本發(fā)明專利技術(shù)的自主移動(dòng)裝置以及自主移動(dòng)方法的課題在于增加進(jìn)行閉環(huán)處理的頻度、減少自身設(shè)備位置等的累積誤差。為此，自主移動(dòng)裝置(100)的旋轉(zhuǎn)拍攝部(11)一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作一邊拍攝圖像。圖像存儲(chǔ)部(21)存儲(chǔ)所拍攝的圖像的信息。地圖存儲(chǔ)部(22)存儲(chǔ)所制作的地圖。位置估算部(13)估算自身設(shè)備位置。類似圖像檢索部(14)從圖像存儲(chǔ)部(21)中檢索類似度成為規(guī)定的類似度以上的圖像。地圖校正部(15)在由類似圖像檢索部(14)發(fā)現(xiàn)了成為規(guī)定的類似度以上的圖像的情況下，對(duì)存儲(chǔ)在地圖存儲(chǔ)部(22)中的地圖進(jìn)行校正。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
自主移動(dòng)裝置以及自主移動(dòng)方法
本專利技術(shù)涉及自主移動(dòng)裝置、自主移動(dòng)方法以及程序。
技術(shù)介紹
根據(jù)用途而自主地移動(dòng)的自主移動(dòng)裝置正在逐漸普及。例如，已知為了進(jìn)行屋內(nèi)的清潔而自主地移動(dòng)的自主移動(dòng)裝置。一般來說，這樣的自主移動(dòng)裝置需要進(jìn)行實(shí)際空間的地圖的制作、和實(shí)際空間內(nèi)的自身設(shè)備位置的估算。作為用于制作實(shí)際空間的地圖的方法，例如已知SLAM(SimultaneousLocalizationAndMapping，即時(shí)定位與地圖構(gòu)建)法。使用了單眼攝像機(jī)的SLAM技術(shù)的基本原理在非專利文獻(xiàn)1中有記載，進(jìn)行如下處理，即，通過從攝像機(jī)拍攝的運(yùn)動(dòng)圖像的多個(gè)幀，追蹤同一特征點(diǎn)，來交替地估算自身設(shè)備的三維位置(攝像機(jī)位置)和特征點(diǎn)的三維位置(該特征點(diǎn)的三維位置集合而構(gòu)成地圖的信息)。該方法由于交替地估算自身設(shè)備位置和特征點(diǎn)的三維位置，因此會(huì)產(chǎn)生累積誤差，從而存在如下情況，即，即使在進(jìn)行環(huán)狀的移動(dòng)等而返回到原來的位置的情況下，也不能識(shí)別出返回到原來的位置。作為修正這樣的累積誤差的方法，存在閉環(huán)(loopclosing)處理(環(huán)路解決處理)這樣的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)1等中得到了使用。若自身設(shè)備檢測(cè)出環(huán)路(若檢測(cè)出在所拍攝的幀中包含過去從相同位置拍攝到的相同的特征點(diǎn))，則將過去的該位置視為正確的位置，進(jìn)行對(duì)從此處起到當(dāng)前位置為止的路徑中的位置進(jìn)行修正的閉環(huán)處理。在先技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1：AndrewJ.Davison，“Real-TimeSimultaneousLocalizationandMappingwithaSingleCamera”，Proceedingsofthe9thIEEEInternationalConferenceonComputerVisionVolume2，2003，pp.1403-1410非專利文獻(xiàn)2：RichardHartley，AndrewZisserman，“MultipleViewGeometryinComputerVision”，SecondEdition，Cambridge.UniversityPress，March2004，chapter9專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：JP特開2004-276168
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的課題在現(xiàn)有技術(shù)中，即使在返回到過去通過的位置的情況下，若利用攝像機(jī)的拍攝方向較大不同，則也不能檢測(cè)出同一特征點(diǎn)而不進(jìn)行閉環(huán)處理。因此，存在如下問題，即，累積誤差得不到修正，即使返回到同一點(diǎn)也不能識(shí)別出返回到了同一點(diǎn)。例如，在攝像機(jī)被固定而使視野受限的自主移動(dòng)裝置進(jìn)行了圖13所示那樣的移動(dòng)的情況下，由影線示出的兩個(gè)位置非常接近，但由于這些位置上的拍攝方向不同，因此不能檢測(cè)出同一特征點(diǎn)，從而不能進(jìn)行閉環(huán)處理。本專利技術(shù)為了解決上述問題而作，其目的在于，提供一種通過增加進(jìn)行閉環(huán)處理的頻度從而能夠減少自身設(shè)備位置等的累積誤差的自主移動(dòng)裝置等。用于解決課題的手段為了達(dá)成上述目的，本專利技術(shù)的自主移動(dòng)裝置具備攝像部、驅(qū)動(dòng)部、控制部和存儲(chǔ)部，所述自主移動(dòng)裝置的特征在于，所述存儲(chǔ)部，將所述攝像部拍攝到的圖像的信息與拍攝時(shí)的自身設(shè)備的位置的信息一起進(jìn)行存儲(chǔ)，并存儲(chǔ)使用所存儲(chǔ)的多個(gè)所述圖像的信息而制作的地圖，所述控制部，使所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行使自身設(shè)備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，同時(shí)使所述攝像部拍攝圖像，并從所述存儲(chǔ)部中檢索與所拍攝的所述圖像的類似度成為規(guī)定的類似度以上的圖像，在發(fā)現(xiàn)了成為所述規(guī)定的類似度以上的圖像的情況下，基于與該圖像對(duì)應(yīng)的位置的信息對(duì)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部中的地圖進(jìn)行校正。專利技術(shù)效果根據(jù)本專利技術(shù)，進(jìn)行閉環(huán)處理的頻度增加，能夠減少自身設(shè)備位置等的累積誤差。附圖說明圖1是表示第一實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)裝置的外觀的圖。圖2是表示第一實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)裝置的構(gòu)成的圖。圖3是表示第一實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)控制處理整體的流程圖的圖。圖4是表示第一實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)控制處理當(dāng)中的自身設(shè)備位置估算線程的處理的流程圖的圖。圖5是表示第一實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)控制處理當(dāng)中的地圖制作線程的處理的流程圖的圖。圖6是表示第一實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)控制處理當(dāng)中的閉環(huán)線程的處理的流程圖的圖。圖7是表示第一實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)控制處理當(dāng)中的旋轉(zhuǎn)拍攝處理的流程圖的圖。圖8是表示第二實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)裝置的構(gòu)成的圖。圖9是表示第二實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)控制處理當(dāng)中的自身設(shè)備位置估算線程的處理的流程圖的圖。圖10是說明共同可視圖(co-visibilitygraph，コビジビリテイ一グラフ)的圖。圖11是表示第四實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)控制處理當(dāng)中的自身設(shè)備位置估算線程的處理的流程圖的圖。圖12是表示第四實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)控制處理當(dāng)中的閉環(huán)線程的處理的流程圖的圖。圖13是說明不能進(jìn)行閉環(huán)處理的移動(dòng)例的圖。圖14是說明通過第一實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)拍攝處理從而能夠進(jìn)行閉環(huán)處理的圖。圖15是說明通過第三實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)拍攝處理從而能夠進(jìn)行閉環(huán)處理的圖。圖16是表示將控制部等的一部分設(shè)置于外部的服務(wù)器的構(gòu)成的一例的圖。符號(hào)說明100、100’…自主移動(dòng)裝置，10、50…控制部，11…旋轉(zhuǎn)拍攝部，12…地圖制作部，13…位置估算部，14…類似圖像檢索部，15…地圖校正部，16…距離判定部，20、60…存儲(chǔ)部，21…圖像存儲(chǔ)部，22…地圖存儲(chǔ)部，23…位置歷史記錄存儲(chǔ)部，30…傳感器部，31…障礙物傳感器，41…攝像部，42…驅(qū)動(dòng)部，43…輸入部，44、71…通信部，45…電源，200…服務(wù)器具體實(shí)施方式以下，參照?qǐng)D1，對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方式所涉及的自主移動(dòng)裝置進(jìn)行說明。自主移動(dòng)裝置100根據(jù)用途而自主地移動(dòng)。該用途，例如是警備監(jiān)視用、屋內(nèi)清潔用、寵物用、玩具用等。自主移動(dòng)裝置100在外觀上具備攝像部41、驅(qū)動(dòng)部42。攝像部41具備單眼的攝像裝置(攝像機(jī))。攝像部41例如以30fps取得圖像(幀)。自主移動(dòng)裝置100基于由攝像部41依次取得的圖像，實(shí)時(shí)地識(shí)別自身設(shè)備位置和周圍環(huán)境，同時(shí)進(jìn)行自主移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)部42是獨(dú)立2輪驅(qū)動(dòng)型，是具備車輪和電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)單元。自主移動(dòng)裝置100能夠通過2個(gè)車輪的同一方向驅(qū)動(dòng)來進(jìn)行前后的平行移動(dòng)(平移移動(dòng))，能夠通過2個(gè)車輪的反向驅(qū)動(dòng)來進(jìn)行原地的旋轉(zhuǎn)(朝向變更)，并能夠通過改變2個(gè)車輪各自的速度的驅(qū)動(dòng)來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)(平移+旋轉(zhuǎn)(朝向變更)移動(dòng))。此外，各個(gè)車輪具備旋轉(zhuǎn)編碼器，通過旋轉(zhuǎn)編碼器來測(cè)量車輪的轉(zhuǎn)速，并通過利用車輪的直徑、車輪間的距離等幾何學(xué)關(guān)系而能夠計(jì)算平移移動(dòng)量以及旋轉(zhuǎn)量。例如，若將車輪的直徑設(shè)為D，并將轉(zhuǎn)速設(shè)為R(由旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)定)，則該車輪的接地部分的平移移動(dòng)量成為π·D·R。此外，若將車輪的直徑設(shè)為D，將車輪間的距離設(shè)為I，將右車輪的轉(zhuǎn)速設(shè)為RR，并將左車輪的轉(zhuǎn)速設(shè)為RL，則朝向變更的旋轉(zhuǎn)量(若以右旋轉(zhuǎn)為正)成為360°×D×(RL-RR)/(2×I)。通過將該平移移動(dòng)量、旋轉(zhuǎn)量依次進(jìn)行相加，從而驅(qū)動(dòng)部42作為所謂的里程計(jì)(Odometry)而發(fā)揮作用，能夠測(cè)量自身設(shè)備位置(以移動(dòng)開始時(shí)的位置以及朝向?yàn)榛鶞?zhǔn)的位置以及朝向)。從里程計(jì)得到的自身設(shè)備的位置以及朝向的精度由于車輪的摩耗、打滑等而成為低精度的情況較多。特別是由于誤差逐漸累積的關(guān)系，精度隨著時(shí)間經(jīng)過而惡化。另外本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種自主移動(dòng)裝置，具備攝像部、驅(qū)動(dòng)部、控制部和存儲(chǔ)部，其中，所述存儲(chǔ)部，將所述攝像部拍攝到的圖像的信息與拍攝時(shí)的自身設(shè)備的位置的信息一起進(jìn)行存儲(chǔ)，并存儲(chǔ)使用所存儲(chǔ)的多個(gè)所述圖像的信息而制作出的地圖，所述控制部，使所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行使自身設(shè)備旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，同時(shí)使所述攝像部拍攝圖像，并從所述存儲(chǔ)部中檢索與拍攝到的所述圖像的類似度成為規(guī)定的類似度以上的圖像，在發(fā)現(xiàn)了成為所述規(guī)定的類似度以上的圖像的情況下，基于與該圖像對(duì)應(yīng)的位置的信息對(duì)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部中的地圖進(jìn)行校正。
【技術(shù)特征摘要】
2015.12.17 JP 2015-2467611.一種自主移動(dòng)裝置，具備攝像部、驅(qū)動(dòng)部、控制部和存儲(chǔ)部，其中，所述存儲(chǔ)部，將所述攝像部拍攝到的圖像的信息與拍攝時(shí)的自身設(shè)備的位置的信息一起進(jìn)行存儲(chǔ)，并存儲(chǔ)使用所存儲(chǔ)的多個(gè)所述圖像的信息而制作出的地圖，所述控制部，使所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行使自身設(shè)備旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，同時(shí)使所述攝像部拍攝圖像，并從所述存儲(chǔ)部中檢索與拍攝到的所述圖像的類似度成為規(guī)定的類似度以上的圖像，在發(fā)現(xiàn)了成為所述規(guī)定的類似度以上的圖像的情況下，基于與該圖像對(duì)應(yīng)的位置的信息對(duì)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部中的地圖進(jìn)行校正。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)裝置，其中，所述自主移動(dòng)裝置還具備通信部，所述通信部與外部的服務(wù)器進(jìn)行通信，經(jīng)由所述通信部使所述外部的服務(wù)器進(jìn)行基于所述存儲(chǔ)部的所述圖像的信息的存儲(chǔ)以及所述地圖的存儲(chǔ)和基于所述控制部的所述圖像的檢索以及所述地圖的校正中的至少一者。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)裝置，其中，所述控制部定期性地使所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行使自身設(shè)備旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，同時(shí)使所述攝像部拍攝圖像。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自主移動(dòng)裝置，其中，所述控制部每當(dāng)經(jīng)過規(guī)定時(shí)間時(shí)，使所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行使自身設(shè)備旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，同時(shí)使所述攝像部拍攝圖像。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自主移動(dòng)裝置，其中，所述控制部每當(dāng)自身設(shè)備移動(dòng)規(guī)定距離時(shí)，使所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行使自身設(shè)備旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，同時(shí)使所述攝像部拍攝圖像。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動(dòng)裝置，其中，所述控制部還估算自身設(shè)備的位置，所述存儲(chǔ)部存儲(chǔ)所述控制部估算出的位置的歷史記錄，所述控制部，判定在所述存儲(chǔ)部中是否存儲(chǔ)了與當(dāng)前的位置的距離成為規(guī)定距離以下的過去的位置，并在判定為在所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)了所述過去的位置的情況下，使所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行使自身設(shè)備旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，同時(shí)使所述攝像部拍攝圖像。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自主移動(dòng)裝置，其中，所述控制部在判定為在所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)了所述過去的位置的情況下，僅在通過所述檢索而未能發(fā)現(xiàn)成為所述規(guī)定的類似度以上的圖像的情況下，使所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行使自身設(shè)備旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，同時(shí)使所述攝像部拍攝圖像。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自主移動(dòng)裝置，其中，所述控制部還進(jìn)行對(duì)是否能夠直接計(jì)算兩個(gè)拍攝位置的相對(duì)位置關(guān)系...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：成川哲郎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本,JP
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