自律走行ロボットの道なり走行のための消失点検出手法の精度向上の履歴(No.3)

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自律走行ロボットの道なり走行のための消失点検出手法の精度向上へ行く。
- 1 (2021-02-17 (水) 00:22:53)
- 2 (2021-02-17 (水) 00:44:54)
- 3 (2021-02-19 (金) 22:57:29)
- 4 (2021-02-20 (土) 02:01:02)

自律走行ロボットの道なり走行のための消失点検出手法の精度向上†

自律走行ロボットの道なり走行のための消失点検出手法の精度向上
はじめに
提案手法
実験
考察
まとめ
参考文献

はじめに†

近年自律走行ロボットの研究が行われており,自律走行ロボットの自己位置推定にはレーザーセンサやGPS等が用いられている．しかし遮蔽物が存在するなどの環境下では,レーザーセンサやGPSでは自己位置推定が十分に行えない場合がある．このような環境下でもカメラはセンサとして使用することができる．また道の両脇に建物が存在する時,消失点はロボットの正面に確認することができる．このため消失点を検出することにより,ロボットの進行方向を決定することができる．これらのことより,カメラを用いて消失点を検出することによりロボットを道なり走行することが可能である．太田研究室平成30年度卒,横田崚が消失点を検出し道なり走行を行う手法を考案していた．しかしこの手法ではノイズ等が多く安定して消失点を検出することができていなかった．そのため今研究では消失点検出の精度向上を目的とした．

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提案手法†

従来手法・提案手法の基本的な構造は同じである．カメラから入手した画像をエッジ画像に変換し,線分を検出．検出した線分から交点を求め,消失点を求める構造となっている．

提案手法では消失点検出精度を高める手法として以下の内容を改良した．

エッジ検出

・従来手法ではヒストグラム平坦化によって陰影の処理を行っていたものを,凹凸係数へ変更．

線分検出

・従来手法では確率的Hough変換を用いて線分検出を行っていたものを,Line Segment Detectorへ変更．

・画像を9個の区画に分けることによるノイズの削減．

・重複している線分や,延長線分の除去．

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エッジ検出†

カメラから入手した画像を,エッジ検出が可能なグレー画像に変換する．変換後,凹凸係数を用いて陰影の影響を削減し,Cannyエッジ法によりエッジを検出する．陰影の処理によって光や建物などによって生成される陰影の影響を減らすことができ,消失点検出の際に必要となる重要なエッジ情報が向け落ちるのを防ぐことができる．

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図1:提案手法(凹凸係数)

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図2:従来手法(ヒストグラム平坦化)

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線分検出†

エッジを検出後,Line Segment Detector(以降LSDと記述)を用いてエッジ情報から線分を検出する． LSDとは,サブピクセル単位での正確な結果を得ることができる線形時間線分検出器である．パラメータのチューニングが不要であり,画像から高精度に直線を検出することができる．また,従来手法で用いられていた確率的Hough変換よりも検出精度が高い手法である． LSDによる線分検出時に,消失点検出の際に不必要となる垂直・水平方向の線分やノイズとなる短い線分を除去する．以下に線分検出時に用いたエッジ画像,従来手法による線分検出画像,提案手法による線分検出画像を示す．