JP2012251866A - 物品認識装置、物品認識システム、プログラムおよび物品認識方法 - Google Patents
物品認識装置、物品認識システム、プログラムおよび物品認識方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 認識対象の複数の物品からなる物品群を撮像する第1および第2カメラを備えたステレオカメラを制御するカメラ制御部と、物品群を互いに異なる方向から照明する第1ないし第3照明装置を制御する照明制御部と、第1ないし第3照明装置のうちの何れか1つを順次点灯させて、ステレオカメラによってそれぞれ撮像された一対の2次元画像からなる第1ないし第3画像対を取得する撮像処理部と、第1ないし第3画像対に含まれる少なくとも1つの2次元画像から物品をそれぞれ含む領域を抽出する抽出処理部と、領域ごとに、第1ないし第3画像対のうち第1および第2カメラ間の受光量の差が所定値以下である画像対に基づいて物品の3次元画像を生成する3次元化処理部と、3次元画像に基づいて物品を認識して位置・姿勢情報を算出する認識処理部と、を有する。
【選択図】 図1
Description
例えば、特許文献1では、カメラによって撮像された物品(ワーク)の画像から把持可能な特定部位を検出し、当該特定部位をロボットハンドによって把持してピックアップするピッキング装置が開示されている。また、例えば、特許文献2では、ワークの認識方法として、相対位置が異なる2つのカメラを備えたステレオカメラによって認識対象のワーク群を撮影し、撮像された一対の2次元画像(画像対)を用いて3次元的な位置や姿勢を決定する方法が開示されている。
このようにして、ステレオカメラによって撮像された画像を3次元化してワークを認識し、得られたワークの位置・姿勢情報をピッキング装置などのロボットの制御に用いることができる。
そして、ワークの認識にステレオカメラを用いる場合、正反射された反射光が一方のカメラに入射すると、撮像された画像対の一方のみに照明装置が映り込み、得られるワークの情報が画像間で大きく異なってしまうため、3次元化が困難な場合がある。また、例えば、各ワークを一定の姿勢で整列させて取り扱う製造ラインの場合であっても、認識対象のワークが複数存在する場合には、ワークの位置によって照明光がカメラの方向に正反射される場合がある。
以下、図2ないし図4を参照して、後述する本発明の一実施形態における物品認識装置を備えた物品認識システム全体の構成の概略について説明する。なお、図3は、ステレオカメラ2、および照明装置L1ないしL3の位置関係を、ステレオカメラ2側(図2において上側)から見た図である。
以下、図1を参照して、本発明の一実施形態における物品認識装置の構成について説明する。
以下、図5ないし図12を適宜参照して、本実施形態における物品認識装置の動作について説明する。
2 ステレオカメラ
9 トレイ
11 撮像処理部
12 カメラ制御部
13 照明制御部
14 抽出処理部
15 3次元化処理部
16 認識処理部
17 記憶部
C1、C2 カメラ
L1〜L3 照明装置
W1〜W8 ワーク
Claims (7)
- 認識対象の複数の物品からなる物品群を撮像する第1および第2のカメラを備えたステレオカメラを制御するカメラ制御部と、
前記物品群を互いに異なる方向から照明する第1ないし第3の照明装置を制御する照明制御部と、
前記第1ないし第3の照明装置のうちの何れか1つを順次点灯させて、前記ステレオカメラによってそれぞれ撮像された一対の2次元画像からなる第1ないし第3の画像対を取得する撮像処理部と、
前記第1ないし第3の画像対に含まれる少なくとも1つの2次元画像から前記物品をそれぞれ含む領域を抽出する抽出処理部と、
前記領域ごとに、前記第1ないし第3の画像対のうち前記第1および第2のカメラ間の受光量の差が所定値以下である画像対に基づいて前記物品の3次元画像を生成する3次元化処理部と、
前記3次元画像に基づいて前記物品を認識して位置・姿勢情報を算出する認識処理部と、
を有することを特徴とする物品認識装置。 - 前記物品の形状を表す3次元モデルが記憶されている記憶部をさらに有し、
前記認識処理部は、前記3次元画像を前記3次元モデルと照合して前記位置・姿勢情報を算出することを特徴とする請求項1に記載の物品認識装置。 - 前記3次元化処理部は、前記一対の2次元画像にそれぞれ含まれる画素の輝度に基づいて前記受光量の差を求めることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の物品認識装置。
- 請求項1ないし請求項3の何れかに記載の物品認識装置と、
前記カメラ制御部の制御によって前記物品群を撮影して前記一対の2次元画像を出力する前記ステレオカメラと、
前記照明制御部の制御によって前記物品群を照明する前記第1ないし第3の照明装置と、
を備えることを特徴とする物品認識システム。 - 前記第1ないし第3の照明装置は、互いに異なる高さから前記物品群をリング状に照明するリング照明装置であることを特徴とする請求項4に記載の物品認識システム。
- 認識対象の複数の物品からなる物品群を撮像する第1および第2のカメラを備えたステレオカメラを制御するカメラ制御部と、
前記物品群を互いに異なる方向から照明する第1ないし第3の照明装置を制御する照明制御部と、
を備えるコンピュータに、
前記第1ないし第3の照明装置のうちの何れか1つを順次点灯させて、前記ステレオカメラによってそれぞれ撮像された一対の2次元画像からなる第1ないし第3の画像対を取得する機能と、
前記第1ないし第3の画像対に含まれる少なくとも1つの2次元画像から前記物品をそれぞれ含む領域を抽出する機能と、
前記領域ごとに、前記第1ないし第3の画像対のうち前記第1および第2のカメラ間の受光量の差が所定値以下である画像対に基づいて前記物品の3次元画像を生成する機能と、
前記3次元画像に基づいて前記物品を認識して位置・姿勢情報を算出する機能と、
を実現させるためのプログラム。 - 認識対象の複数の物品からなる物品群を互いに異なる方向から照明する第1ないし第3の照明装置のうちの何れか1つを順次点灯させて、前記物品群を撮像する第1および第2のカメラを備えたステレオカメラによってそれぞれ撮像された一対の2次元画像からなる第1ないし第3の画像対を取得し、
前記第1ないし第3の画像対に含まれる少なくとも1つの2次元画像から前記物品をそれぞれ含む領域を抽出し、
前記領域ごとに、前記第1ないし第3の画像対のうち前記第1および第2のカメラ間の受光量の差が所定値以下である画像対に基づいて前記物品の3次元画像を生成し、
前記3次元画像に基づいて前記物品を認識して位置・姿勢情報を算出することを特徴とする物品認識方法。
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