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JP2006031642A - Self-position specification method of mobile object - Google Patents

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JP2006031642A
JP2006031642A JP2004213765A JP2004213765A JP2006031642A JP 2006031642 A JP2006031642 A JP 2006031642A JP 2004213765 A JP2004213765 A JP 2004213765A JP 2004213765 A JP2004213765 A JP 2004213765A JP 2006031642 A JP2006031642 A JP 2006031642A
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Japan
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target
self
moving body
specified
distance
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Application number
JP2004213765A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Adachi
忠司 足立
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IHI Aerospace Co Ltd
Original Assignee
IHI Aerospace Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self-position specification method of a mobile object by which a self-position of the mobile object is specified with high precision even at a place where a GPS can not be used and moreover, a map is hard to obtain and when, for example, fire occurs in a building, a highly precise map to a disaster-stricken part can be created. <P>SOLUTION: A position of an inertial coordinate system of a transfer start part of a self-propelled mobile object 1 is determined and a local inertial coordinate system centering around the position is defined. A first target L1 is selected from an image of a CCD camera 3 loaded on the mobile object 1, distance to the first target L1 is measured with a laser ranging device 4, a direction of the first target L1 is specified with an angle sensor 6, after calculating the local inertial coordinate of the first target L1, the mobile object 1 is transferred on the basis of the first target L1, a second target L2 is selected from the image of the CCD camera 3 at a proper position and the last self-position specified on the basis of the first target and afterward, self-positions of the mobile object 1 are calculated on the basis of new targets sequentially updated whenever the mobile object 1 is transferred. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、GPSを使用することができずしかも地図を入手し難い場所、例えば、ビルや地下で火災等の災害が発生した場合において、当該災害地点に向かう消防救急員の手助けとなるマップを作成する際に用いるのに好適な移動体の自己位置特定方法に関するものである。   The present invention provides a map that helps fire fighters who are headed to a disaster spot when a disaster such as a fire occurs in a place where GPS cannot be used and it is difficult to obtain a map, such as a building or underground. The present invention relates to a mobile body self-localization method suitable for use in creation.

従来、上記したような移動体の自己位置特定方法としては、例えば、デッドレコニングと呼ばれる周知な方法があり、この方法では、移動体に搭載した各種センサを用いて周囲を確認すると共に、移動体に連結した小車輪の回転数をカウントして移動距離を認識し、あらかじめ記憶してある地図を参照することで累積誤差をなくしつつ自己位置を特定するようにしている。   Conventionally, as a method for identifying the position of a moving body as described above, for example, there is a known method called dead reckoning. In this method, the surroundings are confirmed using various sensors mounted on the moving body, and the moving body The movement distance is recognized by counting the number of rotations of the small wheels connected to the vehicle, and the self-position is specified while eliminating accumulated errors by referring to a map stored in advance.

ところが、上記したデッドレコニングにおいて、地図を参照することが不可欠である以上、ビルや地下等の地図を入手し難い場所で用いることができないのは言うまでもなく、例え、内部構造がそれ程複雑でなく、地図を参照しなくても自己位置を認識できそうな場合であったとしても、走行面の状況によっては、移動体に連結した小車輪がスリップして移動距離が大幅にずれたり、移動体に搭載した各種センサのうちのジャイロがドリフトして方位が狂ったりする可能性があることから、自己位置を高精度で特定することができないという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。   However, in the above-mentioned dead reckoning, it is indispensable to refer to the map, so it cannot be used in places where it is difficult to obtain maps such as buildings and underground, for example, the internal structure is not so complicated, Even if it is a case where it is possible to recognize the self position without referring to the map, depending on the situation of the running surface, the small wheel connected to the moving body may slip and the moving distance may be greatly shifted, Since there is a possibility that the gyro of the various sensors installed will drift and the orientation may be distorted, there is a problem that it is not possible to specify the self position with high accuracy, and it is a conventional problem to solve this problem It was.

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、GPSを使用することができずしかも地図を入手し難い場所であったとしても、高精度で移動体の自己位置を特定することができ、その結果、例えば、ビルや地下で火災等の災害が発生した場合において、必要とされる災害地点までの高精度マップを作成することが可能になる移動体の自己位置特定方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional problems, and even if it is a place where GPS cannot be used and it is difficult to obtain a map, the self-position of the moving object is specified with high accuracy. As a result, for example, in the event of a disaster such as a fire in a building or underground, a self-localization method for moving objects that makes it possible to create a high-precision map to the required disaster point It is intended to provide.

本発明の請求項1の移動体の自己位置特定方法は、自走可能な移動体に画像取得手段,測距手段及び各種角度センサを搭載し、この移動体が移動を開始する地点の慣性座標系における位置を決定して、この移動開始地点を中心にした局所慣性座標を定義し、上記移動体に搭載した画像取得手段の画像から第1の目標を選定するのに続いて、この第1の目標までの距離を上記測距手段にて測定すると共に各種角度センサで局所慣性座標系における第1の目標の方向を特定して、上記距離及び方向から第1の目標の局所慣性座標を求めた後、この第1の目標を基準にして自己位置を特定しつつ上記移動体を移動させ、次いで、第1の目標から適宜距離だけ離れた位置で且つ第1の目標を基準にして特定した最後の自己位置において、上記移動体に搭載した画像取得手段の画像から第2の目標を選定するのに続いて、上記測距手段にて測定した第2の目標までの距離及び各種角度センサで特定した局所慣性座標系における第2の目標の方向から第2の目標の局所慣性座標を求め、以降、上記移動体を移動させる毎に逐次更新した新しい目標を基準にして移動体の自己位置を求める構成としたことを特徴としており、この移動体の自己位置特定方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a self-localization method for a mobile object, wherein an image acquisition means, a distance measurement means and various angle sensors are mounted on a self-propelled mobile object, and the inertia coordinates of the point at which the mobile object starts to move. Following the determination of the position in the system, the definition of local inertia coordinates centered on the movement start point, and the selection of the first target from the image of the image acquisition means mounted on the moving body, the first The distance to the target is measured by the distance measuring means, the direction of the first target in the local inertia coordinate system is specified by various angle sensors, and the local inertia coordinates of the first target are obtained from the distance and direction. After that, the mobile unit is moved while specifying its own position with reference to the first target, and then specified with a distance from the first target as appropriate and with reference to the first target. In the last self-position, Following the selection of the second target from the image of the image acquisition means placed, the second target in the local inertial coordinate system specified by the distance to the second target measured by the distance measuring means and various angle sensors. It is characterized in that the local inertia coordinates of the second target are obtained from the direction of the target, and thereafter, the self-position of the moving body is obtained with reference to a new target that is sequentially updated each time the moving body is moved. The configuration of this mobile body self-position specifying method is used as means for solving the above-described conventional problems.

本発明の請求項2の移動体の自己位置特定方法は、自走可能な移動体に複数個の目標体,測距手段及び各種角度センサを搭載し、この移動体が移動を開始する地点の慣性座標系における位置を決定して、この移動開始地点を中心にした局所慣性座標を定義すると共に、この位置に複数個の目標体のうちの1つを配置して第1の目標体とした後、上記移動体を移動させ、次いで、適宜停止位置において第1の目標体までの距離を上記測距手段にて測定すると共に各種角度センサで局所慣性座標系における第1の目標体の方向を特定して、上記距離及び方向から自己位置を特定するのに続いて、この位置に上記複数個の目標体のうちの1つを配置して第2の目標体とした後、上記移動体を移動させ、以降、上記移動体を移動させて停止させる毎に後方に逐次更新した新しい目標体を基準にして移動体の自己位置を求める構成としたことを特徴としており、この移動体の自己位置特定方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a self-localization method for a mobile body, wherein a plurality of target bodies, distance measuring means and various angle sensors are mounted on a mobile body capable of traveling, and A position in the inertial coordinate system is determined to define local inertial coordinates centered on the movement start point, and one of a plurality of target bodies is arranged at this position as the first target body. Thereafter, the movable body is moved, and then the distance to the first target body is measured at the stop position as appropriate by the distance measuring means, and the direction of the first target body in the local inertial coordinate system is measured by various angle sensors. After specifying the self-position from the distance and the direction, after placing one of the plurality of target bodies at this position as a second target body, Every time after that, every time the moving body is moved and stopped The method is to obtain the self-position of the moving body with reference to the new target body that is sequentially updated in the direction, and the means for solving the above-described conventional problem is the configuration of the self-position specifying method of the moving body It is said.

本発明の移動体の自己位置特定方法では、上記した構成としているので、GPSを使用することができない場所で且つ地図を入手困難な場所においても、高い精度をもって移動体の自己位置を特定することができ、したがって、例えば、ビルや地下で火災等の災害が生じた場合には、自己位置を特定させつつ移動体を移動させることで、消防救急員が渇望する災害地点までの高精度な情報地図を作成することが可能になるという非常に優れた効果がもたらされる。   Since the mobile body self-localization method of the present invention has the above-described configuration, it is possible to specify the mobile body's self-position with high accuracy even in places where GPS cannot be used and where it is difficult to obtain a map. Therefore, for example, when a disaster such as a fire occurs in a building or underground, by moving the moving body while identifying its own location, highly accurate information up to the disaster point where fire fighters are craving It has a very good effect that it is possible to create a map.

本発明の請求項1の移動体の自己位置特定方法は、例えば、移動体をビルに入り込ませるに際して、目標として選定した植木鉢や置物や消火器などの既存の物品や構造物を基準にして自己位置を特定するので、いわばパッシブタイプの自己位置特定方法である。   The self-localization method of the moving body according to claim 1 of the present invention is, for example, a self-positioning method based on an existing article or structure such as a flower pot, a figurine, or a fire extinguisher selected as a target when the moving body enters the building. Since the position is specified, it is a so-called passive type self-positioning method.

この場合、移動体に搭載したCCDカメラ等の画像取得手段の画像からの目標の選定は、画像をモニターする人が行ってもよいし、コンピューターに行わせてもよい。   In this case, the selection of the target from the image of the image acquisition means such as a CCD camera mounted on the moving body may be performed by a person who monitors the image or may be performed by a computer.

一方、本発明の請求項2の移動体の自己位置特定方法は、例えば、移動体をビルに入り込ませるに際して、移動体に搭載した複数個の目標体を停止するごとに配置し、この後方の目標体を基準にして自己位置を特定するので、いわばアクティブタイプの自己位置特定方法である。この移動体の自己位置特定方法では、後方の目標体を基準にして自己位置を特定する都合上、移動体に前方監視カメラを搭載したり、偵察ロボットを移動体の前方に先行させたりする必要がある。   On the other hand, according to the self-localization method of the moving body of claim 2 of the present invention, for example, when the moving body enters the building, it is arranged every time a plurality of target bodies mounted on the moving body are stopped. Since the self-position is specified on the basis of the target body, it is an active type self-position specifying method. In this self-localization method of the moving body, it is necessary to mount a front surveillance camera on the moving body or to set a reconnaissance robot ahead of the moving body for the convenience of identifying the self-position with reference to the rear target body. There is.

上記目標体には、色及び/又は形状で認識可能なマーカーを採用することができ、視界が確保できる場合に適している。また、上記目標体には、マーカーの他に蛍光体や発光体を用いることができ、これらは視界が確保できない場合や視界不良の場合に適している。さらに、測距手段をレーザ測距装置とした場合には、目標体として反射性に優れたコーナリフレクタを採用することが望ましい。   A marker that can be recognized by color and / or shape can be adopted as the target body, which is suitable when the field of view can be secured. In addition to the marker, a phosphor or a light emitter can be used as the target body, and these are suitable when the field of view cannot be secured or when the field of view is poor. Furthermore, when the distance measuring means is a laser distance measuring device, it is desirable to adopt a corner reflector having excellent reflectivity as the target body.

本発明の移動体の自己位置特定方法において、測距手段には、上記したレーザ測距装置の他に、目標又は目標体を2台のCCDカメラで方向を変えて撮影するステレオ測距装置や、レーザ光をコーナリフレクタに照射してその反射光を2台のCCDカメラで方向を変えて撮影するアクティブ型ステレオ測距装置を採用することができるが、3次元レーザ測距装置を用いることが望ましい。   In the mobile body self-localization method of the present invention, the distance measuring means includes, in addition to the laser distance measuring apparatus described above, a stereo distance measuring apparatus that captures a target or a target object by changing the direction with two CCD cameras, An active stereo distance measuring device that irradiates a corner reflector with a laser beam and changes the direction of the reflected light with two CCD cameras to shoot can be adopted. However, a three-dimensional laser distance measuring device is used. desirable.

また、本発明の移動体の自己位置特定方法において、各種角度センサとしては、レーザ測距装置を支持するパンチルトジンバル(2軸ジンバル)や、傾斜センサや、太陽センサが用いられる。   Further, in the method for identifying the position of the moving body of the present invention, as the various angle sensors, a pan-tilt gimbal (biaxial gimbal) that supports the laser distance measuring device, a tilt sensor, and a sun sensor are used.

以下、本発明を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2は、本発明の移動体の自己位置特定方法の一実施例を説明する図であって、この実施例では、GPSを使用することができずしかも地図を入手し難いビルで火災が発生した際に、移動体をこのビルに入り込ませて、自己位置を特定させつつ火災発生地点まで移動体を移動させる場合を例に挙げて説明する。   FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams for explaining an embodiment of the self-localization method for a mobile object according to the present invention. In this embodiment, a GPS cannot be used and a map is difficult to obtain. An example will be described in which when a fire occurs, the moving body is moved into the building and moved to the fire occurrence point while specifying its own position.

図1に示すように、自走可能な移動体1は、車体2と、画像取得手段としてのCCDカメラ3と、測距手段としてのレーザ測距装置4と、車体2に立設したシャフト5の上端に位置してレーザ測距装置4を左右方向及び上下方向に回動可能に支持する角度センサとしてのパンチルトジンバル(2軸ジンバル)6と、同じく角度センサとしての傾斜センサ及び太陽センサ(いずれも図示せず)を備えており、CCDカメラ3はレーザ測距装置4に一体的に設けてある。   As shown in FIG. 1, the movable body 1 capable of self-running includes a vehicle body 2, a CCD camera 3 as image acquisition means, a laser distance measuring device 4 as distance measurement means, and a shaft 5 erected on the vehicle body 2. A pan-tilt gimbal (biaxial gimbal) 6 as an angle sensor that supports the laser distance measuring device 4 so as to be pivotable in the left-right direction and the up-down direction. The CCD camera 3 is provided integrally with the laser distance measuring device 4.

上記した移動体1を火災が生じたビルに入り込ませて、火災発生地点まで向かわせる場合、まず、図2に示すように、例えばビルの入口を移動開始地点P0とし、この移動開始地点P0の慣性座標系における位置(X,Y,Z)を決定して、この移動開始地点P0を中心にした局所慣性座標(X,Y,Z)を定義する。 When the above moving body 1 enters the building where the fire has occurred and goes to the point where the fire occurs, first, as shown in FIG. 2, for example, the entrance of the building is set as the movement start point P0. A position (X 0 , Y 0 , Z 0 ) in the inertial coordinate system is determined, and local inertia coordinates (X i , Y i , Z i ) centered on this movement start point P0 are defined.

次いで、移動体1に搭載したCCDカメラ3の画像から、植木鉢や置物や消火器などの目標と成り得る物(図示例では置物)を第1の目標L1として選定するのに続いて、この第1の目標L1までの距離Rを上記レーザ測距装置4にて測定すると共に各種角度センサ6で局所慣性座標系における第1の目標L1の方向を特定して、上記距離R及び方向から第1の目標L1の局所慣性座標(Xl1,Yl1,Zl1)を求める。上記CCDカメラ3の画像からの第1の目標L1の選定は、画像をモニターするオペレータが行ってもよいし、コンピューターに行わせてもよい。 Subsequently, from the image of the CCD camera 3 mounted on the moving body 1, an object that can be a target (a figurine in the illustrated example) such as a flower pot, a figurine, or a fire extinguisher is selected as the first target L1. 1 of the distance R 1 to the target L1 identifies the direction of the first target L1 in the local inertial frame in various angle sensor 6 as well as measured by the laser distance measuring device 4, from the distance R 1 and direction The local inertial coordinates (X 11 , Y 11 , Z 11 ) of the first target L1 are obtained. The selection of the first target L1 from the image of the CCD camera 3 may be performed by an operator who monitors the image, or may be performed by a computer.

この後、第1の目標L1を基準にして自己位置を特定しつつ上記移動体1が移動すると、任意位置Pにおいては、局所慣性座標(X,Y,Z)が求められるが、第1の目標L1を捉え難くなる可能性が出てきた場合は、第1の目標L1を基準にして特定した最後の自己位置P1において、移動体1に搭載したCCDカメラ3の画像から、植木鉢や置物や消火器などの目標と成り得る物(図示省略)を第2の目標L2として選定するのに続いて、上記レーザ測距装置4にて測定した第2の目標L2までの距離R及び各種角度センサ6で特定した局所慣性座標系における第2の目標L2の方向から第2の目標L2の局所慣性座標(Xl2,Yl2,Zl2)を求め、この後、上記移動体1は第2の目標L2を基準にして自己位置を特定しつつ移動する。 Thereafter, when the moving body 1 moves while specifying its own position with reference to the first target L1, the local inertia coordinates (X, Y, Z) are obtained at the arbitrary position P. When there is a possibility that it is difficult to capture the target L1, at the last self-position P1 specified with reference to the first target L1, a flowerpot, a figurine, those that can be a target, such as a fire extinguisher (not shown) followed in selecting a second target L2, the distance R 2 and various angles up to a second target L2 measured at the laser distance measuring device 4 obtains a local inertial coordinate (X l2, Y l2, Z l2) of the second target L2 from the direction of the second target L2 in the identified local inertial coordinate system by the sensor 6, thereafter, the moving body 1 and the second Locating the self-position based on the target L2 Move one.

以降、移動体1は、上記したようにして逐次更新した新しい目標Lを基準にして、常に自己位置を把握しつつ移動し、この移動体1が移動することで得た位置情報を収集すれば、ビル外部において火災地点までの高精度な情報地図が作成されることとなる。   Thereafter, the mobile body 1 always moves while grasping its own position on the basis of the new target L sequentially updated as described above, and collects position information obtained by the movement of the mobile body 1. A highly accurate information map up to the fire point will be created outside the building.

ここで、図3に示すように、移動体1には車両座標系が用いられ、移動体1に搭載されるレーザ測距装置4や各種角度センサ6にはセンサ座標系が用いられ、このセンサ座標系のXs軸方向に照射されたレーザ光により測定される第1の目標L1までの距離をRとすると共に、車両座標系から局所慣性座標系への座標変換マトリックスをCvi、センサ座標系から車両座標系への座標変換マトリックスをCsvとすると、第1の目標L1の局所慣性座標(Xl1,Yl1,Zl1)は、式1により得ることができる。なお、これらの座標変換マトリックスをCvi,Csvを計算するために必要なセンサの角度は、表1のように計測される。 Here, as shown in FIG. 3, a vehicle coordinate system is used for the moving body 1, and a sensor coordinate system is used for the laser distance measuring device 4 and various angle sensors 6 mounted on the moving body 1. the distance to the first target L1 as measured by the coordinate system the laser light applied to the Xs axis direction together with the R 1, coordinate transformation matrix C vi from the vehicle coordinate system to the local inertial frame, sensor coordinates If the coordinate transformation matrix from the system to the vehicle coordinate system is C sv , the local inertia coordinates (X 11 , Y 11 , Z 11 ) of the first target L1 can be obtained from Equation 1. In addition, the angle of the sensor necessary for calculating C vi and C sv using these coordinate transformation matrices is measured as shown in Table 1.

Figure 2006031642
Figure 2006031642

Figure 2006031642
Figure 2006031642

また、第1の目標L1を基準にして移動する移動体1の任意位置Pにおける局所慣性座標(X,Y,Z)は、式2により得ることができる。   Further, the local inertia coordinates (X, Y, Z) at the arbitrary position P of the moving body 1 that moves on the basis of the first target L1 can be obtained by Expression 2.

Figure 2006031642
但し、Rは、移動体1の任意位置Pから第1の目標L1までの距離であり、角度パラメータは任意位置Pで計測した値を使用する。
Figure 2006031642
However, R is the distance from the arbitrary position P of the moving body 1 to the first target L1, and the angle parameter uses a value measured at the arbitrary position P.

そして、CCDカメラ3の画像から第2の目標L2として選定する位置、すなわち、第1の目標L1を基準にして特定した最後の自己位置P1における局所慣性座標(X,Y,Z)は、式3により得ることができる。 Then, a position selected as the second target L2 from the image of the CCD camera 3, that is, the local inertia coordinates (X 1 , Y 1 , Z 1 ) at the last self-position P1 specified with reference to the first target L1. Can be obtained by Equation 3.

Figure 2006031642
但し、Rl1は、移動体1の任意位置P1から第1の目標L1までの距離であり、第2の目標L2の局所慣性座標(Xl2,Yl2,Zl2)は、式4により得ることができる。
Figure 2006031642
However, R l1 is the distance from an arbitrary position P1 of the movable member 1 to the first target L1, local inertial coordinate of the second target L2 (X l2, Y l2, Z l2) is obtained by Equation 4 be able to.

Figure 2006031642
但し、Rは、移動体1の任意位置P1から更新した新しい第2の目標L2までの距離である。
Figure 2006031642
However, R 2 is the distance from an arbitrary position P1 of the moving body 1 to the new second target L2 has been updated.

上記と同様に、第2の目標L2を基準にして移動する移動体1の任意位置Pにおける局所慣性座標(X,Y,Z)は、式5により得ることができる。   Similarly to the above, the local inertia coordinates (X, Y, Z) at the arbitrary position P of the moving body 1 that moves on the basis of the second target L2 can be obtained by Expression 5.

Figure 2006031642
但し、Rは、移動体1の任意位置Pから第2の目標L2までの距離である。
Figure 2006031642
However, R is the distance from the arbitrary position P of the moving body 1 to the second target L2.

この式5は、さらに、以下の式6となる。   This expression 5 further becomes the following expression 6.

Figure 2006031642
Figure 2006031642

そして、k番目の目標を基準にして移動する移動体1の任意位置Pにおける局所慣性座標(X,Y,Z)は、式7により得ることができる。   Then, local inertia coordinates (X, Y, Z) at an arbitrary position P of the moving body 1 that moves with reference to the kth target can be obtained by Expression 7.

Figure 2006031642
Figure 2006031642

つまり、上記式7によって、移動体1の任意位置Pにおける自己位置を特定することができる。   That is, the self-position at the arbitrary position P of the moving body 1 can be specified by the above formula 7.

図4は、本発明の移動体の自己位置特定方法の他の実施例を説明する図であって、図4に示すように、自走可能な移動体21は、車体22と、前方監視カメラ23と、測距手段としてのレーザ測距装置24と、各種角度センサ(図示せず)を備えており、車体22は、複数個の目標体を搭載している。   FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the mobile body self-localization method according to the present invention. As shown in FIG. 23, a laser distance measuring device 24 as a distance measuring means, and various angle sensors (not shown), and the vehicle body 22 carries a plurality of target bodies.

この場合、測距手段をレーザ測距装置24としている都合上、目標体に反射性に優れたコーナリフレクタ29を採用している。なお、視界が確保できる場合には、目標体として色及び/又は形状で認識可能なマーカーを採用することができ、また、視界が確保できない場合や視界不良の場合には、目標体として蛍光体や発光体を用いることができる。   In this case, a corner reflector 29 having excellent reflectivity is adopted as the target body because the distance measuring means is the laser distance measuring device 24. If the field of view can be secured, a marker that can be recognized by color and / or shape can be adopted as the target body. If the field of view cannot be secured or the field of view is poor, the target body is a phosphor. Or a luminescent material can be used.

上記した移動体21を火災が生じたビルに入り込ませて、火災発生地点まで向かわせる場合、まず、この移動体21が移動を開始する地点の慣性座標系における位置を決定して、この移動開始地点を中心にした局所慣性座標を定義する。   When the above-mentioned moving body 21 enters the building where the fire has occurred and is directed to the point where the fire occurs, first, the position of the point where the moving body 21 starts moving is determined in the inertial coordinate system, and the movement is started. Define local inertia coordinates around the point.

次いで、この位置に複数個のコーナリフレクタ29のうちの1つを配置して第1のコーナリフレクタ(第1の目標体)29とした後、上記移動体21を移動させる。   Next, one of the plurality of corner reflectors 29 is arranged at this position to form a first corner reflector (first target body) 29, and then the moving body 21 is moved.

そして、適宜停止位置において、第1のコーナリフレクタ29までの距離を上記レーザ測距装置24にて測定すると共に各種角度センサで局所慣性座標系における第1のコーナリフレクタ29の方向を特定して、上記距離及び方向から自己位置を特定するのに続いて、この位置に上記複数個のコーナリフレクタ29のうちの1つを配置して第2のコーナリフレクタ(第2の目標体)29とした後、移動体21を再び移動させる。   Then, at an appropriate stop position, the distance to the first corner reflector 29 is measured by the laser distance measuring device 24, and the direction of the first corner reflector 29 in the local inertial coordinate system is specified by various angle sensors, After the self-position is specified from the distance and direction, after one of the plurality of corner reflectors 29 is arranged at this position, the second corner reflector (second target body) 29 is used. The moving body 21 is moved again.

以降、移動体21を移動させて停止させる毎に、後方に逐次更新した新しいコーナリフレクタ29を基準にして自己位置を把握し、この移動体1を移動停止させることで得た位置情報を収集すれば、ビル外部において火災地点までの高精度な情報地図が作成されることとなる。   Thereafter, each time the moving body 21 is moved and stopped, the self-position is grasped with reference to the new corner reflector 29 that is sequentially updated backward, and the position information obtained by stopping the moving body 1 is collected. For example, a highly accurate information map to the fire point is created outside the building.

本発明の移動体の自己位置特定方法は、GPSを使用することができずしかも地図を入手し難いビルにおいて、火災が発生した場合の消防救急活動に限らず、テロ集団等に占拠された場合の人質救出活動にも適用可能であり、その際、移動体に、情報収集カメラや集音マイクを搭載することが可能である。   The self-localization method of the moving body of the present invention is not limited to fire and emergency activities when a fire occurs in a building where GPS cannot be used and it is difficult to obtain a map. In this case, it is possible to mount an information collecting camera and a sound collecting microphone on the moving body.

また、上記した実施例では、移動体が2次元的に移動する場合を示したが、移動体が3次元的に移動する場合も同様に自己位置を把握することができるのは言うまでもない。   Further, in the above-described embodiment, the case where the moving body moves two-dimensionally is shown, but it goes without saying that the self-position can be grasped similarly when the moving body moves three-dimensionally.

さらに、本発明の移動体の自己位置特定方法において、移動体の移動に際して、その地点までの経路情報を記憶させたRFID(Radio Frequency Idetification)タグを必要に応じて配置するように成すことも可能である。   Furthermore, in the mobile body self-localization method of the present invention, when moving the mobile body, it is possible to arrange an RFID (Radio Frequency Identification) tag storing route information to that point as necessary. It is.

本発明の一実施例による自己位置特定方法に用いる移動体が自己位置を特定している状況を簡略的に示す斜視説明図である。(実施例1)It is perspective explanatory drawing which shows simply the condition where the mobile body used for the self-position specifying method by one Example of this invention has specified the self-position. (Example 1) 図1における移動体の自己位置特定方法の概念説明図である。It is a conceptual explanatory drawing of the self-localization method of the moving body in FIG. 本発明の移動体の自己位置特定方法の座標系を説明する図である。It is a figure explaining the coordinate system of the self-localization method of the moving body of this invention. 本発明の他の実施例による自己位置特定方法に用いる移動体が自己位置を特定している状況を簡略的に示す斜視説明図である。(実施例2)It is perspective explanatory drawing which shows simply the condition where the mobile body used for the self-position specifying method by the other Example of this invention has specified the self-position. (Example 2)

符号の説明Explanation of symbols

1,21 移動体
3 CCDカメラ(画像取得手段)
4,24 レーザ測距装置(測距手段)
6 パンチルトジンバル(角度センサ)
29 コーナリフレクタ(第1の目標体,第2の目標体,…)
L1 第1の目標
L2 第2の目標
1,21 Moving body 3 CCD camera (image acquisition means)
4,24 Laser distance measuring device (ranging means)
6 Pan tilt gimbal (angle sensor)
29 Corner reflector (first target body, second target body, ...)
L1 1st goal L2 2nd goal

Claims (6)

自走可能な移動体に画像取得手段,測距手段及び各種角度センサを搭載し、この移動体が移動を開始する地点の慣性座標系における位置を決定して、この移動開始地点を中心にした局所慣性座標を定義し、上記移動体に搭載した画像取得手段の画像から第1の目標を選定するのに続いて、この第1の目標までの距離を上記測距手段にて測定すると共に各種角度センサで局所慣性座標系における第1の目標の方向を特定して、上記距離及び方向から第1の目標の局所慣性座標を求めた後、この第1の目標を基準にして自己位置を特定しつつ上記移動体を移動させ、次いで、第1の目標から適宜距離だけ離れた位置で且つ第1の目標を基準にして特定した最後の自己位置において、上記移動体に搭載した画像取得手段の画像から第2の目標を選定するのに続いて、上記測距手段にて測定した第2の目標までの距離及び各種角度センサで特定した局所慣性座標系における第2の目標の方向から第2の目標の局所慣性座標を求め、以降、上記移動体を移動させる毎に逐次更新した新しい目標を基準にして移動体の自己位置を求めることを特徴とする移動体の自己位置特定方法。   A self-propelled moving body is equipped with image acquisition means, distance measuring means and various angle sensors, and the position in the inertial coordinate system where the moving body starts moving is determined, and this moving start point is set as the center. After defining the local inertia coordinates and selecting the first target from the image of the image acquiring means mounted on the moving body, the distance to the first target is measured by the distance measuring means and various types are selected. The direction of the first target in the local inertia coordinate system is specified by the angle sensor, the local inertia coordinates of the first target are obtained from the distance and direction, and the self-position is specified with reference to the first target. Then, the moving body is moved, and then the image acquisition means mounted on the moving body is positioned at an appropriate distance from the first target and at the last self-position specified with reference to the first target. Select second target from image Subsequently, the local inertia coordinates of the second target are obtained from the distance to the second target measured by the distance measuring means and the direction of the second target in the local inertia coordinate system specified by the various angle sensors. Thereafter, the self-position specifying method of the moving body, characterized in that the self-position of the moving body is obtained based on a new target that is sequentially updated each time the moving body is moved. 自走可能な移動体に複数個の目標体,測距手段及び各種角度センサを搭載し、この移動体が移動を開始する地点の慣性座標系における位置を決定して、この移動開始地点を中心にした局所慣性座標を定義すると共に、この位置に複数個の目標体のうちの1つを配置して第1の目標体とした後、上記移動体を移動させ、次いで、適宜停止位置において第1の目標体までの距離を上記測距手段にて測定すると共に各種角度センサで局所慣性座標系における第1の目標体の方向を特定して、上記距離及び方向から自己位置を特定するのに続いて、この位置に上記複数個の目標体のうちの1つを配置して第2の目標体とした後、上記移動体を移動させ、以降、上記移動体を移動させて停止させる毎に後方に逐次更新した新しい目標体を基準にして移動体の自己位置を求めることを特徴とする移動体の自己位置特定方法。   A plurality of target bodies, ranging means, and various angle sensors are mounted on a mobile body that can run on its own, and the position of the point where the mobile body starts moving is determined in the inertial coordinate system. And defining one of the plurality of target bodies at this position as the first target body, and then moving the movable body, The distance to one target is measured by the distance measuring means, the direction of the first target in the local inertial coordinate system is specified by various angle sensors, and the self position is specified from the distance and the direction. Subsequently, after placing one of the plurality of target bodies at this position to form a second target body, each time the movable body is moved and thereafter the movable body is moved and stopped. Move with reference to a new target that is sequentially updated backward Self localization method of a moving body and obtains the self-position. 目標体を色及び/又は形状で認識可能なマーカーとした請求項2に記載の移動体の自己位置特定方法。   The self-localization method of the moving body according to claim 2, wherein the target body is a marker that can be recognized by color and / or shape. 目標体を蛍光体とした請求項2に記載の移動体の自己位置特定方法。   The self-positioning method of a moving body according to claim 2, wherein the target body is a phosphor. 目標体を発光体とした請求項2に記載の移動体の自己位置特定方法。   The method for identifying the position of a moving body according to claim 2, wherein the target body is a light emitter. 測距手段をレーザ測距装置とし、目標体をコーナリフレクタとした請求項2に記載の移動体の自己位置特定方法。   3. The method of claim 2, wherein the distance measuring means is a laser distance measuring device and the target object is a corner reflector.
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