JP2018195282A - モデルを修正するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般的に機械視覚システムに関し、より具体的に、画像内の対象物の視覚認識および連続画像内の対象物の視覚追跡に関する。
通常、画像における特定の2D対象物テンプレートの高速、ロバストおよび精確な位置特定は、多くのコンピュータ視覚応用、特に機械視覚応用の必要条件である。例えば、ピック&プレース応用の場合、対象物認識方法は、撮影された対象物の位置を決定しなければならない。対象物の位置が得られた場合、撮影装置の既知の幾何学的配置に関連して、当該技術分野において周知の方法で、対象物のポーズを計算することができる。ポーズを取得した場合、ロボットは、例えばコンベヤベルトから対象物を掴むことができる。対象物を視覚追跡する場合、対象物認識方法は、連続画像内の対象物の位置を決定しなければならない。例えば、画像に基づく視覚サーボ制御の場合、対象物の位置を用いて、ロボットの動きを制御することができる。交通監視の場合、対象物認識方法は、ビデオストリームまたは連続画像内の交通関係者、例えば自動車または歩行者を検出しなければならない。
本発明は、特許請求の範囲に記載される。本発明は、画像内の対象物のポーズを決定するために使用することができるマッチングモデルを修正(adapt)するための方法および装置に関する。モデルの修正(adaption)は、画像内の対象物の外観に基づく。本発明はまた、記載の方法を実行および/または実施するシステムまたは装置に関連する。
好ましくは、修正段階では、マッチングモデルの複数の点の位置が修正される。
以下のデータは、全て電子形式、好ましくはデジタル形式で入手可能であると想定されている。記載された方法およびアルゴリズムは、電子形式であって、コンピュータで実施できるものと見なされる。
Claims (19)
- 対象物のマッチングモデルを修正するための方法であって、
(a)前記対象物の電子画像を提供するステップと、
(b)前記対象物のマッチングモデルを提供するステップとを含み、前記マッチングモデルは、複数の点により構成され、
(c)前記マッチングモデルを使用するマッチング手法を用いて、前記電子画像内の前記対象物のポーズを決定するステップと、
(d)前記ポーズに従って、前記マッチングモデルを変換することによって、変換後モデルを生成するステップと、
(e)前記電子画像において、前記変換後モデルの少なくとも1つの点に対応する対応点を決定するステップと、
(f)前記決定された少なくとも1つの対応点に従って、前記マッチングモデルを修正するステップとを含む、方法。 - 前記マッチングモデルを修正するステップ(f)は、前記マッチングモデルの複数の点の位置を修正することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ステップ(c)における前記マッチング手法は、前記マッチングモデルの複数の点を用いて、前記対象物の前記ポーズを決定する、請求項1または2に記載の方法。
- 前記マッチングモデルは、複数の点および方向により構成され、
前記マッチングモデルを修正するステップ(f)は、前記マッチングモデルの複数の点の位置および方向を修正することを含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記方向は、方向ベクトルによって表される、請求項4に記載の方法。
- 前記方向は、角度によって表される、請求項4に記載の方法。
- 前記ステップ(c)における前記マッチング手法は、前記マッチングモデルの複数の点および方向を用いて、前記対象物の前記ポーズを決定する、請求項4〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップ(c)における前記マッチング手法は、前記マッチングモデルの複数の点および方向ベクトルを使用して、前記方向ベクトルと前記画像内の対応方向との点乗積を計算することによって、前記対象物の前記ポーズを決定する、請求項5または7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記マッチングモデルの複数の点の位置の修正は、前記マッチングモデルの複数のモデル点の位置を前記対応点の位置に設定することを含む、請求項2〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記マッチングモデルの複数の点の位置の修正は、前記マッチングモデルの複数のモデル点の位置を、前記マッチングモデルの前記点の位置および前記対応点の位置の関数である位置に設定することを含む、請求項2〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記マッチングモデルの複数の点の位置および方向の修正は、前記マッチングモデルの複数のモデル点の位置および方向を前記対応点の位置および方向に設定することを含む、請求項4〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記マッチングモデルの複数の点の位置および方向の修正は、前記マッチングモデルの複数のモデル点の位置および方向を、前記マッチングモデルの位置および方向と前記対応点の位置および方向との関数である位置および方向に設定することを含む、請求項4〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップ(a)〜(f)は、少なくとも2回の反復で繰り返して実行され、
前記ステップ(f)から得られた修正後マッチングモデルは、次の反復におけるステップ(b)の入力マッチングモデルとして機能する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップ(b)および(c)は、以下のステップ、すなわち、
(b)前記対象物のマッチングモデルを提供するステップを含み、前記マッチングモデルは、複数のモデルレベルにより構成されたモデルであり、各モデルレベルは、複数の点、および必要に応じて複数の方向により構成され、
(c1)前記電子画像の画像ピラミッドを生成するステップを含み、前記画像ピラミッドは、複数の画像レベルにより構成され、
(c2)より低い解像度を有する前記画像ピラミッドの画像レベルに対応するモデルレベルを用いて、前記より低い解像度を有する前記画像ピラミッドの画像レベルで前記対象物の前記ポーズを決定するステップと、
(c3)より高い解像度有する前記画像ピラミッドの画像レベルに対応するモデルレベルを用いて、前記より高い解像度有する前記画像ピラミッドの画像レベルで前記対象物の前記ポーズを精緻化するステップとを含むステップによって置換され、
前記ステップ(d)〜(f)は、各前記画像ピラミッドの画像レベルおよび各モデルレベルに対して別々に実行され、修正後マッチングモデルを生成する、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップ(b)および(c)は、以下のステップ、すなわち、
(b)前記対象物のマッチングモデルを提供するステップを含み、前記マッチングモデルは、複数のモデルレベルにより構成されたモデルであり、各モデルレベルは、複数の点、および必要に応じて複数の方向により構成され、
(c1)前記電子画像の画像ピラミッドを生成するステップを含み、前記画像ピラミッドは、複数の画像レベルにより構成され、
(c2)より低い解像度を有する前記画像ピラミッドの画像レベルに対応するモデルレベルを用いて、前記より低い解像度を有する前記画像ピラミッドの画像レベルで前記対象物の前記ポーズを決定するステップと、
(c3)より高い解像度有する前記画像ピラミッドの画像レベルに対応するモデルレベルを用いて、前記より高い解像度有する前記画像ピラミッドの画像レベルで前記対象物の前記ポーズを精緻化するステップとを含むステップによって置換され、
前記ステップ(d)〜(f)は、より高い解像度を有する前記画像ピラミッドの画像レベルで実行され、前記より高い解像度を有するモデルレベルの修正を生成し、
前記方法は、以下の追加のステップ、すなわち、
(g)前記より高い解像度を有するモデルレベルの修正をより低い解像度を有するモデルレベルに供給することによって、修正後マッチングモデルを生成するステップを含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップ(e)は、前記電子画像において、前記変換後モデルの前記少なくとも1つの点の近隣区域内で対応点を検索することを含む、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップ(e)は、前記電子画像において、前記変換後モデルの前記少なくとも1つの点の近隣区域内で対応点を検索することを含み、
前記近隣区域は、前記点の方向によって決定される、請求項4〜15のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップ(f)は、前記決定された対応点のサブセットに従って、前記マッチングモデルを修正することを含む、請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップ(a)〜(f)は、少なくとも2回の反復で繰り返して実行され、
前記ステップ(f)は、
(f)前記少なくとも1回の過去の反復または現在の反復に決定された少なくとも1つの対応点に従って、前記マッチングモデルを修正するステップによって置換され、
前記ステップ(f)から得られた修正後マッチングモデルは、次の反復におけるステップ(b)の入力マッチングモデルとして機能する、請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法。
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