全方位画像のオプティカルフローによるセルフナビゲーション

利用全向图像光流进行自导航

基本信息

批准号：
17658111
负责人：
芋生憲司
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

自律走行や精密農法で用いられる高機能車両を普及させるため,全方位視覚センサによって圃場内の位置と移動速度,および姿勢変化を検出するシステムを構成し,高精度のナビゲーションシステムを低コストで提供することが本研究の目的である。研究の申請時はオプティカルフローにより車両の移動量を検出し,それを積分して車両の位置を計算することを目指していたが,18年度の研究で高解像度のカメラを使用すれば,圃場外に設置したランドマークの画像から,車両の絶対位置を測定できる可能性があることが判明した。移動量の積分では累積誤差が生じるが,絶対位置の測定ではそれが無いため,高精度のナビゲーションを行える可能性がある。そこで19年度はより広いスペースで実験を行い,位置測定の精度を調べた。実験は48m四方の平地で行い,その四隅に道路工事用のコーンを設置した。四角形内を12m間隔で区切るグリッドの交点である9箇所の地点で撮影を行い,四つのコーンの方位データからカメラの位置を同定した。その結果測定誤差は最大で35cm,平均で16.5cmであり,飼料生産に関わる作業など,それほど精度を要しない作業には十分適用できる測定精度が得られた。またオプティカルフローに関しては姿勢の変化を検出するプログラムを開発した。これらの研究によって測定精度については実作業に適用できる可能性が見い出されたが,リアルタイムで測定するにはプログラムの改善が必要であり,車両に搭載してナビゲーションを行うまでには至らなかった。今後,更に精度を向上させるとともに,処理速度の高速化を図る必要がある。

这项研究的目的是普及用于自动驾驶和精确耕作方法的高性能车辆，并使用全向视觉传感器构建一个系统，该系统可检测现场内的位置，运动速度和姿势变化，并以低成本提供高级精神的导航系统。在申请研究时，目的是使用光流检测车辆移动量并整合以计算车辆的位置，但是在2018年的一项研究中，发现使用高分辨率摄像头可以从安装在现场外部的地标的图像中测量车辆的绝对位置。运动量的集成产生累积误差，但绝对位置测量却没有，因此可能可以进行高精度导航。因此，在2019年，我们在更大的空间上进行了实验，以检查位置测量的准确性。实验是在48m平方的平坦地面上进行的，并在四个角落安装了道路构造锥。照片是在9点拍摄的，这是网格的交叉点，以12m的间隔将矩形分开，并且从四个锥体的方向数据中识别出相机位置。结果，测量误差在最大值时为35厘米，平均为16.5厘米，测量精度足够适用于不需要太多精确度的任务，例如与饲料生产有关的工作。此外，我们开发了一个程序来检测有关光流的姿势变化。这些研究揭示了可以将测量精度应用于实际工作的可能性，但是实时测量需要改进程序，并且直到可以将其安装在车辆和导航上为止。将来，有必要进一步提高准确性并加快处理速度。