特許ウォッチ

公開番号2025049814
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158265
出願日2023-09-22
発明の名称情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
出願人カシオ計算機株式会社
代理人弁理士法人光陽国際特許事務所
主分類G06T 7/70 20170101AFI20250327BHJP(計算;計数)
要約【課題】自己位置の測位において、高精度の測位結果を提供する。
【解決手段】情報処理装置は、3次元空間における座標位置が既知である複数の光源(位置指標)のうち、撮像装置(カメラ)により撮像された画像に含まれる光源の画像内の座標位置を取得し、画像に含まれる光源の3次元空間における座標位置及び画像内の座標位置に基づいて、3次元空間における自装置(移動体)の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する測位処理を行う。情報処理装置は、撮像装置からの所定方向への光源の角度又は光源間の水平方向の見込み角が所定の条件を満たす光源の情報を使用して、自装置の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する。
【選択図】図17
特許請求の範囲【請求項１】
３次元空間における座標位置が既知である複数の光源のうち、撮像装置により撮像された画像に含まれる光源の画像内の座標位置を取得し、
前記画像に含まれる光源の前記３次元空間における座標位置及び前記画像内の座標位置に基づいて、前記３次元空間における自装置の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する測位処理を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記撮像装置からの所定方向への光源の角度又は光源間の水平方向の見込み角が所定の条件を満たす光源の情報を使用して、前記自装置の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する情報処理装置。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記撮像装置からの所定方向への光源の角度が第１閾値以上の光源を含む複数の光源の組み合わせ、又は、光源間の水平方向の見込み角が所定の条件を満たす複数の光源の組み合わせとなる複数の光源の情報を使用して、前記自装置の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記画像に含まれる、前記撮像装置からの仰俯角が前記第１閾値以上である第１光源と、第２の光源の情報を使用して、前記自装置の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記画像に含まれる、前記撮像装置からの仰俯角が前記第１閾値以上である第１光源と、当該第１光源との間の水平方向の見込み角が第２閾値以上である第２光源と、の情報を使用して、前記自装置の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第１光源と前記撮像装置との高低差、及び、前記撮像装置の焦点を始点とし前記第１光源の前記３次元空間における座標位置を終点とする３次元方向ベクトルの単位ベクトルに基づいて、前記撮像装置と前記第１光源との水平方向における距離を求め、
前記第１光源の前記３次元空間における座標位置の水平成分であるＸＹ座標位置を中心とし、前記距離を半径としたＸＹ平面上の円を求め、
前記第１光源と前記第２光源との前記見込み角を取得し、
前記第１光源のＸＹ座標位置、前記第２光源のＸＹ座標位置、及び、前記第１光源と前記第２光源との前記見込み角に基づいて、ＸＹ平面上に投影された前記撮像装置が存在し得る位置を示す円弧を求め、
前記円と前記円弧との交点を、前記撮像装置のＸＹ座標位置として求める請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記撮像装置として、第１撮像装置及び第２撮像装置を備え、
前記第１光源が、前記第１撮像装置により撮像された第１画像に含まれ、前記第２光源が、前記第２撮像装置により撮像された第２画像に含まれる場合に、
前記制御部は、
前記第１光源と前記第１撮像装置との高低差、及び、前記第１撮像装置の焦点を始点とし前記第１光源の前記３次元空間における座標位置を終点とする３次元方向ベクトルの単位ベクトルに基づいて、前記第１撮像装置と前記第１光源との水平方向における距離を求め、
前記第１光源の前記３次元空間における座標位置の水平成分であるＸＹ座標位置を中心とし、前記距離を半径としたＸＹ平面上の円を求め、
前記円上に前記第１撮像装置の仮のＸＹ座標位置をとる第１処理を行い、
前記第１撮像装置の仮のＸＹ座標位置から前記第１撮像装置の仮の方位を求める第２処理を行い、
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置との相対位置関係に基づいて、前記第２撮像装置の仮のＸＹ座標位置を求める第３処理を行い、
前記第２撮像装置の仮のＸＹ座標位置から前記第２撮像装置の仮の方位を求める第４処理を行い、
前記第２撮像装置の仮のＸＹ座標位置及び仮の方位から予測される当該第２撮像装置から前記第２光源に対する方位角と、前記第２画像内での前記第２光源に対する方位角と、の差が閾値以下になるまで、前記第１処理、前記第２処理、前記第３処理及び前記第４処理を繰り返す請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記画像内の水平方向の位置が相互に異なる３つの光源の情報を使用して、前記自装置の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記３つの光源を、前記画像の水平方向に沿って並んだ順に第１光源、第２光源及び第３光源として、
前記制御部は、
前記第１光源と前記第２光源との水平方向の見込み角である第１見込み角を取得し、
前記第２光源と前記第３光源との水平方向の見込み角である第２見込み角を取得し、
前記第１光源の前記３次元空間における座標位置の水平成分であるＸＹ座標位置、前記第２光源のＸＹ座標位置及び前記第１見込み角に基づいて、ＸＹ平面上に投影された前記撮像装置が存在し得る位置を示す円弧である第１円弧を求め、
前記第２光源のＸＹ座標位置、前記第３光源のＸＹ座標位置及び前記第２見込み角に基づいて、ＸＹ平面上に投影された前記撮像装置が存在し得る位置を示す円弧である第２円弧を求め、
前記第１円弧と前記第２円弧との交点を、前記撮像装置のＸＹ座標位置として求める請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記第１見込み角及び前記第２見込み角は、閾値以上である請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記撮像装置として、第１撮像装置及び第２撮像装置を備え、
前記３つの光源のうち第１光源及び第２光源が、前記第１撮像装置により撮像された第１画像に含まれ、前記３つの光源のうち前記第１光源及び前記第２光源以外の第３光源が、前記第２撮像装置により撮像された第２画像に含まれる場合に、
前記制御部は、
前記第１画像から前記第１光源と前記第２光源との水平方向の見込み角を取得し、
前記第１光源の前記３次元空間における座標位置の水平成分であるＸＹ座標位置、前記第２光源のＸＹ座標位置、及び、前記第１光源と前記第２光源との前記見込み角に基づいて、ＸＹ平面上に投影された前記第１撮像装置が存在し得る位置を示す円弧を求め、
前記円弧上に前記第１撮像装置の仮のＸＹ座標位置をとる第１処理を行い、
前記第１撮像装置の仮のＸＹ座標位置から前記第１撮像装置の仮の方位を求める第２処理を行い、
前記第１撮像装置と前記第２撮像装置との相対位置関係に基づいて、前記第２撮像装置の仮のＸＹ座標位置を求める第３処理を行い、
前記第２撮像装置の仮のＸＹ座標位置から前記第２撮像装置の仮の方位を求める第４処理を行い、
前記第２撮像装置の仮のＸＹ座標位置及び仮の方位から予測される当該第２撮像装置から前記第３光源に対する方位角と、前記第２画像内での前記第３光源に対する方位角と、の差が閾値以下になるまで、前記第１処理、前記第２処理、前記第３処理及び前記第４処理を繰り返す請求項７に記載の情報処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、自己位置を推定するための様々な測位システムが利用されている。
例えば、可視光通信（ＲＧＢの３色パターン等）により、自己を一意に特定可能なＩＤを発信する複数の発光装置（位置指標）を、移動体に搭載されたカメラで撮像することで、移動体の位置を推定する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、各発光装置の設置位置（３次元位置）を予め測定しておき、カメラで撮像された画像から、画像内における発光装置の座標位置及びＩＤを検出し、検出された撮像画像上の座標位置と、各発光装置の３次元位置とに基づいて、移動体の位置を決定する。
【０００４】
前述の可視光通信を使った測位では、例えば、自己測位の対象として移動可能な空間を平面に限定し（平面拘束）、高さ、カメラ姿勢角の２自由度（ピッチ、ロール）を固定とすることで、カメラにより得られた画像から位置指標（光源）を２点（時間的に連続して位置指標を検出可能な状態では１点）検出できれば、３自由度（水平位置、水平方位）の測位が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－０５０９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、月面等では、一定平面内で移動が行われるとは考えられず、いわゆるオフロードでの活動となるため、自己位置を推定する際には、高さの変動、姿勢角の変動に対応したより多く（例えば、６自由度）の測位が必要となる。
【０００７】
一方、月面上等での広域エリアを対象とした測位に可視光通信を利用する場合、位置指標の設置負荷を最小限に抑えつつ、できるだけ高精度で測位を行いたいという要求がある。しかし、６自由度の測位を公知の方法で安定して行うには、最小でも常に６点以上が見えるように、高密度で多数の位置指標を配置することが必要になってしまう。
このような要求のもと、広域エリアにおいて、カメラから常に多くの位置指標が見えるように、位置指標を配置するのは困難であった。
【０００８】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、自己位置の測位において、高精度の測位結果を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の情報処理装置は、
３次元空間における座標位置が既知である複数の光源のうち、撮像装置により撮像された画像に含まれる光源の画像内の座標位置を取得し、
前記画像に含まれる光源の前記３次元空間における座標位置及び前記画像内の座標位置に基づいて、前記３次元空間における自装置の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する測位処理を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記撮像装置からの所定方向への光源の角度又は光源間の水平方向の見込み角が所定の条件を満たす光源の情報を使用して、前記自装置の座標位置及び方位の少なくとも一方を導出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自己位置の測位において、高精度の測位結果を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許