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公開番号2025114070
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2024008492
出願日2024-01-24
発明の名称移動ロボット、移動量推定方法、及びプログラム
出願人NTT株式会社,国立大学法人室蘭工業大学
代理人個人,個人
主分類G05D 1/243 20240101AFI20250729BHJP(制御;調整)
要約【課題】路面を撮像するカメラと路面が正対していない場合でも、移動ロボットの位置を高精度に推定することが可能な移動ロボット、移動量推定方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】路面を走行する移動ロボット100であって、路面5の画像を撮像し、路面5までの距離を測定する3次元カメラ2と、3次元カメラ2で撮像した画像に含まれる特徴点を抽出する抽出部11と、画像に含まれる2つのフレーム画像の特徴点の座標を、3次元カメラ2から路面5までの距離(深度d)に基づいて補正する補正部12と、補正後の特徴点の移動量を示す移動ベクトルに基づいて、当該移動ロボット100の移動量を算出する算出部13を備える。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
路面を走行する移動ロボットであって、
前記路面の画像を撮像し、前記路面までの距離を測定する3次元カメラと、
前記3次元カメラで撮像した画像に含まれる特徴点を抽出する抽出部と、
前記画像に含まれる2つのフレーム画像の特徴点の座標を、前記3次元カメラから前記路面までの距離に基づいて補正する補正部と、
補正後の特徴点の移動量を示す移動ベクトルに基づいて、当該移動ロボットの移動量を算出する算出部と、
を備えた移動ロボット。
続きを表示(約 580 文字)【請求項2】
前記補正部は、前記3次元カメラの焦点距離及び前記3次元カメラで測定される路面までの距離に基づいて設定された変換式を用いて、前記2つのフレーム画像の特徴点の座標を変換する
請求項1に記載の移動ロボット。
【請求項3】
前記焦点距離として、前記画像上の第1方向の焦点距離、及び前記第1方向に交差する第2方向の焦点距離を用いる
請求項2に記載の移動ロボット。
【請求項4】
前記3次元カメラに代えて、前記路面の画像を撮像する2次元カメラ及び前記路面までの距離を測定する距離センサを備えた
請求項1に記載の移動ロボット。
【請求項5】
路面を走行する移動ロボットの移動量を推定する移動量推定方法であって、
3次元カメラにより前記路面の画像を撮像し、前記路面までの距離を測定し、
前記画像に含まれる特徴点を抽出し、
前記画像に含まれる2つのフレーム画像の特徴点の座標を、前記3次元カメラから前記路面までの距離に基づいて補正し、
補正後の特徴点の移動量を示す移動ベクトルに基づいて、当該移動ロボットの移動量を算出する
移動量推定方法。
【請求項6】
請求項1または2に記載の移動ロボットとして、コンピュータを機能させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、移動ロボット、移動量推定方法、及びプログラムに関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
インフラ設備を点検する場合などに、センサを搭載した遠隔操作で移動可能な移動ロボットが用いられている。非特許文献1には、任意の方向に移動可能なホロノミック全方向移動機構を備えたロボットが開示されている。このような移動ロボットは、2次元平面上の位置を高精度に測定することが要求される。
【0003】
非特許文献2には、屋内を移動する移動ロボットを、天井に設置したカメラを用いて上面から撮像し、撮像した画像に基づいて移動ロボットの位置を推定することが開示されている。
【0004】
非特許文献3には、屋内通信用に用いられるWi-Fi電波を用いて、送信機から移動ロボットまでの距離を算出することにより、移動ロボットの位置を推定することが開示されている。
【0005】
非特許文献4には、移動ロボットが走行する地面の画像を撮像し、撮像した画像及び車軸エンコーダの検出値に基づいて移動ロボットの自己位置を推定するビジュアルオドメトリを利用することが開示されている。
【0006】
非特許文献5には、ビジュアルオドメトリのアルゴリズムにおいて、2つのフレーム画像に存在する特徴ベクトルの距離が近いペアをマッチングしたときに、MSACアルゴリズムを用いてマッチングの外れ値を除外することにより、位置推定の精度を向上させることが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
K.Tadakuma,R.Tadakuma and J.Berengeres,”Development of Holonomic Omnidirectional Vehicle wiith“Omini-Ball”:Spherical Wheels,Proceedings of the 2007 IEEE/RSJInternational Conference on Intelligent Robotsand Systems, San Diego, CA, USA 2007 ).
Jae Hong Shim and Young Im Cho, ”A MobileRobot Localization via Indoor FixedRemote Surveillance Cameras” Sensors. 16. 195. 2016.
Joydeep Biswasand Manuela Veloso”WiFi localization and navigation for autonomous indoormobile robots”, Proc. of 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation
Linguang Zhang,Adam Finkelstein and Szymon Rusinkiewicz, High-Precision Localization UsingGround Texture, ICRA2019
Torr, P. H. S., and A. Zisserman. “MLESAC: A New RobustEstimator with Application to Estimating ImageGeometry.“ Computer Vision and Image Understanding. Vol. 18, Issue1, April 2000,pp. 138-156.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、上述した非特許文献2に開示された方法は、屋内を走行する移動ロボットの位置を推定することを想定している。これを屋外を移動する移動ロボットに適用する場合には、移動ロボットが移動するフィールド全体を上空から撮像するためにクレーンなどの大規模な装置が必要になる。
【0009】
非特許文献3に開示された方法では、屋外に電磁遮蔽物が存在する場合にWi-Fiの電波が届かなくなることがあり、移動ロボットの移動量を高精度に推定することができない。
【0010】
非特許文献4に開示された方法では、予め地面画像情報を取得しておく必要がある。また、より大規模なシステムになった場合には、地図データベースの容量が大きくなるので探索に時間がかかるといった問題がある。
(【0011】以降は省略されています)

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