JP2014063475A5 - - Google Patents

Claims (17)

1. 対象物体を含む画像を取得する画像取得手段と、
   前記対象物体の概略の位置姿勢を示す概略位置姿勢を取得する手段と、
   前記対象物体の形状の再現精度がそれぞれ異なる複数のモデル情報を保持する保持手段と、
   前記画像中の対象物体の幾何特徴と、前記概略位置姿勢で配置した前記複数のモデルのうちの少なくとも１つのモデルの幾何特徴とを対応づける対応付け手段と、
   前記対応付けの結果に基づいて、前記対象物体の位置姿勢を推定する推定手段と
   を備えることを特徴とする情報処理装置。
2. 前記対応付け手段は、前記対象物体の形状の再現精度がそれぞれ異なる複数のモデル情報のうち規定の条件に応じて決まる１つを選択モデル情報として選択し、該選択されたモデルの幾何特徴と前記画像中の対象物体の幾何特徴とを対応づけることを特徴とする、請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記対応付け手段は、
   繰り返し行われる前記推定の過程で計算される指標値と閾値との大小関係に応じて、前記複数のモデル情報のうちの何れか１つを選択モデル情報として選択する選択手段を備え
   前記推定手段は、
   前記選択モデル情報が示すモデルを、前記概略位置姿勢が示す位置姿勢で配置し、前記対象物体の表面上のそれぞれの幾何特徴と、該配置したモデルにおいて該幾何特徴に対応する対応幾何特徴と、の間の距離を求める手段と、
   前記対象物体の表面上のそれぞれの幾何特徴について求めた距離に基づいて前記対象物体の位置姿勢を推定する手段と
   を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記選択手段は、前記対象物体に対する適合度に基づき、前記複数のモデル情報のうちの何れか１つを選択モデル情報として選択し、
   前記推定手段は更に、
   前記対象物体の表面上のそれぞれの幾何特徴に対し、該幾何特徴と、前記推定手段が推定した概略位置姿勢が示す位置姿勢で配置したモデルにおいて該幾何特徴に対応する対応幾何特徴と、の間の距離を求め、該求めた距離を前記適合度として求める手段を備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
5. 前記選択手段は、前記推定の実行回数に基づき、前記複数のモデル情報のうちの何れか１つを選択モデル情報として選択する
   ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
6. 前記選択手段は、前記推定手段による推定の前の概略位置姿勢が示す位置と、前記推定手段による推定の後の概略位置姿勢が示す位置と、の差分に基づき、前記複数のモデル情報のうちの何れか１つを選択モデル情報として選択する
   ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
7. 前記選択手段は、前記推定手段による推定の前の概略位置姿勢が示す姿勢と、前記推定手段による推定の後の概略位置姿勢が示す姿勢と、の差分に基づき、前記複数のモデル情報のうちの何れか１つを選択モデル情報として選択する
   ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
8. 前記推定手段は、
   前記対象物体の部位ごとに、該部位の形状をパラメトリック曲面で近似したパラメトリック曲面モデル情報、該部位の形状をポリゴン群で近似したポリゴンモデル情報、の何れか１つを、前記パラメトリック曲面モデルに対する前記ポリゴンモデルの近似誤差に応じて選択する選択手段と、
   前記対象物体の部位ごとに前記選択手段が選択したモデル情報が示すモデルを、前記概略位置姿勢で配置し、前記対象物体の表面上のそれぞれの幾何特徴と、該配置したモデルにおいて該幾何特徴に対応する対応幾何特徴と、の間の距離を求める手段と、
   前記対象物体の表面上のそれぞれの幾何特徴について求めた距離に基づいて前記概略位置姿勢を推定する手段と
   を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
9. 前記推定手段は、
   前記対象物体の部位ごとに、該部位の形状をパラメトリック曲面で近似したパラメトリック曲面モデル情報、該部位の形状をポリゴン群で近似したポリゴンモデル情報、の何れか１つを、前記対象物体の形状の公差に基づき、選択する選択手段と、
   前記対象物体の部位ごとに前記選択手段が選択したモデル情報が示すモデルを、前記概略位置姿勢で配置し、前記対象物体の表面上のそれぞれの幾何特徴と、該配置したモデルにおいて該幾何特徴に対応する対応幾何特徴と、の間の距離を求める手段と、
   前記対象物体の表面上のそれぞれの幾何特徴について求めた距離に基づいて前記概略位置姿勢を推定する手段と
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
10. 前記推定手段は、
    前記対象物体の表面上の各幾何特徴に対し、該幾何特徴に対する残差が閾値以上であれば前記対象物体の形状をポリゴン群で近似したポリゴンモデル情報を選択モデル情報として選択し、前記残差が該閾値未満であれば前記対象物体の形状をパラメトリック曲面で近似したパラメトリック曲面モデル情報を選択モデル情報として選択する選択手段と、
    前記幾何特徴について選択された選択モデル情報に従うモデルを、前記概略位置姿勢で配置し、該幾何特徴と、該配置したモデルにおいて該幾何特徴に対応する対応幾何特徴と、の間の距離を求める演算手段と、
    前記対象物体の表面上の各幾何特徴について求めた距離に基づいて前記概略位置姿勢を補正する補正手段と、
    前記対象物体の表面上の各幾何特徴に対し、該幾何特徴について選択した選択モデル情報に従うモデルを前記補正手段が補正した概略位置姿勢で配置し、該幾何特徴と、該配置したモデルにおいて該幾何特徴に対応する対応幾何特徴と、の間の距離を、該幾何特徴に対する残差として求める手段と
    を備える
    ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
11. 前記保持手段は、
    第１のモデル情報と該第１のモデル情報よりも再現精度の高い第２のモデル情報とを前記対象物体の部位ごとに関連づけて保持し、
    前記対応付け手段は、
    前記概略位置姿勢で配置した前記第１のモデルの幾何特徴と前記画像中の対象物体の幾何特徴とを対応づけることにより、前記第１のモデルの幾何特徴を特定する特定手段を更に備え、
    前記特定された第１のモデルの幾何特徴と関連付けられる第２のモデルの幾何特徴と、前記対象物体の幾何特徴とを対応付けることを特徴とする、請求項１に記載の情報処理装置。
12. 前記第１のモデル情報は、ポリゴンモデル情報であり、
    前記第２のモデル情報は、区分パラメトリック曲面モデル情報であることを特徴とする、請求項１１に記載の情報処理装置。
13. 前記特定手段は、前記対象物体上の前記幾何特徴と、前記第１のモデルにおいて該幾何特徴に対応する対応幾何特徴と、の距離を算出し、
    前記特定手段が算出した前記距離が閾値以上である幾何特徴については前記特定手段が算出した前記距離の評価値を用い、前記特定手段が算出した前記距離が閾値未満である幾何特徴については前記第２のモデルを用いて対応づけられた結果を用いて、前記対象物体の位置姿勢を推定する
    ことを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の情報処理装置。
14. 所定位置の視点から対象物体を撮影した撮影画像を取得する手段と、
    前記撮影画像上の幾何特徴を抽出する手段と、
    をさらに備え、
    前記推定手段は、前記対象物体の形状の再現精度がそれぞれ異なる複数のモデル情報から選択された選択モデル情報が示すモデルを前記概略位置姿勢が示す位置姿勢に基づいて前記画像上に投影し、前記抽出された幾何特徴と、該投影したモデルにおいて該幾何特徴に対応する対応幾何特徴とに基づいて、前記対象物体の位置姿勢を推定する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の情報処理装置。
15. 情報処理装置が行う情報処理方法であって、
    前記情報処理装置の保持手段は、前記対象物体の形状の再現精度がそれぞれ異なる複数のモデル情報を保持し、
    前記情報処理方法は、
    前記情報処理装置の画像取得手段が、対象物体を含む画像を取得する画像取得工程と、
    前記情報処理装置の位置姿勢取得手段が、前記対象物体の概略の位置姿勢を示す概略位置姿勢を取得する工程と、
    前記情報処理装置の対応付け手段が、前記画像中の対象物体の幾何特徴と、前記概略位置姿勢で配置した前記複数のモデルのうちの少なくとも１つのモデルの幾何特徴とを対応づける対応付け工程と、
    前記情報処理装置の推定手段が、前記対応付けの結果に基づいて、前記対象物体の位置姿勢を推定する推定工程と
    を有することを特徴とする情報処理方法。
16. 更に、
    ロボットを制御する制御部に対し、前記推定手段が推定した位置姿勢に従って該ロボットを移動させるための指示を送出する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の情報処理装置。
17. コンピュータを、請求項１乃至１４の何れか１項に記載の情報処理装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。