JP2012042396A5 - 位置姿勢計測装置、位置姿勢計測装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

上記の目的を達成する本発明に係る位置姿勢計測装置は、
対象物体の３次元形状情報を含む３次元モデルを保持する保持手段と、
前記対象物体の２次元画像を取得する２次元画像取得手段と、
前記対象物体の距離画像を取得する距離画像取得手段と、
前記距離画像において前記対象物体までの距離値が計測できない計測不能領域を、前記２次元画像において前記対象物体に照射される照明が遮蔽される被遮蔽領域として抽出する抽出手段と、
前記対象物体の位置および姿勢の概略値と前記抽出された被遮蔽領域とに基づいて、前記３次元モデルを構成する線分に対応する幾何特徴を前記２次元画像上から探索して対応づける対応付け手段と、
前記対応付け手段により対応付けられた幾何特徴と前記３次元モデルを構成する線分とに基づいて、前記対象物体の位置および姿勢を導出する位置姿勢導出手段と、
を備える。

Claims (11)

1. 対象物体の３次元形状情報を含む３次元モデルを保持する保持手段と、
   前記対象物体の２次元画像を取得する２次元画像取得手段と、
   前記対象物体の距離画像を取得する距離画像取得手段と、
   前記距離画像において前記対象物体までの距離値が計測できない計測不能領域を、前記２次元画像において前記対象物体に照射される照明が遮蔽される被遮蔽領域として抽出する抽出手段と、
   前記対象物体の位置および姿勢の概略値と前記抽出された被遮蔽領域とに基づいて、前記３次元モデルを構成する線分に対応する幾何特徴を前記２次元画像上から探索して対応づける対応付け手段と、
   前記対応付け手段により対応付けられた幾何特徴と前記３次元モデルを構成する線分とに基づいて、前記対象物体の位置および姿勢を導出する位置姿勢導出手段と、
   を備えることを特徴とする位置姿勢計測装置。
2. 前記対応付け手段は、前記３次元モデルを前記２次元画像上に投影し、該投影された線分に対応する幾何特徴を前記２次元画像上から探索して対応付けることを特徴とする請求項１に記載の位置姿勢計測装置。
3. 更に、前記対応づけ手段により対応づけられた前記２次元画像上の幾何特徴を構成する点が前記被遮蔽領域の範囲内に存在するか否かを判定する判定手段を備え、
   前記位置姿勢導出手段は、前記判定手段の結果と前記対応付け手段により対応付けられた幾何特徴と前記３次元モデルを構成する線分とに基づいて、前記対象物体の位置及び姿勢を導出することを特徴とする請求項１または２に記載の位置姿勢計測装置。
4. 更に、前記判定手段により前記被遮蔽領域の範囲内に存在すると判定された場合に、前記対応づけられた幾何特徴と前記３次元モデルを構成する線分の組に対して、前記被遮蔽領域の範囲内に存在しないと判定された場合よりも小さな重み係数を設定する設定手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の位置姿勢計測装置。
5. 前記対応付け手段は、前記幾何特徴を構成する点と、前記３次元モデルを構成する線分を構成する点とを対応づけることを特徴とする請求項４に記載の位置姿勢計測装置。
6. 前記位置姿勢導出手段は、前記対応付け手段により対応付けられた前記幾何特徴を構成する点と、前記３次元モデルを構成する線分を構成する点との前記２次元画像上における距離と、前記重み係数とに基づいて前記対象物体の位置および姿勢を導出することを特徴とする請求項５に記載の位置姿勢計測装置。
7. 前記位置姿勢導出手段は、前記対応付け手段により対応付けられた前記幾何特徴を構成する点と、前記３次元モデルを構成する線分を構成する点との、前記２次元画像上における距離に前記重み係数を乗じた値の総和が最小となる位置および姿勢を前記対象物体の位置および姿勢として導出することを特徴とする請求項６に記載の位置姿勢計測装置。
8. 前記被遮蔽領域の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
   前記輪郭を構成する第１の点を選択する選択手段と、
   前記被遮蔽領域外であって前記第１の点との距離が最も近い位置にある第２の点を探索する第１探索手段と、
   前記輪郭と、前記第１の点を通るエピポーラ線との他の交点となる第３の点を検出する検出手段と、
   前記被遮蔽領域外であって前記第２の点との距離が最も近い位置にある第４の点を探索する第２探索手段と、
   前記第２の点に対応する前記距離画像上の距離値と、前記第４の点に対応する前記距離画像上の距離値とのいずれが大きいかを判別する判別手段と、をさらに備え、
   前記設定手段は、前記判別手段により前記第２の点に対応する前記距離画像上の距離値が大きいと判別された場合、前記第１の点に対する、前記対応付け手段により対応づけられた幾何特徴と３次元モデルを構成する線分の組の前記重み係数をさらに小さく設定することを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載の位置姿勢計測装置。
9. 前記２次元画像が、濃淡画像またはカラー画像であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の位置姿勢計測装置。
10. 対象物体の３次元形状情報を含む３次元モデルを保持する保持手段と、前記対象物体の２次元画像を取得する２次元画像取得手段と、前記対象物体の距離画像を取得する距離画像取得手段と、抽出手段と、対応付け手段と、位置姿勢導出手段とを備える位置姿勢計測装置の制御方法であって、
    前記抽出手段が、前記距離画像において前記対象物体までの距離値が計測できない計測不能領域を、前記２次元画像において前記対象物体に照射される照明が遮蔽される被遮蔽領域として抽出する工程と、
    前記対応付け手段が、前記対象物体の位置および姿勢の概略値と前記抽出された被遮蔽領域とに基づいて、前記３次元モデルを構成する線分に対応する幾何特徴を前記２次元画像上から探索して対応づける工程と、
    前記位置姿勢導出手段が、前記対応付けられた幾何特徴と前記３次元モデルを構成する線分とに基づいて、前記対象物体の位置および姿勢を導出する工程と、
    を有することを特徴とする位置姿勢計測装置の制御方法。
11. 請求項１０に記載の位置姿勢計測装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。