JP2021051721A - 物体識別のための方法および計算システム - Google Patents
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Abstract
Description
は<X2−X1,Y2−Y1,Z2−Z1>として定義されてもよい。一部の事例では、頂点がそれぞれの座標に対して同じZ成分を有する場合、Z成分は無視されうる。こうした事例では、第一ベクトル
は<X2−X1,Y2−Y1>と定義されてもよい。一部の事例では、第一ベクトルは、現在の頂点または現在の輪郭点(cVxまたはcPt)から、前の頂点または前の輪郭点(pVxまたはpPt)までである。
は<X3−X1,Y3−Y1,Z3−Z1>と定義されてもよい。一部の事例では、第二ベクトルは、現在の頂点または現在の輪郭点から、次の頂点または次の輪郭点まででありうる。
が第一長さ基準を満たすか、および第二ベクトル
が第二長さ基準を満たすかどうかの判定を伴いうる。こうした判定は、第一ベクトルの長さ(第一長さと呼びうる)と、定義される閾値長さとの比較、および第二ベクトルの長さ(第二長さと呼びうる)と、定義される長さの閾値との比較を伴いうる。第一長さは、例えば、頂点512bから頂点512aまでの距離でありうる。一部の例では、第一ベクトルが、現在の頂点cVxから前の頂点pVxまでのベクトルである場合、第一長さは、Norm(cVx−pVx)と定義されてよく、「ノルム(Norm)」は二点間のユークリッド距離を判定する関数である。第二長さは、例えば、頂点512bから頂点512cまでの距離でありうる。一部の例では、第二ベクトルが、現在の頂点cVxから次の頂点nVxまでのベクトルである場合、第二距離はNorm(cVx−nVx)と定義されてよい。上述のように、ベクトルの長さを閾値長さと比較することによって、第一頂点(例えば、512b)が、第二頂点(例えば、512a)および第三頂点(例えば、512c)から十分遠く離れて、第一頂点がアーチファクトである可能性は低いと判定することを保証する。一部の事例では、頂点は、第一長さ基準および第二長さ基準を満たす場合、3D頂点であるとみなされうる。一部の事例では、頂点は、第一長さ基準および第二長さ基準のいずれか一方を満たさない場合、または第一長さ基準および第二長さ基準の両方を満たさない場合、3D頂点ではない(および、それゆえ3D角ではない)と判定される。頂点は、3D頂点ではないと判定される場合、凸角を識別するための使用から除外されうる。例えば、処理回路110は、凸角を識別するとき、頂点を無視してもよく、これは以下で詳述する。一部の事例では、処理回路110は、3D頂点ではない、こうした頂点に対応するデータ値を、空間構造データから除去するように構成されてもよい。
および第二ベクトル
が、互いに実質的に直交するかどうかの判定を伴いうる。例えば、直交性基準は、図5Dのベクトル551および図5Dのベクトル552が、実質的に直交する(また、実質的に垂直であるとも呼ぶ)かどうかの評価を伴いうる。本明細書で使用する場合、実質的に直交するとは、約90°の角度で出合う、二本の線または二つのベクトルを指す。約90°は、90°の+/−0.1°、0.5°、1°、2°、3°、4°、および/または5°辺りの範囲を含みうる。一部の事例では、上記の判定は、第一ベクトル
および第二ベクトル
のドット積が、ゼロまたは実質的にゼロであるかどうかを判定することによって行われうる。実施形態では、頂点(例えば、頂点512b)が上術の第一長さ基準、第二長さ基準、および直交性基準を満たす場合、頂点を3D角、または3D角の集合に含まれると判定してよい。実施形態では、動作306で識別される複数の頂点の各頂点は、頂点が3D角であるかどうかを判定するように評価されてもよい。頂点が、第一および第二長さ基準を満たす3D頂点であるが、直交性基準を満たさないため、3D角ではない場合、3D頂点は依然として、以下で詳述するように、融合角を判定するように使用されてもよい。
および第二ベクトル
(例えば、ベクトル551およびベクトル552)が、実質的に互いに直交するかどうかの判定は、二つのベクトルを共有平面へ投影し(例えば、物体識別管理部206によって)、その後、投影したベクトルが実質的に直交するかどうかを判定することを伴ってもよい。例えば、空間構造データから抽出される一部分/空間セグメントは、奥行き値の範囲を伴う空間情報を含んでもよく、(例えば、図1A〜1Cの空間構造感知装置151の画像平面に対して)傾斜面を形成する層を表してもよい。こうした状況では、第一ベクトル
および第二ベクトル
は、互いの面外であってもよい。こうした状況に対処するために、物体識別管理部206(またはより広くは、計算システム101の処理回路110)は、第一ベクトル
および第二ベクトル
を共有平面上へ投影し、投影されたベクトル間の角度を使用して、それらが互いに実質的に直交するかどうかを判定するように構成されてもよい。
および第二ベクトル
の外積の(例えば、物体識別管理部206による)判定を伴う。外積は、外積のベクトルを含んでもよく、または外積のベクトルであってもよい。例えば、図5Fは、外積の演算結果である、外積のベクトル553および556を示す。より具体的には、図によって層422の斜視図が提供される。図5Fはまた、取り込まれた空間セグメント422に対する、空間構造感知装置151Aの位置も示す。図5Fの例では、外積のベクトル553は、ベクトル551、552の外積の結果であり、両ベクトル551、552に直交する。さらに、外積のベクトル556はベクトル554、555の外積の結果である。右手の法則によって判定される、外積のベクトル553または556の方向は、3D角(例えば、図5Fの頂点512bまたは頂点512d)である特定の頂点がまた、凸角であるか、または凹角であるかを示しうる。右手の法則は、外積のベクトルの方向を判定するためによく使用される慣習である。例えば、外積を方程式
とする。右手を使用して、人差し指を
の方に向け、中指を
の方に向ける。人差し指および中指をそのように配置すると、延びた親指は外積
の方向を指す。頂点が凸角であるかどうかの判定は、頂点に対応する外積のベクトルの方向が、定義される方向に一致するかどうかの判定を伴いうる。以下で詳述するように、外積のベクトルに一致する方向が、計算システム101が(動作306の)複数の頂点を経て進行している方向でありうる。
は、(現在の頂点から前の頂点の方へ)反時計回りの流れに従う方向を指し、外積を算出するのに使用する第二ベクトル
は、(現在の頂点から次の頂点の方へ)時計回りの流れに従う方向を指す。外積のベクトル
は、(現在の頂点から前の頂点の方へ)時計回りの流れに従う方向を指し、外積を算出するのに使用する第二ベクトル
は、(現在の頂点から次の頂点の方へ)反時計回りの流れに従う方向を指す。外積のベクトル
Claims (20)
- 非一時的コンピュータ可読媒体と、
少なくとも一つの処理回路であって、物体構造を記述する空間構造データが、前記非一時的コンピュータ可読媒体に記憶されるとき、
前記空間構造データであって、前記物体構造について複数の層を示す奥行き情報を有する前記空間構造データにアクセスすることと、
前記空間構造データから、前記複数の層のうちの一層を表す、前記空間構造データの一部分を抽出することと、
前記空間構造データの前記一部分から、前記層の輪郭を記述する複数の頂点を識別することと、
前記複数の頂点に基づいて、前記層の凸角を識別することと、
前記凸角に従って、物体認識を行うことと、
を行うように構成される、少なくとも一つの処理回路と、
を備える、計算システム。 - 前記空間構造データが、前記物体構造の一つ以上の面上におけるそれぞれの位置を表す複数の点を識別する点群を含み、
抽出される前記空間構造データの前記一部分が、前記複数の点の一部分を表し、かつ、前記層を表す点の集合を識別する、請求項1に記載の計算システム。 - 前記処理回路が、
前記層を表す前記点の集合について、真っ直ぐな縁を形成する複数の線分を識別することと、
前記複数の頂点を前記線分の終点として識別することと、によって、
前記層の前記輪郭を記述する前記複数の頂点を識別するように構成される、請求項2に記載の計算システム。 - 前記処理回路が、
前記点の集合の周縁上にある点を表す複数の縁点を前記点の集合の中から識別することと、
前記複数の縁点を通り抜ける複数の線を判定することと、
前記複数の線が交差する交点を、前記複数の頂点として識別することと、によって、
前記層の前記輪郭を記述する前記複数の頂点を識別するように構成される、請求項2に記載の計算システム。 - 前記処理回路がさらに、
前記複数の頂点の中から二つ以上の頂点間の、少なくとも一つまたは複数の距離を示す関係を判定することと、
前記関係に従って、前記複数の頂点の部分集合を3D角として識別することと、
凸状である3D角を、前記凸角として識別することと、によって、
前記複数の頂点の中から前記層の前記凸角を識別するように構成される、請求項1に記載の計算システム。 - 前記関係がさらに、ベクトルの対によって形成されるそれぞれの角度を示し、
前記ベクトルの各々は、前記複数の頂点のうちの一対の頂点間を延びる、請求項5に記載の計算システム。 - 前記処理回路がさらに、
前記複数の頂点の中から、3D頂点の集合を識別することと、
前記3D頂点の集合の中から、3D角の集合を識別することと、
前記3D角の集合の中から、前記凸角の少なくとも一部を識別することと、によって、
前記複数の頂点の中から前記層の前記凸角を識別するように構成され、
前記3D頂点の集合は、定義される閾値長さに等しいかまたはそれを超える、最も近い隣接頂点へのそれぞれの距離を各々有する頂点を含み、
前記3D頂点の集合は、前記定義される閾値長さよりも短い、最も近い隣接頂点へのそれぞれの距離を有するいかなる頂点を除外し、
前記3D角の集合は、前記3D頂点の集合の中から、前記物体構造の直交角を表す3D頂点を含む、請求項1に記載の計算システム。 - 前記処理回路がさらに、
前記複数の頂点のうちの第一頂点を、前記3D角の集合の中へ含むかどうかを判定することによって、前記3D角の集合を識別するように構成されており、
かかる判定は、
前記複数の頂点の中から、前記層の前記輪郭に沿う第一方向において、前記第一頂点に最も近い隣接頂点である第二頂点を選択することと、
前記第一頂点から前記第二頂点までである、第一ベクトルを画定することと、
前記複数の頂点の中から、前記層の前記輪郭に沿う第二方向において、前記第一頂点に最も近い隣接頂点である第三頂点を選択することであって、前記第二方向は、前記第一方向とは異なる、ことと、
前記第一頂点から前記第三頂点までである、第二ベクトルを画定することと、
前記第一ベクトルの第一長さを前記定義される閾値長さと比較することによって、前記第一頂点が第一長さ基準を満たすかどうかを判定することと、
前記第二ベクトルの第二長さを前記定義される閾値長さと比較することによって、前記第一頂点が第二長さ基準を満たすかどうかを判定することと、
前記第一ベクトルおよび前記第二ベクトルが実質的に互いに直交するかどうかを判定することによって、前記第一頂点が直交性基準を満たすかどうかを判定することと、
前記第一頂点が前記第一長さ基準を満たさない、前記第一頂点が前記第二長さ基準を満たさない、または前記第一頂点が前記直交性基準を満たさないという判定に応じて、前記3D角の集合から前記第一頂点を除外するように判定することと、
前記第一頂点が前記第一長さ基準を満たす、前記第一頂点が前記第二長さ基準を満たす、および前記第一頂点が前記直交性基準を満たすという判定に応じて、前記3D角の集合に前記第一頂点を含むように判定することと、
によってなされる、請求項7に記載の計算システム。 - 前記処理回路がさらに、
前記3D角の集合に3D角として前記第一頂点を含むという判定に応じて、
前記3D角の凸状を判定するために、前記第一ベクトルと前記第二ベクトルとの外積を判定することによって、前記3D角が凸角であるかどうかをさらに判定するように構成される、請求項8に記載の計算システム。 - 前記外積を判定することは、外積のベクトルを判定することを含み、
前記3D角が凸角であるかどうかを判定することは、前記外積のベクトルの方向が画定される方向に一致するかどうかを判定することを含む、請求項9に記載の計算システム。 - 前記処理回路が、前記複数の頂点の各頂点について、
前記3D角の集合にそれぞれの3D角として前記頂点を含むかどうかを判定することと、
前記層の前記輪郭に沿って時計回りまたは反時計回りに、前記複数の頂点を経て進行する順番で、前記判定を実行することと、
を行うように構成され、
前記外積のベクトルの方向と比較される、前記画定される方向は、前記順番が前記時計回りに前記複数の頂点を経て進行するか、または前記順番が前記反時計回りに前記複数の頂点を経て進行するかによる、請求項10に記載の計算システム。 - 前記処理回路は、
前記第一頂点が前記直交性基準を満たさないという判定に応じて、前記第一頂点に基づいて融合角を判定するように構成され、
前記融合角は、前記物体構造に基づく形状の直交角であり、
前記融合角は、
前記層の前記輪郭に沿う前記第二方向において、前記第一頂点に二番目に近い隣接頂点である第四頂点を選択することと、
前記第四頂点と前記第三頂点との間に、第三ベクトルを画定することと、
前記第一ベクトルに沿って延びる第一線、および前記第三ベクトルに沿って延びる第二線を判定することと、
前記第一線と前記第三線との間の交点を識別することと、
前記第一線および前記第三線が実質的に互いに直交するかどうかを判定することによって、前記交点が前記直交性基準を満たすかどうかを判定することと、
前記交点が前記直交性基準を満たすという判定に応じて、前記交点を前記融合角として識別することと、
によって判定される、請求項8に記載の計算システム。 - 前記処理回路は、
前記融合角が前記層の前記輪郭の外側にあるかどうかを判定することによって、前記融合角が凸状であるかどうかを判定し、
前記融合角が凸状であるという判定に応じて、前記凸角のうちの一つとして前記融合角を識別するように構成される、請求項12に記載の計算システム。 - 前記処理回路はさらに、
前記第一ベクトルおよび前記第二ベクトルを画定する前に、ならびに前記第一頂点が前記第一長さ基準、前記第二長さ基準、および前記直交性基準を満たすかどうかを判定する前に、
前記第一頂点、前記第二頂点、および前記第三頂点を共有平面上へ投影するように構成される、請求項8に記載の計算システム。 - 前記処理回路はさらに、前記凸角に従って検出仮説を生成することによって、前記物体認識を行うように構成される、請求項1に記載の計算システム。
- 前記処理回路は、前記凸角に基づいて、前記物体構造を記述する前記空間構造データを、同様に前記物体構造を記述するテンプレートの中の特徴にどのようにマッピングするかを判定することによって、物体認識を行うように構成される、請求項1に記載の計算システム。
- 前記処理回路はさらに、前記凸角に従って検出仮説を修正することによって、前記物体認識を行うように構成される、請求項1に記載の計算システム。
- 非一時的コンピュータ可読媒体であって、当該非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶された命令を有する非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記命令は、処理回路によって実行されるとき、前記処理回路に、
物体構造を記述する空間構造データであって、前記物体構造について複数の層を示す奥行き情報を有する空間構造データにアクセスすることと、
前記空間構造データから、前記複数の層のうちの一層を表す、前記空間構造データの一部分を抽出することと、
前記空間構造データの前記一部分から、前記層の輪郭を記述する複数の頂点を識別することと、
前記複数の頂点に基づいて、前記層の凸角を識別することと、
前記凸角に従って、物体認識を行うことと、
を行わせる、非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記複数の頂点の中から二つ以上の頂点間の、少なくとも一つまたは複数の距離を示す関係を判定することと、
前記関係に従って、前記複数の頂点の部分集合を3D角として識別することと、
凸状である3D角を、前記凸角として識別することと、によって、
前記命令が、前記処理回路によって実行されるとき、前記処理回路に、前記複数の頂点の中から、前記層の前記凸角を識別することを行わせる、請求項18に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 計算システムによって行われる方法であって、
物体構造を記述する空間構造データにアクセスすることであって、前記空間構造データは、前記物体構造について複数の層を示す奥行き情報を有する、ことと、
前記空間構造データから、前記複数の層のうちの一層を表す、前記空間構造データの一部分を抽出することと、
前記空間構造データの前記一部分から、前記層の輪郭を記述する複数の頂点を識別することと、
前記複数の頂点に基づいて、前記層の凸角を識別することと、
前記凸角に従って、物体認識を行うことと、を含む方法。
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