JP2014526049A - 拡散構造光を用いてマシンビジョンを実施するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図2b
Description
本出願は、2011年8月15日に出願された米国仮特許出願第61/523,755号の利益を主張するものであり、本明細書にその全体を引用により援用する。
(以下、Z)414と整合した薄いシート411の平行光線412によって照射することができる。照射の強度は、E0、即ち、その面法線がZと整合している場合に点が受ける放射照度によって表すことができる。点Pにおける法線が、
416である場合、その放射照度は、以下の通りである。
点P410の双方向反射率分布関数(BRDF)を
とする。ここで、
426は、シーンの観察に用いるイメージセンサの位置によって決定される視野方向である。そして、αとα+dαとの間にある上記範囲の平行シートによるイメージセンサ408によって測定される点P410の放射輝度は、以下の通りである。
拡散体402上の全照射帯状体422による点P410の総放射輝度は、入射角度の全範囲α1からα2において積分することによって、以下のように求めることができる。
積分は、BRDF、点P410の位置、及び点P410の法線だけに依存することから、一定である。基づき、Lpは、以下のように表し得る。
Lp=E0Kp
係数Kpは、シーン点のBRDFに依存するが、拡散点の輝度を維持しつつ、鏡面点の輝度の低減を可能にする。また、Kpは、(拡散無しの)平行照射の場合影になる点の照射を可能にする。
上式において、拡散体からのシーン点の深さdについて、H(x,y|d)は、デフォーカス中心部であり、D(x,y|d)は、拡散中心部である。線形拡散体の場合、(拡散の方向に沿う)拡散中心部の長さは、深さdと線形的関係にあるが、その幅は、ゼロ(又はほぼゼロ)であり、高さには依存しない。
Claims (26)
- 拡散構造光を用いてマシンビジョンを実施するシステムであって、
拡散軸を有する線形拡散体と、
前記線形拡散体を通してシーン上に照射パターンを投射する光源であって、前記照射パターンは、前記拡散軸と整合した並進の方向に並進対称性を有する前記光源と、
前記シーンから反射する光を検出し、前記検出された光に対応する信号を出力するイメージセンサと、
を含むシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、更に、前記出力信号を受信する前記イメージセンサに結合されたハードウェアプロセッサを含むシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記線形拡散体は屈折要素を含むシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記線形拡散体は反射要素を含むシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記線形拡散体はレンチキュラーレンズを含むシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記線形拡散体は平面状拡散体であるシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記線形拡散体は円柱状拡散体であるシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記線形拡散体は偏光子を含むシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記イメージセンサは偏光子を含むシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記照射パターンは、2値化光パターン、ド・ブルイジン(De_Bruijin)光パターン、N変数(N−ary)の光パターン、連続傾斜輝度関数パターン、三角輝度関数パターン、正弦波輝度関数パターン、及び高周波帯状パターンの内の少なくとも1つを含むシステム。
- 拡散構造光を用いてマシンビジョンを実施するシステムであって、
実質的に二次元の光シートに光を通過させるマイクロ・ルーバ・フィルタと、
前記マイクロ・ルーバ・フィルタを通してシーン上に照射パターンを投射する光源であって、前記照射パターンは、前記実質的に二次元シートの軸と整合した並進の方向に並進対称性を有する前記光源と、
前記シーンから反射する光を検出し、前記検出された光に対応する信号を出力するイメージセンサと、
を含むシステム。 - 拡散構造光を用いてマシンビジョンを実施するシステムであって、
拡散の断面を有する円柱状拡散体と、
前記円柱状拡散体を通してシーン上に照射パターンを投射する光源であって、前記照射パターンは、前記拡散の断面と整合した並進の方向に並進対称性を有する前記光源と、
前記シーンから反射する光を検出し、前記検出された光に対応する信号を出力するイメージセンサと、
を含むシステム。 - 拡散構造光を用いてマシンビジョンを実施するシステムであって、
放射状の拡散を有する放射状拡散体と、
前記放射状拡散体を通してシーン上に照射パターンを投射する光源であって、
前記照射パターンは、前記放射状の拡散と整合した放射状の対称性を有する前記光源と、
前記シーンから反射する光を検出し、前記検出された光に対応する信号を出力するイメージセンサと、
を含むシステム。 - 拡散構造光を用いてマシンビジョンを実施する方法において、
光源から線形拡散体を通してシーン上に照射パターンを投射することであって、前記線形拡散体は、拡散軸を有し、前記照射パターンは、前記拡散軸と整合した並進の方向に並進対称性を有することと、
イメージセンサを用いて、前記シーンから反射する光を検出することであって、前記イメージセンサは、前記検出された光に対応する信号を出力することと、
を含む方法。 - 請求項14に記載の方法であって、更に、前記イメージセンサに結合されたハードウェアプロセッサにおいて前記出力信号を受信することを含む方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記線形拡散体は屈折要素を含む方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記線形拡散体は反射要素を含む方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記線形拡散体はレンチキュラーレンズを含む方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記線形拡散体は平面状拡散体である方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記線形拡散体は円柱状拡散体である方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記線形拡散体は偏光子を含む方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記イメージセンサは偏光子を含む方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記照射パターンは、2値化光パターン、ド・ブルイジン(De Bruijin)光パターン、N変数(N−ary)の光パターン、連続傾斜輝度関数パターン、三角輝度関数パターン、正弦波輝度関数パターン、及び高周波帯状パターンの内の少なくとも1つを含む方法。
- 拡散構造光を用いてマシンビジョンを実施する方法であって、
光源からマイクロ・ルーバ・フィルタを通してシーン上に照射パターンを投射することであって、前記マイクロ・ルーバ・フィルタは、光を実質的に二次元の光シートに通過させ、前記照射パターンは、前記実質的に二次元シートの軸と整合した並進の方向に並進対称性を有することと、
イメージセンサを用いて前記シーンから反射する光を検出することであって、前記イメージセンサは、前記検出された光に対応する信号を出力することと、
を含む方法。 - 拡散構造光を用いてマシンビジョンを実施する方法であって、
光源から円柱状拡散体を通してシーン上に照射パターンを投射することであって、前記円柱状拡散体は、拡散の断面を有し、前記照射パターンは、前記拡散の断面と整合した並進の方向に並進対称性を有することと、
イメージセンサを用いて、前記シーンから反射する光を検出することであって、前記イメージセンサは、前記検出された光に対応する信号を出力することと、
を含む方法。 - 拡散構造光を用いてマシンビジョンを実施する方法であって、
光源から前記放射状拡散体を通してシーン上に照射パターンを投射することであって、前記放射状拡散体は、放射状の拡散を有し、前記照射パターンは、前記放射状の拡散と整合した放射状の対称性を有することと、
イメージセンサを用いて、前記シーンから反射する光を検出することであって、前記イメージセンサは、前記検出された光に対応する信号を出力することと、
を含む方法。
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