々のメ
モリに記憶させる。これら2つのメモリは、それぞれ1
画面分の&!憶容量を有し、対応のアドレスを有する。
そして、これら2つのメモリのいずれにもエツジ図形が
記憶されているメモリセルの個数を計数する。ここで、
2つのメモリに記憶されたエツジ図形が一致しない場合
は、上記計数されたメモリセルの個数は極めて多いもの
となる。ところが、2つのエツジ図形が一致すると、計
数されたメモリセルの個数は急激に減少する。したがっ
(゛、このときの急激なメモリセルの個数の増加を検出
することによって、il像シフト回路3からの画像とモ
デル図形発生回路6からのモデル図形との一致を検出す
ることができる。−数構出回路5は、一致を検出すると
、たとえばハイレベルの一致検出出力をCPU4に与え
る。
CPU4は、ステップS2において、−数構出回路5が
一致を検出したか否かを判断する。もし、−数構出回路
5が一致を検出しない場合、すなわち−数構出回路5か
ら一致検出出力が得られない場合は、ステップS3に進
み、CPU4は、モデル図形発生回路6またはズーム制
御i1装置11を制御する。すなわち、CPU4は、モ
デル図形発生回路6で発生されるモデル図形の姿勢角を
変化させ、またズーム制御装置11によってビデオカメ
ラ2のII像倍率を変化させる。これによって、−数構
出回路5に入力される画像およびモデル図形が変化する
。このステップS3における動作は、−数構出回路5で
一致の検出が得られるまで繰返して行なわれる。なお、
ステップS3における制御については種々の方法を用い
ることはできるが、たとえば次のような方法で制御を行
なえばよい。
すなわち、まずモデル図形から抽出されたエツジ図形の
中に自動車1のエツジ図形が入るようにビデオカメラ2
の硝f、1を倍4!を制御する。そして、ビデオカメラ
2の118率を徐々に上げていき、自動車1の工2;)
図形がモデル図形のエツジ範囲をはみ出ると、今度はモ
デル図形の姿勢角を変化さゼ、再び自動車1のエツジ図
形が−Uモデル図形エツジ範l内に入るように制御する
。これらの制御を繰返して行ない、自8車1の画像とモ
デル図形とを徐々に一致させていく、 一方、上述のステップS2において、−数構出回路5が
一致を検出したと判断すると、CPU4は、ステップS
4において、画像シフト回路3のシフト量と、モデル図
形発生回路6におけるモデル図形の姿勢角と、ズーム制
御装[11におけるビデオカメラのズーム量すなわち撮
像倍率とを読取る。そして、ステップS5に進み、上記
ステップS4で読取った諸懲に基づいて、自動車1の距
離、方位、姿勢角を演算する。ここで、前述のごとく、
画像シフト回路3のシフト看は基準方位×(対づる自動
車1の偏倚角に対応する。また、モデル図形の姿判角【
、2.第3図に示す角度β、J′なわち自動中1の姿勢
角に71中する。また、ビデオカメラのm像倍率は、第
3図に示す距#tuすなわち観測点と自動車″Iどの間
の距P11に対応する。なお、ステップS5における変
換演算は、簡単な比例計算によって行なえるため、その
詳細は省略する。続いて、ステップS 61C進み、C
PU4は、ステップS5で演算した桔宍を表示器1oに
表示する。その後、再びステップs1の動作に戻る。
なお、上述の実施例では、CPtJ4によって演算され
た自動車1の距離、方位、姿勢角を表示器10に表示き
せるようにしたが、この演算結果は音声出力するように
してもよい、また、この演算結果に基づいて、W!測車
を自動車1に追従させるための制御に利用してもよい。
その他各種の利用のl!I憬が考えられよう。
また、上述の実施例では、移動体の一例として自動車の
場合について説明したが、この発明は空港の誘轡路上を
移動する航空機や、構内の各種運搬車や、盲人を自動的
に誘導するための誘導ワゴンや、自動掃除機や、各種農
楽機器や建設門型等各種移動体に[と、用できることは
ちちろIυである。
さらに、上述の実施例では、ビデオカメラ2のIIA像
倍率を変化さUて自動車1の画像の大きさを変化させる
ようにしたが、モデル図形発生回路6に゛お1′jるモ
デル図形の大きさを変化させてもよく、この場合も上述
の実施例と同様の効果を奏する。
発明の効果 以上のように、この発明によれば、簡単かつ安価な構成
によって移動体の位置および姿勢を検出することのでき
る全く断層な移動体の位置および姿勢検出装置を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。第2図は第1図に示す実施例の動作を説明するため
のフローチャートである。第3図は第1図に示す自動車
1とビデオカメラ2との位置関係を示す図解図であるう 図において、1は自動車、2はビデオカメラ、3は画像
シフト回路、4はCPtJ、5は一致検出回路、6はモ
デル図形発生回路、7はROM18はRAM、9はキー
ボード、10は表示器、11はズーム制御装置を示す。 特許出願人 津 村 俊 弘 津 村 豪 代 即 人 弁理士 深 見 久 部 1、パ冒 1・ (ほか2名> 11.’−; \−゛ 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 移動体の像を撮影するための撮像装置、前記移動体と相
    似した形状のEデル図形を発生するモデル図形発生手段
    、 ゛前記撮像装置によって撮影された移動体の像を所定の
    位置にシフトするための画像シフト手段、前記画像シフ
    j・手段でシフトされた移動体の像と前記モデル図形発
    生手段から発生されるモデル図形とを比較して一致する
    か否かを検出する一致検出手段、 前記一致検出手段が不一致を検出したとき、前記移動体
    の像と前記モデル図形とが一致するように、前記WA像
    装誼のm像倍率および前記モデル図形発生回路におりる
    モデル図形の大きさのいずれか一方を変化し、さらに前
    記モデル図形発生回路にお番ブるモデル図形の姿勢角を
    変化させるための制御手段、および 前記一致検出手段が一致を検出したとき、前記画録シフ
    ト手段のシフト環と、前記撮像装置の撮像倍率またはモ
    デル図形の大きさと、モデル図形の姿勢角とに基づいて
    、前記移動体の位置および姿勢角を演算する手段を備え
    る、移動体の位置および姿勢検出装置。
JP9135184A 1984-05-07 1984-05-07 移動体の位置および姿勢検出装置 Granted JPS60235016A (ja)

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JPH0418604B2 JPH0418604B2 (ja) 1992-03-27

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62150987A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Canon Inc 画像情報処理装置
US5929785A (en) * 1996-10-03 1999-07-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for vehicle

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JPS5226136A (en) * 1975-08-22 1977-02-26 Omron Tateisi Electronics Co Electronic desk calculator
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