JP3097295B2 - ３次元物体認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的な手段を用いて
物体の３次元での位置を認識する３次元物体認識装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、運搬用のロボット等に用いられて
いる物体認識装置は、比較的高精度の測定が行えるた
め、ほとんど光学式の認識装置である。従来の代表的な
３次元物体認識装置においては、ＣＣＤカメラを用いて
対象物の画像データを得て、その画像情報に様々な画像
処理を施すことによって、対象物の特徴データを抽出し
ていた。

【０００３】多くの場合、ＣＣＤカメラからの画像情報
は、２５６レベル程度のグレーレベル画像データであ
り、この画像データは、マイクロプロセッサやデジタル
シグナルプロセッサ等によって２値化や細線化、輪郭線
抽出等が行われる。これらの処理を行うことによって対
象物の大きさが認識される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この各種画像処理を行
うに当たっては、画像データの量が一般に極めて大であ
るため、専用のハードウェアを用いなければ実用上十分
な処理速度には達しない場合が多い。そのため、実用に
供せられている多くの３次元物体認識装置は専用のハー
ドウェアを用いて上述の画像処理を行っていた。したが
って、まったく別な対象物に適用するために、上述した
画像処理の内容を、ソフトウェアの変更によって修正を
加えるというようなことが簡単にはできなかった。

【０００５】さらに、画像処理によって物体を認識する
装置に共通の問題であるが、周囲の明るさによって、画
像データ上の輝度値が変化してしまうので、測定値が明
るさによってばらつきが生じてしまうという問題があ
る。また、このような従来の画像処理による物体認識装
置における画像データは、奥行き方向のデータを含んで
いないので、実際の対象物の３次元的な位置を特定する
ことはできなかった。

【０００６】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、光学的な物体認識装置で
あって、奥行き方向のデータを検出することにより、３
次元的な物体の位置を認識することが可能な３次元物体
認識装置を得ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、認識の対象である対象物までの距離を
検出する光学式位置センサを用いて、所定の範囲に含ま
れる複数の方位に対する対象物までの距離を算出し、複
数個の前記距離の情報から前記所定の範囲内に存在する
対象物の種類と位置とを算出する３次元物体認識装置で
あって、検出される可能性のある複数の対象物について
の情報があらかじめ記憶されている記憶装置と、前記複
数の距離情報を近似する値ごとにグループ分けを行い、
前記各グループに対して番号付けをするラベリング手段
と、前記ラベリング手段によって分けられた複数個のグ
ループのうち、対象物を表すグループを選択する対象物
候補選出手段と、前記選択された対象物の特徴量と、前
記記憶装置にあらかじめ記憶されている対象物について
の情報とを比較し、検出された前記対象物の種類を特定
するマッチング手段と、前記マッチング手段によって特
定された対象物の種類についての情報に基づいて、対象
物の位置を算出する位置算出手段と、を備えることを特
徴とする３次元物体認識装置である。

【０００８】したがって、複数の方位にそれぞれ対応す
る複数の距離情報から、あらかじめ記憶されている対象
物についての情報に基づいて、対象物を特定し、その位
置を検出することが可能である。

【０００９】

【作用】本発明におけるラベリング手段は、値が近い距
離情報ごとにグループ分けを行う。また、対象物選択手
段は、対象物を表すグループを選択する。そして、マッ
チング手段は、あらかじめ記憶されている対象物と、前
記選択されたグループが表す対象物とを比較し、検出さ
れた対象物の種類を特定する。最後に、その特定された
種類に応じて、位置算出手段は対象物の位置を算出す
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。まず、１．において本実施例で用いられて
いる３次元位置認識センサの構成とその動作を説明す
る。次に２．において、本実施例の全体構成について説
明し、３．において本実施例の動作について説明する。
最後に４．において、本実施例の効果についてまとめ
る。

【００１１】１． ３次元位置認識センサの構成と動作 図１には、本発明の一実施例である３次元物体認識装置
に用いられている３次元位置認識センサの動作説明図が
示されている。また、図２と図３には、この３次元位置
認識センサの測距原理図が示されている。

【００１２】図１に示されているように、本実施例にお
いて用いられている３次元位置認識センサ１０は、中央
に高輝度発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）１２
が設けられている。このＬＥＤ１２は、図示されていな
い投光レンズを通して、外部の対象物１４に光を照射す
る。そして、対象物１４からの反射光が、このＬＥＤ１
２の左右の両側に設けられている長距離対応受光素子
（以下、ＰＳＤと称する）１６Ｒ、１６Ｌによって受光
されている。

【００１３】図２には、この３次元位置認識センサ１０
による測距原理の説明図が示されている。図に示されて
いるように、ＬＥＤ１２から投光レンズ１８を通して発
せられた光は、例えばＮ、ＭもしくはＦで示される位置
の対象物によって反射され、その反射光が、受光レンズ
２０を通ってＰＳＤ１６Ｒに到達する。この到達する
際、対象物の位置（Ｎ，ＭもしくはＦ）によって、反射
光がＰＳＤ１６Ｒ上に到達する位置が異なる。すなわ
ち、対象物がＮに位置していた場合、Ｎから反射された
反射光はＰＳＤ１６Ｒ上のＮ´において受光される。同
様に、対象物がＭに位置していた場合、Ｍから反射され
た反射光はＰＳＤ１６Ｒ上のＭ´において受光され、対
象物がＦに位置していた場合、Ｆから反射された反射光
はＰＳＤ１６Ｒ上のＦ´において受光される。ＰＳＤ１
６Ｒ上において、反射光が受光された位置が判別できれ
ば、三角測量の原理で、対象物までの距離が測定可能で
ある。本実施例においてはＰＳＤ１６Ｒ（及びＰＳＤ１
６Ｌ）は、図３に示されているように、Ａ部とＢ部とか
らなる２分割型フォトダイオードによって構成されてい
る。さらに、ＬＥＤ１２から発せられる光は、縦長の光
束をなしており、図３に示されているように、この縦長
の光束が、２分割型フォトダイオード上に受光される。

【００１４】全体として、ＰＳＤ１６Ｒは長方形の形状
をなしており、対角線で分割され、前述したＡ部とＢ部
とのフォトダイオードに分割されている。それぞれのフ
ォトダイオードからの出力信号は、独立にとり出され、
その出力信号の大きさの比によって、受光された位置が
検出される。すなわち、図３に示されているように、Ｎ
からの反射光はＮ´の位置で受光されるが、この場合、
縦長の光束の大部分はＡ部のフォトダイオードに受光さ
れている、その結果、出力信号の大きさはＢ部よりＡ部
のフォトダイオードからのほうが大きくなる。同様にし
てＭ´の位置で反射光が受光された場合には、Ｂ部から
の出力信号のほうがやや大きくなり、Ｆ´の位置で反射
光が受光された場合には、Ｂ部からの出力信号のほうが
Ａ部からの出力信号よりはるかに大きくなる。

【００１５】このようにして、Ａ部とＢ部とからの出力
信号の比を検出することにより、対象物までの距離を測
定可能である。比を検出することにより、距離を測定し
ているため、比が一定である限り、反射光全体の大きさ
が変化しても測定される距離は変化しない。そのため、
対象物の反射率等により距離の測定精度が変化すること
はない。なお、反射光はＰＳＤ１６Ｌにも到達するが、
ＰＳＤ１６Ｒ側と同様の動作であるため、図２において
は省略し、示されていない。

【００１６】２． 本実施例の全体構成 図４に本実施例の全体構成ブロック図が示されている。
上述した３次元位置認識センサ１０からの出力信号は、
コントラーラ３０に入力されている。コントラーラ３０
は、３次元位置認識センサ１０からの出力信号に基づき
距離信号を算出する。そして、ＶＭＥ／ＧＰ−ＩＢユニ
ット３２は、この距離信号をＧＰ−ＩＢインターフェー
ス上の信号に変換し、出力する。最後に、ＧＰ−ＩＢボ
ード３４を備えたパーソナルコンピュータ３６が、この
ＧＰ−ＩＢインターフェースを介して距離信号を受信す
る。

【００１７】パーソナルコンピュータ３６によって受信
された複数の距離信号を、本実施例においては、計測デ
ータと称する。この計測データは、以下に説明するよう
に、プログラムによってその処理が行われる。すなわ
ち、本実施例においては、記憶装置は、ハードディスク
装置や半導体メモリで構成され、ラベリング手段、対象
物候補選出手段、マッチング手段、及び位置算出手段の
各手段は、パーソナルコンピュータ内部のプログラムに
よってそれぞれ実現されている。

【００１８】図５に、本実施例における計測データの処
理のゼネラルフローチャートが示されている。図５中、
ステップＳＴ５−１においては、対象物の特定に先立っ
て、計測データの前処理が行われる。この前処理の詳細
な説明は次節にて説明する。ステップＳＴ５−２におい
ては、ラベリング手段による計測データのラベリングが
行われる。そして、ステップＳＴ５−３においては、前
記ラベリング手段によってラベリングがなわれ、グルー
プ分けされた各グループの中で、ある一定の個数以上の
距離情報を有するグループから、対象物を表すグループ
の候補となるべきものを選択する。また、ステップＳＴ
５−４においては、あらかじめ記憶されている対象物に
ついてのデータと、測定された対象物のデータとが比較
され、合致するものが選ばれる。このようにして対象物
の種類が特定される。本実施例においては、対象物とし
て大きさの異なる数種類の直方体のパレットを扱う。す
なわち、ステップＳＴ５−４においては、あらかじめ記
憶されている複数のパレットデータと、計測された対象
物のデータとのマッチングがとられ、その結果、対象物
であるパレットの大きさが特定される。最後に、ステッ
プＳＴ５−５において、前記マッチング結果に基づき、
対象物であるパレットの（あらかじめ記憶してある）正
しいデータを利用して、パレットの正確な位置が算出さ
れる。

【００１９】以下、それぞれの手段の動作について、詳
細な説明を行う。

【００２０】３． 本実施例の動作 ３．１ 測定点 各手段についての説明の前に、本実施例における計測デ
ータの中に含まれる距離情報について説明する。図６に
は、本実施例における測定点の位置を説明する図が示さ
れている。図に示されているように、３次元位置認識セ
ンサ１２を水平方向及び垂直方向に走査することによ
り、測定点が測定範囲の中でマトリクス状に配置されて
いる。水平方向には４８個の測定点が採られ、垂直方向
には３２個の測定点が採られることにより、全体で３２
×４８＝１５３６個の測定点が得られる。

【００２１】３．２ 前処理 ラベリングが行われる前に、各距離情報に対する変数の
初期値が設定される処理である。本実施例では、図７に
示されているように、（１）から（７）までの７個の変
数がラベリングの際に用いられている。（１）から
（３）までは、それぞれｘ座標値、ｙ座標値、ｚ座標値
である。これらの値は、方位とそれに対する距離から算
出される。（１）から（３）までの値を本実施例におい
ては測定値と呼ぶ。

【００２２】（４）は、反射光の有無を表すフラグであ
る。すなわち、反射波が検出されれば例えば「１」を、
なければ「０」をとるフラグである。本実施例において
は、精度良く測定ができる範囲として例えば、０．５ｍ
〜６．０ｍが選択されており、この範囲以外のデータは
全て反射光がなかったものとして取り扱っている。
（５）は、ラベリングの際に付与されるラベリングナン
バーである。前処理においてこのラベリングナンバー
は、初期値として全て「０」が代入される。（６）と
（７）は、ラベリングの際用いられるパラメータであ
り、前処理においては、例えば「０」等の初期値が代入
される。（４）から（７）までの値は、本実施例におい
ては、マーカと呼ぶ。この前処理は実際には、次に述べ
るラベリング処理と同時に行われる。すなわち、各測定
点ごとに、前処理とラベリング処理が同時に適用され
る。詳しくは、次節で説明する。

【００２３】３．３ ラベリング処理 ３．３．１ ラベリング処理の概要 ラベリング処理は、ラベリング手段によって行われる。
ラベリングとは、前述したように測定データ中の距離情
報を近似する値ごとに分類し、グループ分けをすること
である。本実施例においては、上述したように、前処理
において方位と距離情報をｘ座標値、ｙ座標値、及びｚ
座標値に変換している。そこでグループ分けにおいて
も、３次元位置認識センサ１０からの単なる距離情報で
はなく、ｚ方向の座標によってラベリングが行われてい
る。

【００２４】ラベリング処理は、画像処理の分野で良く
知られた技術であるが、本実施例においては、ｚ座標値
に従ってこのラベリングを行ったので、ｚ座標値ごとに
グループ分けが行われる。その結果、一個の固体に対し
ては同じ番号（ラベリングナンバー）が付与されること
になる。本実施例において特徴的な点はまさにこの点で
あり、ｚ座標値によるラベリングによって個体の識別が
行われる。

【００２５】ラベリングは、距離情報一個ごとに、その
回りの８個の距離情報と比較をすることにより行われ
る。すなわち、図８に示されているように、注目点を中
心にしてその測定点に隣接する８個の点と、この注目点
とを比較するのである。

【００２６】ラベリングの処理は、各測定点に対しラベ
ル付けを行う処理であるが、この処理に合わせて、以下
の２つの工程も実行される。

【００２７】まず、注目点のｚ座標値と、回りの測定点
のｚ座標値とを比較し、その差が所定のしきい値以下で
ある回りの点の個数を算出し、前処理における（６）の
パラメータに代入する。すなわち、パラメータ（６）
は、その注目点と同じ個体であると見なされる測定点の
個数である。以下、しばしばパラメータ（６）をｒｏｕ
ｎｄと記す。

【００２８】次に、孤立点のラベリングを行う。孤立点
とは、上記ｒｏｕｎｄの値が３未満の測定点である。こ
のような測定点のｚ座標値は、雑音等の影響を大きく受
けている可能性が強く、そのｚ座標値には余り信頼がお
けないため、以下の演算の対象から外される。

【００２９】このような処理も含めてラベリング処理が
全ての測定点に対して行われる。処理の順番は、本実施
例においては、図９に示されているような順番で行われ
る。すなわち、最も左の列に対して上から下にラベリン
グが行われた後は、となりの列のラベリングが行われ
る。そして、左の列から右側の列まで順番に処理が行わ
れる。

【００３０】以上のラベリング処理のフローチャートが
図１０から図１５までに示されている。前節で述べたよ
うに、実際には、各測定点ごとに前処理とラベリング処
理とが同時に適用されるので、以下に説明するフローチ
ャートは、前処理とラベリング処理の両方を含んだもの
である。

【００３１】３．３．２ ラベリング処理の全体の動作 図１０には、全体の動作のゼネラルフローチャートが示
されている。

【００３２】ステップＳＴ１０−１において、ｃｏｕｎ
ｔが「０」に設定され、ステップＳＴ１０−２以下のル
ーチンが、ｎ＝１から１５３６まで繰り返される。

【００３３】ステップＳＴ１０−２において、５００＜
ｎ番目の測定点のｚ座標＜６０００であるか否かが検査
される。これは前述した前処理の一部であり、一定の範
囲以外のｚ座標は以後の計算の対象から外している。す
なわち、この範囲内であればステップＳＴ１０−４に移
行するが、範囲外であったならば、ステップＳＴ１０−
３に移行する。

【００３４】ステップＳＴ１０−３において、前述した
ように、図７に示された（５）で表される変数すなわち
ラベリングナンバーを「０」とし、（４）で表される変
数すなわち反射光の有無を表す変数も「０」とする。そ
して、この測定点に関してはこれで終了し、次の測定点
に移行する。

【００３５】ステップＳＴ１０−４においては、注目点
及びその回りの８個の測定点をｐｏｉｎｔ［３］［３］
の３×３の２次元行列に格納する。そして、以後この行
列に対して、もしくは基にして各種演算が行われる。

【００３６】ステップＳＴ１０−５においては、注目点
の回りの各測定点のうち、そのｚ座標値と注目点のｚ座
標値との差が、所定のしきい値以内である点の個数ｒｏ
ｕｎｄを算出する、そして、その個数ｒｏｕｎｄを前述
の図７に示された（６）によって表される変数、すなわ
ちｒｏｕｎｄ値が格納される変数である。なお、本ステ
ップの詳細なフローチャートが、図１１に示されてお
り、詳細な動作はこのフローチャートを用いて後に詳述
する。

【００３７】ステップＳＴ１０−６においては、上記
（６）によって表される変数の値が３未満であるか否か
が検査される。すなわち、上述したように孤立点である
か否かの検査である。この検査の結果、上記（６）によ
って表される変数の値が３未満である場合には、孤立点
であると見なされ、ステップＳＴ１０−７に移行する。
ステップＳＴ１０−７においては、上記ステップＳＴ１
０−６において孤立点と見なされた測定点に対し、孤立
点としてのラべリングが行われる。すなわち、図７の
（５）、ラべリングナンバーに対して「９９９９」が代
入され、（７）には「変化あり」を表す「１」が代入さ
れる。そして、この測定点に関してはこれで終了し、次
の測定点に移行する。

【００３８】ステップＳＴ１０−８においては、上記ス
テップＳＴ１０−６において孤立点ではないと見なされ
た測定点に対し、その点が、すでにラべリングがなされ
たか否かを検査する。すなわち、図７の（５）、ラべリ
ングナンバーが「０」でなければすでにラべリングがな
されたものと見なすわけである。この場合、ステップＳ
Ｔ１０−１０に移行する。逆に（５）が初期値「０」の
ままであれば、まだラべリングがなされていないものと
し、ステップＳＴ１０−９に移行する。

【００３９】ステップＳＴ１０−９においては、現在の
注目点がすでにラべリングされていると上記ステップＳ
Ｔ１０−８にて見なされた場合に、その注目点の回りの
測定点に対するラべリングが行われる。このステップの
詳細なフローチャートは、図１５に示されており、詳細
な動作はこのフローチャートを用いて後に詳述する。ス
テップＳＴ１０−１０においては、現在の注目点がまだ
ラべリングされていないと上記ステップＳＴ１０−８に
て見なされた場合に、ｚ座標値を仮のラべリングナンバ
ーとして設定する。この仮のラべリングナンバーをｚｚ
と称する。

【００４０】ステップＳＴ１０−１１においては、注目
点の回りの８個の測定点のｚ座標値と、注目点のｚ座標
値との差から注目点のラべリングナンバーを決定する。
この際、変数ｍｉｎ−ｚには、その差の中で最小値が代
入されており、ｚｚにはラべリングナンバーとなるべき
数値が代入されている。なお、このステップの詳細なフ
ローチャートは、図１２に示されており、詳細な動作は
このフローチャートを用いて後に詳述する。

【００４１】ステップＳＴ１０−１２においては、変数
ｍｉｎ−ｚと所定のしきい値とが比較され、変数ｍｉｎ
−ｚのほうが大きければ、注目点には新しいラべリング
ナンンバーを付与すべきと判断し、ステップＳＴ１０−
１４に移行する。逆に、変数ｍｉｎ−ｚが、前記所定の
しきい値以下であったならば、注目点は回りの測定点と
同じ対象物の一部分であると判断し、回りの測定点のラ
べリングナンバーと同一のラべリングナンバーを付与す
るためステップＳＴ１０−１３に移行する。

【００４２】ステップＳＴ１０−１３においては、注目
点には回りの測定点と同一のラべリングナンバーが付与
される。このステップの詳細なフローチャートは、図１
３に示されており、詳細な動作はこのフローチャートを
用いて後に詳述する。

【００４３】ステップＳＴ１０−１４においては、注目
点に新しいラべリングナンバーを付与することが決定さ
れる。

【００４４】ステップＳＴ１０−１５においては、変数
ｃｏｕｎｔが１００より大きいか否かが検査される。も
し、ｃｏｕｎｔが１００より大きければ、ステップＳＴ
１０−１６に移行し、エラーの表示が行われる。ｃｏｕ
ｎｔが１００以下であればステップＳＴ１０−１７に移
行し、付与されるラべリングナンバーの選択が行われ
る。

【００４５】ステップＳＴ１０−１６においては、変数
ｃｏｕｎｔに１００が代入され、エラー表示が行われ
る。これは同一のラべリングナンバーを有する測定点が
１００個を越えたときには対象物の特定が困難になるこ
とに鑑み、自動的にパーソナルコンピュータ３６のディ
スプレイにエラーの表示をさせるものである。なお、こ
のエラー表示が行われた場合、処理が続行不可能となる
ためすべての処理は終了する。

【００４６】ステップＳＴ１０−１７においては、後続
するループ処理のためのループ変数ｉの初期値が設定さ
れる。ここではｉ＝０としている。

【００４７】ステップＳＴ１０−１８においては、ｉを
インクリメントし（すなわち「１」が加算され）、その
結果ｉが変数ｃｏｕｎｔより小さいか否かの判定がなさ
れる。もしｉがｃｏｕｎｔ以上の大きさであれば、ステ
ップＳＴ１０−２１に移行し、ラベリングナンバーの最
終決定が行われる。

【００４８】ステップＳＴ１０−１９においては、変数
ｚｚと同じラベリングナンバーが以前にすでに使われて
いるか、すなわち他の測定点に付与されているか否かが
検査される。その結果、同じラベリングナンバーが使用
されていなければ、ステップＳＴ１０−２１に移行し、
ラベリングナンバーの最終決定が行われる。

【００４９】ステップＳＴ１０−２０においては、変数
ｚｚがインクリメントされ（「１」が加算され）、再び
ステップＳＴ１０−１８に移行し、ラベリングナンバー
が使用されているかどうかを検査するループ処理が続行
される。

【００５０】ステップＳＴ１０−２１においては、以上
のループ処理によって決定されたｚｚが最終的にラベリ
ングナンバーとして変数（５）に代入される。それと共
に、変数ｃｏｕｎｔがインクリメントされ、現在までに
使用されたラベリングナンバーの種類の数がカウントさ
れる。

【００５１】ステップＳＴ１０−２２においては、注目
点の回りのまだラベリングされていない測定点に対し、
もしラベリング可能であるならば、注目点のラベリング
ナンバーでラベリングが行われる。このステップの詳細
なフローチャートは、図１４に示されており、詳細な動
作はこのフローチャートを用いて後に詳述する。なお、
このステップが終了した後、変数ｎがまだ「１５３６」
に達していなければ、ｎをインクリメントした後、再び
ステップＳＴ１０−２に移行し、処理が続行される。

【００５２】以上述べたように、このラベリング処理に
よればｚ座標値の近似する測定点の集合毎にグループ分
けがなされるので、対象物を表す測定点のグループを容
易に抽出することが可能である。

【００５３】３．３．３ ラベリング処理の個々の詳細
な動作 以下、上述したように、図１０に示されているフローチ
ャートの主要なステップの詳細な動作を個々のフローチ
ャートを用いて説明する。

【００５４】図１０に示されたフローチャートのステッ
プＳＴ１０−５、すなわち、注目点の回りの測定点のう
ち、そのｚ座標値と注目点のｚ座標値との差が所定のし
きい値以内である測定点の個数を求めるルーチンの詳細
なフローチャートが図１１に示されている。

【００５５】図１１において、ステップＳＴ１１−１に
おいては、求める個数が入るべき変数ｒｏｕｎｄのクリ
アが行われる。すなわち、このｒｏｕｎｄに「０」が代
入される。

【００５６】ステップＳＴ１１−２においては、第一の
ループ変数ｊの初期化が行われる。すなわち、ｊに
「０」が代入される。

【００５７】ステップＳＴ１１−３においては、変数ｊ
のインクリメントが行われ、そのｊに対して、０≦ｊ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ば、ループ処理が終了し、本ルーチンが終了する。

【００５８】ステップＳＴ１１−４においては、第二の
ループ変数ｉの初期化が行われる。すなわち、ｉに
「０」が代入される。

【００５９】ステップＳＴ１１−５においては、変数ｉ
のインクリメントが行われ、そのｉに対して、０≦ｉ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ばステップＳＴ１１−３に移行し、別のループ変数ｊが
更新され、ループ処理が続行される。

【００６０】ステップＳＴ１１−６においては、ループ
変数ｉとｊが共に「１」であるか否かが検査される。そ
の結果、共に「１」であれば、後続するステップＳＴ１
１−７に移行するが、そうでなければ、ステップＳＴ１
１−５に移行し、変数ｉに関するループ処理が続行され
る。

【００６１】ステップＳＴ１１−７においては、現在の
ｉとｊに関してｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］の値が取り出さ
れる。すなわち、注目点の回りの測定点のうち一個のｚ
座標値が取り出される。そして、注目点のｚ座標値と、
取り出されたｚ座標値との差の絶対値が変数ｍｉｎに代
入される。式で表すと以下のように表される。

【００６２】 ｍｉｎ＝｜注目点のｚ座標値−ｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］｜・・・（１） ステップＳＴ１１−８においては、前ステップで算出さ
れた差の絶対値ｍｉｎが、所定のしきい値より小さいか
否かが検査される。この検査の結果、小さければ、後続
するステップに移行するが、小さくなければ、ステップ
ＳＴ１１−５に移行し、再びループ処理が続行される。

【００６３】ステップＳＴ１１−９においては、前ステ
ップにて、変数ｍｉｎが所定のしきい値より小さかった
場合に、変数ｒｏｕｎｄをインクリメントする。上述し
たように、ｒｏｕｎｄは本ルーチンにて計数する回りの
測定点の個数である。本ステップが終了したならば、再
びステップＳＴ１１−５に移行し、個数のカウントのた
めのループ処理が続行される。

【００６４】以上述べたように、本ルーチンは、ループ
処理によって、注目点の回りの測定点のうち、注目点と
そのｚ座標値が近似する測定点を選び出し、その個数を
算出する。

【００６５】図１０に示されたフローチャートのステッ
プＳＴ１０−１１、すなわち、注目点の回りの測定点の
ｚ座標値と注目点のｚ座標値との差に基づいて、注目点
のラベリングナンバーを算出するルーチンの詳細なフロ
ーチャートが図１２に示されている。

【００６６】図１２において、ステップＳＴ１２−１に
おいては、変数ｍｉｎ−ｚに前記所定のしきい値が代入
される。

【００６７】ステップＳＴ１２−２においては、第一の
ループ変数ｊの初期化が行われる。すなわち、ｊに
「０」が代入される。

【００６８】ステップＳＴ１２−３においては、変数ｊ
のインクリメントが行われ、そのｊに対して、０≦ｊ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ば、ループ処理が終了し、本ルーチンが終了する。

【００６９】ステップＳＴ１２−４においては、第二の
ループ変数ｉの初期化が行われる。すなわち、ｉに
「０」が代入される。

【００７０】ステップＳＴ１２−５においては、変数ｉ
のインクリメントが行われ、そのｉに対して、０≦ｉ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ばステップＳＴ１２−３に移行し、別のループ変数ｊが
更新され、ループ処理が続行される。

【００７１】ステップＳＴ１２−６においては、ループ
変数ｉとｊが共に「１」であるか否かが検査される。そ
の結果、共に「１」であれば、後続するステップＳＴ１
２−７に移行するが、そうでなければ、ステップＳＴ１
２−５に移行し、変数ｉに関するループ処理が続行され
る。

【００７２】ステップＳＴ１２−７においては、図７の
変数（４）、すなわち反射光があったか否かのフラグの
値が検査される。その結果、反射光があれば、後続する
ステップＳＴ１２−８に移行するが、反射光がなけれ
ば、ステップＳＴ１２−５に移行し、変数ｉに関するル
ープ処理が続行される。

【００７３】ステップＳＴ１２−８においては、図７の
変数（５）、すなわちラベリングナンバーが「０」より
大きいか否かが検査される。その結果、「０」より大き
ければ後続するステップＳＴ１２−９に移行するが、
「０」以下であれば、ステップＳＴ１２−５に移行し、
変数ｉに関するループ処理が続行される。

【００７４】ステップＳＴ１２−９においては、現在の
ｉとｊに関してｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］の値が取り出さ
れる。すなわち、注目点の回りの測定点のうち一個のｚ
座標値が取り出される。そして、注目点のｚ座標値と、
取り出されたｚ座標値との差の絶対値が変数ｍｉｎに代
入される。式で表すと以下のように表される。

【００７５】 ｍｉｎ＝｜注目点のｚ座標値−ｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］｜・・・（２） ステップＳＴ１２−１０においては、前ステップで算出
された差の絶対値ｍｉｎが、所定のしきい値より小さい
か否かが検査される。しきい値は、上述したようにステ
ップＳＴ１２−１にて変数ｍｉｎ−ｚに代入されている
ので、変数ｍｉｎは変数ｍｉｎ−ｚと比較される。この
検査の結果、変数ｍｉｎが小さければ、後続するステッ
プに移行するが、小さくなければ、ステップＳＴ１２−
５に移行し、再びループ処理が続行される。

【００７６】ステップＳＴ１２−１１においては、図７
の変数（５）、すなわちラベリングナンバーが「９９９
９」であるか否かが検査される。その結果、「９９９
９」でなければ後続するステップＳＴ１２−１２に移行
するが、「９９９９」であったならば、ステップＳＴ１
２−５に移行し、変数ｉに関するループ処理が続行され
る。

【００７７】ステップＳＴ１２−１２においては、注目
点の回りの８個の測定点であって、注目点のｚ座標値と
最も近いｚ座標値を有する測定点が求められる。計算状
は、この測定点を表すｉとｊが算出される。そして、こ
の測定点と注目点おｚ座標値の差が変数ｍｉｎ−ｚに、
求められたｉとｊが変数ｖｅｒｔとｈｏｒｉに、それぞ
れ代入される。式で表すと、以下のように表される。

【００７８】 ｍｉｎ−ｚ＝ｍｉｎ ｖｅｒｔ＝ｉ ｈｏｒｉ＝ｊ ・・・（３） このステップが終了した後、再びステップＳＴ１２−５
に移行し、ラベリングナンバーの算出のためのループ処
理が続行される。

【００７９】以上述べたようにして、注目点の回りの測
定点のうち、そのｚ座標値と注目点のｚ座標値との差が
最も小さい測定点が算出される。そして、この最も小さ
い値が変数ｍｉｎ−ｚに代入され、後の演算処理におい
て用いられる。

【００８０】図１０に示されたフローチャートのステッ
プＳＴ１０−１３、すなわち、注目点に、その注目点の
回りのある測定点のラベリングナンバーと同一のラベリ
ングナンバーを注目点に付与するルーチンの詳細なフロ
ーチャートが図１３に示されている。

【００８１】図１３において、ステップＳＴ１３−１に
おいては、すでにあるラベリングナンバーを注目点のラ
ベリングナンバーとして代入する。すなわち、図７の変
数（５）にこのラベリングナンバーを代入する。ラベリ
ングナンバーは、前述したステップＳＴ１０−１１（詳
細なフローチャートが図１２に示されている）で求めら
れた変数ｖｅｒｔとｈｏｒｉを用いれば、以下のように
表される。

【００８２】 変数（５）＝ｐｏｉｎｔ［vert］［hori］のラベリングナンバー・・（４） ステップＳＴ１３−２においては、変数ｚｚに前ステッ
プと同一のラベリングナンバーを代入する。

【００８３】ステップＳＴ１３−３においては、第一の
ループ変数ｊの初期化が行われる。すなわち、ｊに
「０」が代入される。

【００８４】ステップＳＴ１３−４においては、変数ｊ
のインクリメントが行われ、そのｊに対して、０≦ｊ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ば、ループ処理が終了し、本ルーチンが終了する。

【００８５】ステップＳＴ１３−５においては、第二の
ループ変数ｉの初期化が行われる。すなわち、ｉに
「０」が代入される。

【００８６】ステップＳＴ１３−６においては、変数ｉ
のインクリメントが行われ、そのｉに対して、０≦ｉ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ばステップＳＴ１３−４に移行し、別のループ変数ｊが
更新され、ループ処理が続行される。

【００８７】ステップＳＴ１３−７においては、ループ
変数ｉとｊが共に「１」であるか否かが検査される。そ
の結果、共に「１」であれば、後続するステップＳＴ１
３−８に移行するが、そうでなければ、ステップＳＴ１
３−６に移行し、変数ｉに関するループ処理が続行され
る。

【００８８】ステップＳＴ１３−８においては、ｐｏｉ
ｎｔ［ｉ］［ｊ］の測定点の図７の変数（４）、すなわ
ち反射光があったか否かのフラグの値が検査される。そ
の結果、反射光があれば、後続するステップＳＴ１３−
９に移行するが、反射光がなければ、ステップＳＴ１３
−６に移行し、変数ｉに関するループ処理が続行され
る。

【００８９】ステップＳＴ１３−９においては、ｐｏｉ
ｎｔ［ｉ］［ｊ］の測定点の図７の変数（５）、すなわ
ちラベリングナンバーが検査され、すでにラベリングが
なされているか否かが確認される。その結果、まだラベ
リングがなされていなければ、後続するステップＳＴ１
３−１０に移行するが、ラベリングがすでになされてい
れば、ステップＳＴ１３−６に移行し、変数ｉに関する
ループ処理が続行される。

【００９０】ステップＳＴ１３−１０においては、現在
のｉとｊに関してｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］のｚ座標値が
取り出される。そして、注目点のｚ座標値と、取り出さ
れたｚ座標値との差の絶対値が変数ｍｉｎに代入され
る。式で表すと以下のように表される。

【００９１】 ｍｉｎ＝｜注目点のｚ座標値−ｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］｜・・・（５） ステップＳＴ１３−１１においては、前ステップで算出
された差の絶対値ｍｉｎが、所定のしきい値より小さい
か否かが検査される。この検査の結果、変数ｍｉｎが小
さければ、後続するステップに移行するが、小さくなけ
れば、ステップＳＴ１３−６に移行し、再びループ処理
が続行される。

【００９２】ステップＳＴ１３−１２においては、前ス
テップにてｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］で示される測定点の
ｚ座標値が注目点と近似している判断されたので、この
点に対し、注目点と同一のラベリングナンバーを付与す
る。そして、この処理の後、ステップＳＴ１３−６に移
行し、ループ処理が続行される。

【００９３】以上述べたように、本ルーチンにおいて
は、ｚ座標値の差が小さい点に対しては同一のラベリン
グナンバーを付与したので、同一の対象物からの反射光
に対する測定点には同一のラベリングナンバーを付与す
ることが可能である。

【００９４】図１０に示されたフローチャートのステッ
プＳＴ１０−２２、すなわち、注目点の回りの測定点の
うち、まだラベリングがされていない点であって、注目
点のラベリングナンバーと同一のラベリングナンバーを
付与することが可能な点に対して、そのラベリングを行
うルーチンの詳細なフローチャートが図１４に示されて
いる。

【００９５】図１４において、ステップＳＴ１４−１に
おいては、第一のループ変数ｊの初期化が行われる。す
なわち、ｊに「０」が代入される。

【００９６】ステップＳＴ１４−２においては、変数ｊ
のインクリメントが行われ、そのｊに対して、０≦ｊ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ば、ループ処理が終了し、本ルーチンが終了する。

【００９７】ステップＳＴ１４−３においては、第二の
ループ変数ｉの初期化が行われる。すなわち、ｉに
「０」が代入される。

【００９８】ステップＳＴ１４−４においては、変数ｉ
のインクリメントが行われ、そのｉに対して、０≦ｉ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ばステップＳＴ１４−２に移行し、別のループ変数ｊが
更新され、ループ処理が続行される。

【００９９】ステップＳＴ１４−５においては、ループ
変数ｉとｊが共に「１」であるか否かが検査される。そ
の結果、共に「１」であれば、後続するステップＳＴ１
４−６に移行するが、そうでなければ、ステップＳＴ１
４−４に移行し、変数ｉに関するループ処理が続行され
る。

【０１００】ステップＳＴ１４−６においては、ｐｏｉ
ｎｔ［ｉ］［ｊ］の測定点の図７の変数（４）、すなわ
ち反射光があったか否かのフラグの値が検査される。そ
の結果、反射光があれば、後続するステップＳＴ１４−
７に移行するが、反射光がなければ、ステップＳＴ１４
−４に移行し、変数ｉに関するループ処理が続行され
る。

【０１０１】ステップＳＴ１４−７においては、ｐｏｉ
ｎｔ［ｉ］［ｊ］の測定点の図７の変数（５）、すなわ
ちラベリングナンバーが検査され、すでにラベリングが
なされているか否かが確認される。その結果、まだラベ
リングがなされていなければ、後続するステップＳＴ１
４−８に移行するが、ラベリングがすでになされていれ
ば、ステップＳＴ１４−４に移行し、変数ｉに関するル
ープ処理が続行される。

【０１０２】ステップＳＴ１４−８においては、現在の
ｉとｊに関してｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］のｚ座標値が取
り出される。そして、注目点のｚ座標値と、取り出され
たｚ座標値との差の絶対値が変数ｍｉｎに代入される。
式で表すと以下のように表される。

【０１０３】 ｍｉｎ＝｜注目点のｚ座標値−ｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］｜・・・（６） ステップＳＴ１４−９においては、前ステップで算出さ
れた差の絶対値ｍｉｎが、所定のしきい値より小さいか
否かが検査される。この検査の結果、変数ｍｉｎが小さ
ければ、後続するステップに移行するが、小さくなけれ
ば、ステップＳＴ１４−４に移行し、再びループ処理が
続行される。

【０１０４】ステップＳＴ１４−１０においては、前ス
テップにてｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］で示される測定点の
ｚ座標値が注目点と近似していると判断されたので、こ
の点に対し、注目点と同一のラベリングナンバーを付与
する。そして、この処理の後、ステップＳＴ１４−４に
移行し、ループ処理が続行される。

【０１０５】以上述べたように、本ルーチンにおいて
は、注目点の回りのまだラベリングがなわれていない測
定点に対して、注目点のラベリングナンバーと同一のラ
ベリングナンバーを付与することが可能ならば、そのラ
ベリングを行うことが可能である。

【０１０６】図１０に示されたフローチャートのステッ
プＳＴ１０−９、すなわち、注目点はすでにラベリング
がなされている場合であって、その注目点の回りの測定
点のに対するラベリングを行うルーチンの詳細なフロー
チャートが図１５に示されている。

【０１０７】図１５において、ステップＳＴ１５−１に
おいては、第一のループ変数ｊの初期化が行われる。す
なわち、ｊに「０」が代入される。

【０１０８】ステップＳＴ１５−１においては、変数ｚ
ｚに注目点と同一のラベリングナンバーを代入する。

【０１０９】ステップＳＴ１５−２においては、第一の
ループ変数ｊの初期化が行われる。すなわち、ｊに
「０」が代入される。

【０１１０】ステップＳＴ１５−３においては、変数ｊ
のインクリメントが行われ、そのｊに対して、０≦ｊ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ば、ループ処理が終了し、本ルーチンが終了する。

【０１１１】ステップＳＴ１５−４においては、第二の
ループ変数ｉの初期化が行われる。すなわち、ｉに
「０」が代入される。

【０１１２】ステップＳＴ１５−５においては、変数ｉ
のインクリメントが行われ、そのｉに対して、０≦ｉ＜
３であるか否かが検査される。その結果、３以上であれ
ばステップＳＴ１５−３に移行し、別のループ変数ｊが
更新され、ループ処理が続行される。

【０１１３】ステップＳＴ１５−６においては、ループ
変数ｉとｊが共に「１」であるか否かが検査される。そ
の結果、共に「１」であれば、後続するステップＳＴ１
５−７に移行するが、そうでなければ、ステップＳＴ１
５−５に移行し、変数ｉに関するループ処理が続行され
る。

【０１１４】ステップＳＴ１５−７においては、ｐｏｉ
ｎｔ［ｉ］［ｊ］の測定点の図７の変数（４）、すなわ
ち反射光があったか否かのフラグの値が検査される。そ
の結果、反射光があれば、後続するステップＳＴ１５−
８に移行するが、反射光がなければ、ステップＳＴ１５
−５に移行し、変数ｉに関するループ処理が続行され
る。

【０１１５】ステップＳＴ１５−８においては、ｐｏｉ
ｎｔ［ｉ］［ｊ］の測定点の図７の変数（５）、すなわ
ちラベリングナンバーが検査され、すでにラベリングが
なされているか否かが確認される。その結果、まだラベ
リングがなされていなければ、後続するステップＳＴ１
５−９に移行するが、ラベリングがすでになされていれ
ば、ステップＳＴ１５−５に移行し、変数ｉに関するル
ープ処理が続行される。 ステップＳＴ１５−９におい
ては、現在のｉとｊに関してｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］の
ｚ座標値が取り出される。そして、注目点のｚ座標値
と、取り出されたｚ座標値との差の絶対値が変数ｍｉｎ
に代入される。式で表すと以下のように表される。

【０１１６】 ｍｉｎ＝｜注目点のｚ座標値−ｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］｜・・・（７） ステップＳＴ１５−１０においては、前ステップで算出
された差の絶対値ｍｉｎが、所定のしきい値より小さい
か否かが検査される。この検査の結果、変数ｍｉｎが小
さければ、後続するステップに移行するが、小さくなけ
れば、ステップＳＴ１５−５に移行し、再びループ処理
が続行される。

【０１１７】ステップＳＴ１５−１１においては、前ス
テップにてｐｏｉｎｔ［ｉ］［ｊ］で示される測定点の
ｚ座標値が注目点と近似していると判断されたので、こ
の点に対し、注目点と同一のラベリングナンバーを付与
する。そして、この処理の後、ステップＳＴ１４−４に
移行し、ループ処理が続行される。

【０１１８】以上述べたように、本ルーチンにおいて
は、注目点がすでにラベリングされている場合におい
て、その注目点の回りの測定点に対するラベリングが行
われる。すなわち、注目点とｚ座標値が近似している測
定点に対し、注目点と同一のラベリングナンバーを付与
することが可能である。

【０１１９】３．５ 対象物候補選択処理 次に、対象物候補選択手段によって行われる対象物候補
選択処理について説明する。

【０１２０】上記ラベリング手段によって各測定点に付
与されたラベリングナンバーのうち対象物の候補となる
のは、そのラベリングナンバーが付与された測定点数が
５０個以上であるラベリングナンバーである。さらに、
そのラベリングナンバーが付与された測定点のｘ座標値
のばらつき、すなわち、ｘ（横）方向のばらつきが±２
０ｃｍであり、かつ同様に測定点のｙ座標値のばらつ
き、すなわち、ｙ（縦）方向のばらつきも±２０ｃｍで
あるラベリングナンバーが候補とされる。

【０１２１】以上のような条件を全て満たすラベリング
ナンバーが二個以上存在したときには、測定点の数の大
きな方の二個を候補とする。

【０１２２】３．６ マッチング処理 次に、マッチング手段によって行われるマッチング処理
について説明する。なお、本実施例においては、対象物
は直方体であるパレットとしている。

【０１２３】マッチング処理は、上記候補となったラベ
リングナンバーに対してその四隅の４点を検出する四隅
検出処理と、この四隅の４点に基づいて対象物であるパ
レットの前面の幅、高さ及び面積とを算出する特徴量算
出処理と、これらの特徴量をあらかじめ記憶されている
対象物（本実施例においては直方体のパレット）の特徴
量と比較することにより対象物の特定を行う合致処理と
の３つの処理から構成されている。

【０１２４】３．６．１ 四隅検出処理 本処理においては、まずその候補となったラベリングナ
ンバーが付与された測定点のうち境界点となるものを選
び出す。この選択は、そのラベリングナンバーが付与さ
れた測定点が回りに５個以下しか存在しないものを選び
出すことによって行われる。

【０１２５】図１６に、選択の例が示されている。図
中、各丸が一個の測定点を表し、黒く塗り潰されている
丸は、お互いに同一のラベリングナンバーが付与さてい
ることを表す。

【０１２６】図の上段に示されている例の場合は、回り
に同一のラベリングナンバーを有する測定点が５個以下
しか存在しないので中央の点は境界点であると見なされ
る。一方、図の下段に示されている例では、回りに同一
のラベリングナンバーを有する測定点が６個以上存在す
るので、境界点ではなく、内部の点であると見なされ
る。

【０１２７】３．６．２ 特徴量算出処理 本処理においては、同一のラベリングナンバーを有する
各測定点の個数を水平方向の１ラインごとに計数する。
この計数の例が図１７に示されている。図においては、
各測定点は丸で示されており、さらに境界点については
黒丸で示されている。

【０１２８】本実施例においては、この計数は、ラベリ
ングされた測定点の個数の他に、その中で境界点である
点の個数についても別個に計数される。すなわち、図１
７に示されている例においては、例えば上から２番目の
ラインでは、同一のラベリングナンバーを有する測定点
の個数は全部で１１個であり、その中で上述したように
境界点と見なされた測定点は４個である。

【０１２９】このようにして各水平ラインごとに計数さ
れたラベリング点数の内、多いほうから三つのラインを
選択する。そして、この三つのラインのラベリング点数
の個数の平均値を算出する。図１７に示された例では、
多いほうから三つのラインのラベリング点数は、それぞ
れ１１個であるからその平均値は「１１」となる。

【０１３０】この平均値「１１」と各ラインのラベリン
グ点数を比較し、それらの個数の差が３以上であった場
合には、そのラインに属する測定点は四隅の点の選出候
補から除外される。図１７に示された例においては、最
も下にあるラインのラベリング点数が８であるので、こ
のラインに属する測定点は選出候補から除かれる。

【０１３１】次に、残ったラインのうち、最上位にある
ラインと、最下位にあるラインとが選択される。この様
子が図１８に示されている。そして、この最上位ライン
と最下位ラインのそれぞれの最も左にある点と、最も右
にある点とを四隅の点と決定される。この様子が図１９
に示されている。

【０１３２】以上のようにして、四隅の点が決定された
ならば、それらを用いて、上述したように、対象物の全
面の幅、高さ及びその面積が特徴量として算出される。
本実施例においては、このようにして算出された特徴量
を用いて対象物がどの種類のパレットであるかが特定さ
れる。

【０１３３】３．６．３ 合致処理 上述したように算出された三個の特徴量を、あらかじめ
記憶されているパレットの特徴量と比較する。そして、
その比較結果の誤差が、一定のしきい値以内であれば、
測定された対象物はその種類のパレットであると決定す
る。

【０１３４】もし、算出された三個の特徴量が、記憶さ
れているいずれのパレットの特徴量とも一定のしきい値
内で合致しないならば、決定はなされず、その旨のエラ
ー表示がなされ、処理が終了する。

【０１３５】３．７ 位置算出処理 上記マッチング処理によって対象物のパレットが決定さ
れると、その記憶されているパレットの特徴量を用い
て、対象物すなわちパレットの位置が算出される。この
位置算出処理は、位置算出手段が、上述した記憶装置で
ある半導体メモリやハードディスク装置等から、そこに
記憶されているパレットの特徴量を取り出し、これらに
対し、幾何学計算を行うことによって実行される。

【０１３６】例えば、図２０のように、パレットがマッ
チングされたとする。これまでに述べてきた処理によっ
てマッチングが行われたのは、図中実線で示された前面
の部分である。このとき、３次元位置認識センサからの
距離については全て測定されているので、当該パレット
の中心を例えばパレット位置としてディスプレイ上に表
示することが、単なる幾何学計算を行うだけで可能であ
る。このようにして、認識されたパレットの位置を知る
ことが可能である。

【０１３７】４． 効果のまとめ 以上述べたように本実施例によれば、対象物までの距離
を計測したので、奥行き情報を含んだ情報を得ることが
できる。そのため、ラベリング手段による奥行き情報に
基づいたラベリング処理によって対象物を表す測定点を
識別することが可能である。さらに、この識別結果に基
づき、マッチング手段により対象物の特定が行われるの
で、対象物の特定が高精度に行われる。その結果、対称
物の位置が高精度で算出可能な３次元物体認識装置が得
られるという効果を有する。

【０１３８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複数
の距離情報の値に応じてラベリング処理が行われるの
で、同一の対象物ごとに情報をグループ分けすることが
可能である。そして、そのグループ分けされた結果に対
して、あらかじめ記憶されているデータとのマッチング
を行ったので、効率の良いマッチングを行え、対象物の
識別を行うことが可能である。

【０１３９】したがって、従来の画像処理に基づく物体
認識装置では達成できなかった。数ｍレンジでの物体の
位置計測が行える３次元物体認識装置が得られるという
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例である３次元物体認識
装置の３次元位置認識センサの動作説明図である。

【図２】図１の３次元位置認識センサの測距原理図であ
る。

【図３】同じく図１の３次元位置認識センサの測距原理
図である。

【図４】本発明の好適な一実施例である３次元物体認識
装置の全体構成ブロック図である。

【図５】図４の３次元物体認識装置における計測データ
の処理のゼネラルフローチャートである。

【図６】図４の３次元物体認識装置における測定点の位
置を説明する図である。

【図７】図５のゼネラルフローチャートにおける前処理
の部分において設定される変数の説明図である。

【図８】図５のゼネラルフローチャートにおけるラベリ
ング処理において注目点とその回りの測定点との関係を
説明する説明図である。

【図９】図５のゼネラルフローチャートにおけるラベリ
ング処理が行われる順番を示す説明図である。

【図１０】図５のゼネラルフローチャートにおけるラベ
リング処理のフローチャートである。

【図１１】図１０のフローチャートにおけるステップＳ
Ｔ１０−５の詳細な処理を表すフローチャートである。

【図１２】図１０のフローチャートにおけるステップＳ
Ｔ１０−１１の詳細な処理を表すフローチャートであ
る。

【図１３】図１０のフローチャートにおけるステップＳ
Ｔ１０−１３の詳細な処理を表すフローチャートであ
る。

【図１４】図１０のフローチャートにおけるステップＳ
Ｔ１０−２２の詳細な処理を表すフローチャートであ
る。

【図１５】図１０のフローチャートにおけるステップＳ
Ｔ１０−９の詳細な処理を表すフローチャートである。

【図１６】同一のラベリングナンバーを有する各測定点
の中で、境界点となるべき測定点の選択の例を示す説明
図である。

【図１７】同一のラベリングナンバーを有する各測定点
の個数を水平方向の１ラインごとに計数する例をしめす
説明図である。

【図１８】選出候補であるラインのうち、最上位にある
ラインと、最下位にあるラインとが選択される様子を示
す説明図である。

【図１９】際上位ラインと、最下位ラインのそれぞれの
最も左にある点と、最も右にある点とが四隅の点と決定
される様子を示す説明図である。

【図２０】パレットの前面がマッチングされている様子
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ ３次元位置認識センサ １２ 高輝度赤外線発光ダイオード １４ 対象物 １６Ｒ、１６Ｌ 長距離対応受光素子 １８ 投光レンズ ２０ 受光レンズ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 認識の対象である対象物までの距離を検
   出する光学式位置センサを用いて、所定の範囲に含まれ
   る複数の方位に対する対象物までの距離を算出し、複数
   個の前記距離の情報から前記所定の範囲内に存在する対
   象物の種類と位置とを算出する３次元物体認識装置であ
   って、 検出される可能性のある複数の対象物についての情報が
   あらかじめ記憶されている記憶装置と、 前記複数の距離情報を近似する値ごとにグループ分けを
   行い、前記各グループに対して番号付けをするラベリン
   グ手段と、 前記ラベリング手段によって分けられた複数個のグルー
   プのうち、対象物を表すグループを選択する対象物候補
   選出手段と、 前記選択された対象物の特徴量と、前記記憶装置にあら
   かじめ記憶されている対象物についての情報とを比較
   し、検出された前記対象物の種類を特定するマッチング
   手段と、 前記マッチング手段によって特定された対象物の種類に
   ついての情報に基づいて、対象物の位置を算出する位置
   算出手段と、 を備えることを特徴とする３次元物体認識装置。