JP2019049467A - 距離計測システムおよび距離計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単なシステムによって、カメラから撮影する対象物までの距離を測定できる技術を提供する。
【解決手段】対象物ＯＢを撮影して画像を取得するカメラ３と、カメラ３または対象物ＯＢを移動させるロボット２と、ロボット２を制御する制御部４とを備え、制御部４が、カメラ３により取得された画像内における対象物ＯＢの所定位置が画像の中心に配置される２つの異なる撮影位置間で、カメラ３または対象物ＯＢを並進移動させた状態に配置するようにロボット２を動作させる動作制御部４２と、２つの撮影位置において、カメラ３により取得された画像内における対象物ＯＢの大きさを算出する大きさ算出部４３と、大きさ算出部４３により算出された２つの撮影位置における対象物ＯＢのそれぞれの大きさと、２つの撮影位置間の距離とに基づいて、カメラ３から対象物ＯＢまでの距離を算出する距離算出部４４とを備える距離計測システム１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、距離計測システムおよび距離計測方法に関する。

カメラを用いてカメラから撮影する対象物までの距離を計測する技術として、２台のカメラを用いる方法や、撮影された画像内の対象物の大きさを特定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１７０９２０号公報

２台のカメラを用いる場合では、２台のカメラ間のキャリブレーションが必要であり、撮影する対象物までの距離を測定するシステムが複雑になってしまう。特許文献１に記載の技術では、カメラ間のキャリブレーションは不要であるものの、カメラの光軸上に手動で対象物を設置すると共に光軸方向に沿ってカメラを搭載した装置を移動させる必要があり、対象物までの正確な距離を測定することが難しい。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、カメラ１台を用いた簡単なシステムによって、カメラから撮影する対象物までの距離を測定できる技術を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、対象物を撮影して画像を取得するカメラと、該カメラまたは前記対象物を移動させるロボットと、該ロボットを制御する制御部とを備え、該制御部が、前記カメラにより取得された前記画像内における前記対象物の所定位置が前記画像の中心に配置される２つの異なる撮影位置間で、前記カメラまたは前記対象物を並進移動させた状態に配置するように前記ロボットを動作させる動作制御部と、２つの前記撮影位置において、前記カメラにより取得された前記画像内における前記対象物の大きさを算出する大きさ算出部と、該大きさ算出部により算出された２つの前記撮影位置における前記対象物のそれぞれの大きさと、２つの前記撮影位置間の距離とに基づいて、前記カメラから前記対象物までの距離を算出する距離算出部とを備える距離計測システムを提供する。

本態様によれば、ロボットがカメラまたは対象物を動かすことにより、カメラから対象物までの距離を異ならせた２つの撮影位置でカメラにより対象物が撮影されてそれぞれ画像が取得される。各撮影位置においては、画像内における対象物の所定位置が画像の中心に配置されるように設定されるため、撮影された対象物は、カメラの光軸上に配置される。また、各撮影位置においてはカメラまたは対象物が並進移動された状態に配置されるため、対象物またはカメラをカメラの光軸方向に沿って並進移動させた前後の状態で画像が取得される。そのため、２つの撮影位置で取得された画像内における対象物のそれぞれの大きさは、カメラから対象物までの距離に比例する。この比例関係を利用することにより、２つの撮影位置での画像内における対象物のそれぞれの大きさと、２つの撮影位置間の距離とを用いて、カメラから対象物までの距離を精度よく算出することができる。

すなわち、本態様によれば、カメラおよび対象物の姿勢を維持したまま、カメラまたは対象物を光軸方向に沿って移動させた前後の２つの画像を容易に取得することができる。その結果、キャリブレーションを必要とする複雑なシステムでなくても、カメラから対象物までの距離を算出できる。また、画像内における対象物の大きさを用いてカメラから対象物まで距離が算出されるため、対象物の実物の大きさの影響を受けずに当該距離を算出できる。

上記態様においては、前記所定位置が、前記対象物の重心であってもよい。
このようにすることで、画像の中心に撮影された対象物の重心以外が配置される場合と比較して、カメラから対象物までのより正確な距離が算出される。

上記態様においては、前記画像内における前記対象物の大きさが、前記対象物の輪郭に基づく最大長さであってもよい。
撮影された対象物の大きさ判定として対象物の輪郭における最大長さが用いられることで、カメラから対象物までの距離の算出における誤差が少なくなる。最大長さとしては輪郭の周長、最大幅寸法などを用いることができる。

上記態様においては、前記画像内における前記対象物の大きさが、該対象物の面積の平方根であってもよい。
撮影された対象物の大きさ判定として対象物の面積の平方根が用いられることで、カメラから対象物までの距離の算出における誤差が少なくなる。

また、本発明の他の態様は、カメラにより取得される画像内における対象物の所定位置が前記画像の中心に配置される第１の撮影位置に前記対象物と前記カメラとが配置されるように、ロボットを動作させて前記対象物または前記カメラを移動させる第１移動ステップと、前記第１の撮影位置において、前記カメラにより前記対象物を撮影して前記画像を取得する第１撮影ステップと、前記第１の撮影位置に対して前記カメラまたは前記対象物を並進移動させて前記カメラにより取得された前記画像内における前記所定位置が前記画像の中心に配置される第２の撮影位置に前記対象物と前記カメラとが配置されるように、ロボットを動作させて前記対象物または前記カメラを移動させる第２移動ステップと、前記第２の撮影位置において、前記カメラにより前記対象物を撮影して前記画像を取得する第２撮影ステップと、前記第１の撮影位置および前記第２の撮影位置において取得された前記画像内における前記対象物のそれぞれの大きさを算出する大きさ算出ステップと、算出された前記画像内における前記対象物のそれぞれの大きさと、前記第１の撮影位置と前記第２の撮影位置との間の距離とに基づいて、前記カメラから前記対象物までの距離を算出する距離算出ステップとを含む距離計測方法を提供する。

本発明によれば、カメラおよび対象物の姿勢を維持したままで、カメラから対象物までの距離をカメラの光軸方向に沿って変化させた２つの撮影位置に容易に配置することができ、その結果、複雑なシステムを用いなくても、カメラから対象物までの距離を測定できる。

本実施形態に係る距離計測システムを示す概略図である。 本実施形態に係る距離計測システムのブロック図である。 カメラにより撮影された画像内における対象物の位置関係を示すイメージ図である。 カメラから対象物までの距離の算出方法を示す説明図である。 カメラから対象物までの距離を算出する距離計測方法のフローチャートである。

本発明の実施形態に係る距離計測システム１について、図面を参照しながら以下に説明する。
図１は、本実施形態に係る距離計測システム１を示す概略図である。距離計測システム１は、６個の軸Ｊ１〜Ｊ６を有する垂直多関節型ロボット等のロボット２と、ロボット２の先端に取り付けられて対象物ＯＢを撮影するためのカメラ３と、ロボット２の制御とカメラ３により取得された画像の画像処理とを行う制御装置（制御部）４とを備えている。

ロボット２は、床面に固定されたベース２１と、鉛直な第１軸Ｊ１回りにベース２１に対して回転可能に支持された旋回胴２２と、水平な第２軸Ｊ２回りに旋回胴２２に対して回転可能に支持された第１アーム２３と、水平な第３軸Ｊ３回りに第１アーム２３に対して回転可能に支持された第２アーム２４と、第３軸Ｊ３に直交する第４軸Ｊ４回りに第２アーム２４に対して回転可能に支持された第１手首要素２５と、第４軸Ｊ４に直交する第５軸Ｊ５回りに第１手首要素２５に対して回転可能に支持された第２手首要素２６と、第５軸Ｊ５に直交する第６軸Ｊ６回りに第２手首要素２６に対して回転可能に支持された第３手首要素２７とを備えている。

６個の軸Ｊ１〜Ｊ６のそれぞれは、回転駆動するための図示しないモータと、モータの回転角度を検出する図示しないエンコーダとを備えている。カメラ３は、第６軸Ｊ６回りに回転する第３手首要素２７の先端面に固定されている。図中、符号２８は第３手首要素２７の先端面に固定されたハンド等のツールである。

制御装置４は、各軸Ｊ１〜Ｊ６のエンコーダから検出されるモータの回転角度を用いて、モータを回転駆動させるフィードバック制御を行っている。制御装置４は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、メモリとで構成されている。

図２に示すように、制御装置４は、カメラ３により取得された画像に対して画像処理を行う画像処理部４１と、ロボットを駆動する動作制御部４２と、カメラ３により取得された画像内における対象物ＯＢの大きさを算出する大きさ算出部４３と、カメラ３から対象物ＯＢまでの距離を算出する距離算出部４４と、各種処理の結果を記憶する記憶部４６とを備えている。なお、厳密には、カメラ３から対象物ＯＢまでの距離は、カメラ３のレンズ中心から対象物ＯＢまでの距離であるが、以降では、単に、カメラ３から対象物ＯＢまでの距離と言う。

画像処理部４１は、エッジ検出やパターンマッチングを用いることで、カメラ３により取得された画像の中から対象物ＯＢを抽出し、抽出した対象物ＯＢの重心を特定するようになっている。画像処理部４１は、取得された画像と、画像内の対象物ＯＢと、対象物ＯＢの重心とを記憶部４６に記憶させるようになっている。

動作制御部４２は、各種制御信号に基づき、ロボット２の各軸Ｊ１〜Ｊ６のモータを駆動させることで、ロボット２を動作させる。動作制御部４２は、初めに、カメラ３の撮像範囲に対象物ＯＢが含まれる初期位置にロボット２を移動させる。動作制御部４２は、カメラ３により取得された画像内における対象物ＯＢの重心が画像の中心に配置されるように、ロボット２を動作させてカメラ３を移動させるようになっている。ロボット２の動作により画像内における対象物ＯＢの重心が画像の中心に配置される第１の撮影位置にカメラ３が配置されると、カメラ３により撮影が行われ、対象物ＯＢを含む第１の画像が取得される。

図３は、カメラ３により撮影された画像内における対象物ＯＢの位置関係を示すイメージ図である。図３に示されたロボット２の初期位置においてカメラ３により取得された画像ＩＭ１内では、画像ＩＭ１における中心Ｃに対象物ＯＢの重心Ｇが配置されていない。この場合に、動作制御部４２は、対象物ＯＢの重心Ｇが画像ＩＭ１の中心Ｃに配置されるように、カメラ３の位置を初期位置から変更するためにロボット２を動作させる。その結果、図３に示された画像ＩＭ２のように、対象物ＯＢの重心Ｇが画像ＩＭ２の中心Ｃに配置されている。

また、動作制御部４２は、第１の画像が取得された第１の撮影位置におけるロボット２の各軸Ｊ１〜Ｊ６の角度情報を記憶部４６に記憶させるようになっている。次いで、動作制御部４２は、ロボット２を動作させてカメラ３を対象物ＯＢから近づける方向又は離れる方向に並進移動させる。

動作制御部４２が、カメラ３が並進移動するようにロボット２を動作させた後に、カメラ３により撮影が行われ、対象物ＯＢを含む画像が取得される。動作制御部４２は、取得された画像において、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されているか否かを判定する。動作制御部４２は、対象物ＯＢの重心Ｇが取得された画像の中心Ｃに配置されていると判定した場合、取得された画像が第２の画像として取得され、第２の画像が取得された位置が第２の撮影位置として記憶部４６に記憶される。動作制御部４２は、第２の撮影位置におけるロボット２の各軸Ｊ１〜Ｊ６の角度情報を記憶部４６に記憶させるようになっている。

動作制御部４２は、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されていないと判定した場合、図３に示すように、カメラ３により取得された画像内における対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されるように、ロボット２を動作させてカメラ３を並進移動させる補正を実行するようになっている。対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されると、カメラ３により撮影が行われ、対象物ＯＢを含む画像が第２の画像として取得される。動作制御部４２は、第２の画像が取得された第２の撮影位置におけるロボット２の各軸Ｊ１〜Ｊ６の角度情報を記憶部４６に記憶させるようになっている。

本実施形態の距離計測システム１では、キャリブレーションが行われていないため、ロボット２における第３手首要素２７の先端に取り付けられたツール２８のツール座標系と、カメラ３の光軸とが予め関係づけられていない。一方で、第１の画像では、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されているため、対象物ＯＢの重心Ｇがカメラ３の光軸上に存在している。対象物ＯＢの重心Ｇがカメラ３の光軸上に存在している状態から、カメラ３が並進移動するようにロボット２が動作した後に、カメラ３により取得される第２の画像において、対象物ＯＢの重心Ｇがカメラ３の光軸上に存在している。

すなわち、第１の撮影位置から第２の撮影位置までカメラ３が並進移動するようにロボット２が動作した前後において、カメラ３により撮影された対象物ＯＢは、カメラ３の光軸上に存在している。そのため、第１の撮影位置から第２の撮影位置までの位置の変化は、実質的に、カメラ３の光軸方向に沿った変化とみなすことができる。

なお、本実施形態におけるカメラ３の光軸方向は、カメラ３のレンズ中心と、画像の中心Ｃとを結んだ直線方向として定義しているが、他の実施形態では、実質的に、定義した光軸方向に沿ってカメラ３と対象物ＯＢとの距離が変化可能であれば、本実施形態と異なる光軸方向が設定されてもよい。

大きさ算出部４３は、第１の画像内および第２の画像内における対象物ＯＢの大きさを算出する。本実施形態では、大きさ算出部４３は、画像内において対象物ＯＢが占める画素数を面積として算出し、面積の平方根を大きさとして取り扱う。大きさ算出部４３は、算出した第１の画像内における対象物ＯＢの大きさおよび第２の画像内における対象物ＯＢの大きさを記憶部４６に記憶させるようになっている。

距離算出部４４は、記憶部４６に記憶された第１の撮影位置と第２の撮影位置とにおけるロボット２の各軸Ｊ１〜Ｊ６の角度情報を用いて、第１の撮影位置から第２の撮影位置までのカメラ３の光軸方向に沿ったロボット２の移動距離を算出する。

距離算出部４４は、算出した移動距離と、第１の画像内における対象物ＯＢの大きさおよび第２の画像内における対象物ＯＢの大きさとを用いて、カメラ３から対象物ＯＢまでの距離を算出する。

図４には、ロボット２が対象物ＯＢに近づいた場合における各種寸法関係が示されている。図４に示すように、光軸方向ＬＡに沿った各距離について、第１の撮影位置Ｐ１におけるカメラ３から対象物ＯＢまでの距離を移動前距離Ｌ１、第２の撮影位置Ｐ２におけるカメラ３から対象物ＯＢまでの距離を移動後距離Ｌ２、第１の撮影位置Ｐ１から第２の撮影位置Ｐ２までロボット２が移動した距離を移動距離（２つの撮影位置間の距離）ｄＬ、カメラ３のレンズの焦点距離を焦点距離ｆとする。また、光軸方向ＬＡに直交する面方向おけるそれぞれの大きさについて、対象物ＯＢの実物の大きさを大きさＷ、第１の画像内における対象物ＯＢの大きさを大きさＷ１、第２の画像内における対象物ＯＢの大きさを大きさＷ２とすると、下記の式（１）〜（３）の関係が成立する。

式（１）〜（３）の式を用いて、対象物ＯＢの実物の大きさＷと焦点距離ｆとを消去すると、第２の撮影位置Ｐ２におけるカメラ３から対象物ＯＢまで移動後距離Ｌ２は、下記の式（４）のように表すことができる。

次に、カメラ３から対象物ＯＢまでの距離を算出するまでの具体的な処理の一例について、図５に示す距離計測方法のフローチャートに沿って説明する。距離計測処理では、初めに、カメラ３が撮影する範囲に対象物ＯＢが含まれるように、動作制御部４２により、ロボット２が初期位置に移動する（ステップＳ１０１）。ロボット２の移動後に、カメラにより対象物ＯＢが撮影されて画像が取得される（ステップＳ１０２）。

動作制御部４２により、カメラ３により取得された画像の中心Ｃに対象物ＯＢの重心Ｇが配置されるようにロボット２が動作する（ステップＳ１０３）。ロボット２の動作後に、カメラ３により対象物ＯＢを含む画像が取得される（ステップＳ１０４）。

動作制御部４２は、取得された画像において、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。動作制御部４２は、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されていないと判定した場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されるまで、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。ここで、重心Ｇが中心Ｃに配置されているとは、重心Ｇと中心Ｃとが一致する場合の他、両者の距離が所定の距離以下に近づいた場合も意味する。

ステップＳ１０５の処理において、動作制御部４２は、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されていると判定した場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、第１の撮影位置Ｐ１における画像として、カメラ３により対象物ＯＢを含む第１の画像が取得される（ステップＳ１０６）。

第１の撮影位置Ｐ１を示す情報として、動作制御部４２により、各軸Ｊ１〜Ｊ６の角度情報が記憶部４６に記憶させる（ステップＳ１０７）。大きさ算出部４３は、第１の画像内における対象物ＯＢの大きさＷ１を算出する（ステップＳ１０８）。

カメラ３の略光軸方向ＬＡにカメラ３が並進移動するように、動作制御部４２により、ロボット２が動作する（ステップＳ１０９）。ロボット２によるカメラ３の並進移動後に、カメラ３により対象物ＯＢを含む画像が取得される（ステップＳ１１０）。動作制御部４２は、取得された画像において、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されているか否かを判定する（ステップＳ１１１）。動作制御部４２は、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されていないと判定した場合（ステップＳ１１１；ＮＯ）、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されるまで、ステップＳ１０９以降の処理を繰り返す。

ステップＳ１１１の処理において、動作制御部４２は、対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されていると判定した場合（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）、第２の撮影位置Ｐ２における画像として、カメラ３により対象物ＯＢを含む第２の画像が取得される（ステップＳ１１２）。

第２の画像が取得されると（ステップＳ１１２）、動作制御部４２は、第２の画像が取得されたロボット２の第２の撮影位置Ｐ２を示す情報として、各軸Ｊ１〜Ｊ６の角度情報を記憶部４６に記憶させる（ステップＳ１１３）。大きさ算出部４３は、ステップＳ１０８の処理と同様に、第２の画像内における対象物ＯＢの大きさＷ２を算出する（ステップＳ１１４）。

距離算出部４４は、ロボット２の第１の撮影位置Ｐ１を示す情報と第２の撮影位置Ｐ２と示す情報とに基づいて算出したロボット２の移動距離ｄＬと、第１の画像内における対象物ＯＢの大きさＷ１および第２の画像内における対象物ＯＢの大きさＷ２とに対して、上記の式（４）を用いることで、第２の撮影位置Ｐ２におけるカメラ３から対象物ＯＢまでの移動後距離Ｌ２を算出し（ステップＳ１１５）、距離計測方法が終了する。

このように構成された本実施形態に係る距離計測システム１によれば、第１の撮影位置Ｐ１から第２の撮影位置Ｐ２までカメラ３が並進移動するようにロボット２が動作する場合に、いずれの撮影位置でも、画像内における対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置されている。そのため、カメラ３の並進移動前後で、実質的に、カメラ３が光軸方向ＬＡに沿って移動し、かつ、対象物ＯＢの重心Ｇがカメラ３の光軸上に配置されている。これにより、第１の撮影位置Ｐ１から第２の撮影位置Ｐ２までに変化したときのカメラ３から対象物ＯＢまでの移動距離ｄＬは、カメラ３の光軸方向ＬＡに沿って変化している。第１の撮影位置Ｐ１および第２の撮影位置Ｐ２で撮影された画像内における対象物ＯＢの大きさＷ１，Ｗ２と、カメラ３が並進移動するようにロボット２が移動した移動距離ｄＬとが用いられることで、第２の撮影位置Ｐ２におけるカメラ３から対象物ＯＢまでの移動後距離Ｌ２が算出される。

したがって、この距離計測システム１によれば、予めキャリブレーションが行われなくても、カメラ３から対象物ＯＢまでの距離を測定できる。また、撮影された画像内における対象物ＯＢの大きさＷ１，Ｗ２を用いてカメラ３から対象物ＯＢまで移動後距離Ｌ２が算出されるため、対象物ＯＢの実物の大きさＷの影響を受けずに移動後距離Ｌ２を算出できる。

また、本実施形態に係る距離計測システム１では、撮影された画像の中心Ｃに対象物ＯＢの重心Ｇが配置されているため、カメラ３から対象物ＯＢまでのより正確な移動後距離Ｌ２が算出される。

また、本実施形態に係る距離計測システム１では、撮影された画像内における対象物ＯＢの大きさＷ１，Ｗ２として面積の平方根が用いられているため、カメラ３から対象物ＯＢまでの移動後距離Ｌ２の算出における誤差が少なくなる。

なお、上記実施形態では、距離計測システム１で算出されるカメラ３から対象物ＯＢまで距離の測定方法の一態様について説明したが、態様については、種々変形可能である。
例えば、ロボット２のツール２８とは異なる場所（例えば、床面など）に固定されたカメラ３に対して、ロボット２が把持した対象物ＯＢが移動させられてもよい。

上記実施形態では、動作制御部４２により、画像の中心Ｃに対象物ＯＢの重心Ｇが配置されるようにロボット２が動作したが、必ずしも対象物ＯＢの重心Ｇが画像の中心Ｃに配置される必要はない。例えば、対象物ＯＢが立方体だった場合に、対象物ＯＢの特徴点としての頂点が所定位置として抽出され、動作制御部４２により、当該頂点が撮影された画像の中心Ｃに配置されるように、ロボット２が動作してもよい。

上記実施形態では、対象物ＯＢの大きさＷ１，Ｗ２として、画像の面積の平方根が用いられたが、対象物ＯＢの大きさＷ１，Ｗ２の指標については種々変形可能である。例えば、対象物ＯＢの大きさＷ１，Ｗ２として、対象物ＯＢの輪郭の最大長さが用いられてもよいし、２つの特徴点を結んだ直線長さが用いられてもよい。

本発明において、カメラ３の光軸方向ＬＡに沿ってカメラ３が並進移動するようにロボット２が動作することは、必ずしも、ロボット２の移動経路がカメラ３の光軸方向ＬＡから外れないで移動することのみに限定されない。上記実施形態では、動作制御部４２は、カメラ３の光軸方向ＬＡに沿った移動距離ｄＬとして、移動前後のロボット２の第１の撮影位置Ｐ１と第２の撮影位置Ｐ２とを用いて算出している。そのため、ロボット２が第１の撮影位置Ｐ１から第２の撮影位置Ｐ２までに移動する間にカメラ３の光軸上から大きく外れたとしても、図５のステップＳ１０９からステップＳ１１１までのような補正処理が行われることにより、第１の撮影位置Ｐ１から第２の撮影位置Ｐ２に向かってカメラ３が並進移動するようなロボット２の動作は、実質的に、カメラ３の光軸方向ＬＡに沿っているように設定されている。

また、第１の撮影位置Ｐ１から第２の撮影位置Ｐ２に向かってカメラ３が並進移動するようにロボット２が動作する場合の他、第１の撮影位置Ｐ１におけるカメラ３の姿勢と第２の撮影位置Ｐ２におけるカメラ３の姿勢とが並進移動した関係となっていれば、２つの撮影位置間におけるロボット２の動作は任意でよい。

図５に示すフローチャートでは、カメラ３により第１の画像が取得された後に第１画像内における対象物ＯＢの大きさＷ１が算出されて、カメラ３により第２の画像が取得された後に第２画像内における対象物ＯＢの大きさＷ２が算出されたが、対象物ＯＢの大きさＷ１，Ｗ２が算出されるステップは、図５のフローチャートの順番に限られない。例えば、第１画像内における対象物ＯＢの大きさＷ１と第２の画像内における対象物ＯＢの大きさＷ２とが算出されるステップは、カメラ３から対象物ＯＢまでの移動後距離Ｌ２が算出される直前のステップにおいて行われてもよい。

１ 距離計測システム
２ ロボット
３ カメラ
４ 制御装置（制御部）
４２ 動作制御部
４３ 大きさ算出部
４４ 距離算出部
ＩＭ１，ＩＭ２ 画像
Ｃ 画像の中心
Ｇ 対象物の重心
ｄＬ 移動距離（２つの撮影位置間の距離）
Ｌ１ 移動前距離
Ｌ２ 移動後距離（カメラから対象物までの距離）
ＯＢ 対象物
Ｐ１ 第１の撮影位置
Ｐ２ 第２の撮影位置
Ｗ 対象物の実物の大きさ
Ｗ１，Ｗ２ 画像内における対象物の大きさ
Ｓ１０３ 第１移動ステップ
Ｓ１０６ 第１撮影ステップ
Ｓ１０９ 第２移動ステップ
Ｓ１１２ 第２撮影ステップ
Ｓ１０８，Ｓ１１４ 大きさ算出ステップ
Ｓ１１５ 距離算出ステップ

本態様によれば、ロボットがカメラまたは対象物を動かすことにより、カメラから対象物までの距離を異ならせた２つの撮影位置でカメラにより対象物が撮影されてそれぞれ画像が取得される。各撮影位置においては、画像内における対象物の所定位置が画像の中心に配置されるように設定されるため、撮影された対象物は、カメラの光軸上に配置される。また、各撮影位置においてはカメラまたは対象物が並進移動された状態に配置されるため、対象物またはカメラをカメラの光軸方向に沿って並進移動させた前後の状態で画像が取得される。そのため、２つの撮影位置で取得された画像内における対象物のそれぞれの大きさは、カメラから対象物までの距離に反比例する。この関係を利用することにより、２つの撮影位置での画像内における対象物のそれぞれの大きさと、２つの撮影位置間の距離とを用いて、カメラから対象物までの距離を精度よく算出することができる。

Claims (5)

1. 対象物を撮影して画像を取得するカメラと、
   該カメラまたは前記対象物を移動させるロボットと、
   該ロボットを制御する制御部とを備え、
   該制御部が、前記カメラにより取得された前記画像内における前記対象物の所定位置が前記画像の中心に配置される２つの異なる撮影位置間で、前記カメラまたは前記対象物を並進移動させた状態に配置するように前記ロボットを動作させる動作制御部と、２つの前記撮影位置において、前記カメラにより取得された前記画像内における前記対象物の大きさを算出する大きさ算出部と、該大きさ算出部により算出された２つの前記撮影位置における前記対象物のそれぞれの大きさと、２つの前記撮影位置間の距離とに基づいて、前記カメラから前記対象物までの距離を算出する距離算出部とを備える距離計測システム。
2. 前記所定位置が、前記対象物の重心である請求項１に記載の距離計測システム。
3. 前記画像内における前記対象物の大きさが、前記対象物の輪郭に基づく最大長さである請求項１または請求項２に記載の距離計測システム。
4. 前記画像内における前記対象物の大きさが、該対象物の面積の平方根である請求項１または請求項２に記載の距離計測システム。
5. カメラにより取得される画像内における対象物の所定位置が前記画像の中心に配置される第１の撮影位置に前記対象物と前記カメラとが配置されるように、ロボットを動作させて前記対象物または前記カメラを移動させる第１移動ステップと、
   前記第１の撮影位置において、前記カメラにより前記対象物を撮影して前記画像を取得する第１撮影ステップと、
   前記第１の撮影位置に対して前記カメラまたは前記対象物を並進移動させて前記カメラにより取得された前記画像内における前記所定位置が前記画像の中心に配置される第２の撮影位置に前記対象物と前記カメラとが配置されるように、ロボットを動作させて前記対象物または前記カメラを移動させる第２移動ステップと、
   前記第２の撮影位置において、前記カメラにより前記対象物を撮影して前記画像を取得する第２撮影ステップと、
   前記第１の撮影位置および前記第２の撮影位置において取得された前記画像内における前記対象物のそれぞれの大きさを算出する大きさ算出ステップと、
   算出された前記画像内における前記対象物のそれぞれの大きさと、前記第１の撮影位置と前記第２の撮影位置との間の距離とに基づいて、前記カメラから前記対象物までの距離を算出する距離算出ステップとを含む距離計測方法。
   

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