JP3243905B2 - Object recognition method and apparatus - Google Patents

Object recognition method and apparatus

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JP3243905B2 JP26287993A JP26287993A JP3243905B2 JP 3243905 B2 JP3243905 B2 JP 3243905B2 JP 26287993 A JP26287993 A JP 26287993A JP 26287993 A JP26287993 A JP 26287993A JP 3243905 B2 JP3243905 B2 JP 3243905B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、三次元情報を用いて物
体を認識する物体認識方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object recognition method and apparatus for recognizing an object using three-dimensional information.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の物体認識方法は、例えば大島正毅
著「三次元情報を用いる物体認識の研究」電子技術総合
研究所研究報告第 826号(昭和57年7月)pp.20-45に記
載されている。この物体認識方法は、以下の手順によっ
て物体を認識するものである。
2. Description of the Related Art A conventional object recognition method is described in, for example, Masatake Oshima, "Study of Object Recognition Using Three-Dimensional Information", Research Report No. 826 (July 1982), pp. 20-45, of the Electrotechnical Laboratory. Has been described. This object recognition method is for recognizing an object by the following procedure.

【0003】(a)物体表面の点Aの三次元座標データ
を多点にわたって計測する(図8イ)。
(A) Three-dimensional coordinate data of a point A on an object surface is measured over multiple points (FIG. 8A).

【0004】(b)点Aを面素Bと呼ぶ単位にグループ
化し、各面素Bが平面をなしていると仮定して、その平
面方程式を求める(図8ロ及び図9)。(λ,μ,ν)
を方向余弦,pを平面に原点から垂直におろした距離と
すると、平面方程式は次の式(51)で表される。
(B) The points A are grouped into units called surface elements B, and assuming that each surface element B forms a plane, a plane equation is obtained (FIGS. 8B and 9). (Λ, μ, ν)
Is the direction cosine and p is the distance perpendicular to the plane from the origin, the plane equation is expressed by the following equation (51).

【0005】 λx+μy+νz=p ・・・ (51)Λx + μy + νz = p (51)

【0006】(c)次の,に示すようにして、互い
に近く、かつ、平面方程式の似ている面素を統合して基
礎領域R1〜R9を生成する(図8ハ)。
(C) The basic regions R1 to R9 are generated by integrating the surface elements which are close to each other and have similar plane equations as shown in FIG.

【0007】基礎領域を構成するための核となる面素
を次の式(52)のmによって評価する。
[0007] A surface element serving as a nucleus for forming a basic region is evaluated by m in the following equation (52).

【0008】 m=w/n+S ・・・ (52)M = w / n + S (52)

【0009】ここに、wは定数、nは8近傍内の核の候
補の数、Sは近傍内での標準偏差の平均値である。mが
小さいとき、その面素は多くの候補を近傍に持ち、滑ら
かな面を構成する。各時点でmの最小値を与える面素を
核として選ぶ。
Here, w is a constant, n is the number of nucleus candidates in the vicinity of 8, and S is the average value of the standard deviation in the vicinity. When m is small, the surface element has many candidates nearby and forms a smooth surface. At each time point, a surface element that gives the minimum value of m is selected as a nucleus.

【0010】図10に示すように、核B1の周りに面
素Bを統合して領域B2を拡大する。もし、対象となる
面素の平面方程式と、領域を構成する点にあてはめた平
面の方程式とが似ているとき、その面素を領域に統合す
る。この判定は以下の式(53)で行う。
[0010] As shown in FIG. 10, a surface element B is integrated around a nucleus B1 to enlarge an area B2. If the plane equation of the target surface element is similar to the plane equation applied to the points constituting the region, the surface element is integrated into the region. This determination is made by the following equation (53).

【0011】 dk 2 =(λk −λr 2 +(μk −μr 2 +(νk −νr 2 <dt 2 ・・・ (53)D k 2 = (λ k −λ r ) 2 + (μ k −μ r ) 2 + (ν k −ν r ) 2 <d t 2 (53)

【0012】 |pk −pr |<pt ・・・ (54)[0012] | p k -p r | <p t ··· (54)

【0013】ここに、k , r t はそれぞれ面素,領
域,しきい値を表す添字である。なお、図10中のB3
は検査領域を示す。
Here, k , r , and t are subscripts representing a surface element, a region, and a threshold value, respectively. Note that B3 in FIG.
Indicates an inspection area.

【0014】(d)図8ニ,図8ホ,図8ヘと順に示す
ように、以下さらに大きな領域を生成し、その位置関係
からシーンを記述し認識して行く。
(D) As shown in FIG. 8D, FIG. 8E, and FIG. 8B, a larger area is generated, and the scene is described and recognized based on the positional relationship.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来の物体認識方法で
は、凹凸が少なく面精度の高い、すなわち、平面度の高
い多面体に対しては、有効に認識できる。しかし、図3
に示すような凹凸を有する面から成る物体Mに対して
は、図11に示すように無意味な領域及びまとまりのな
い領域が生成されてしまう。そのため、凹凸を有する面
を分類できず、その結果として物体を認識できないとい
う問題があった。その理由は、以下の(ト),(チ)の
ように説明される。
In the conventional object recognition method, a polyhedron having a small surface irregularity and a high surface accuracy, that is, a high flatness, can be effectively recognized. However, FIG.
For an object M composed of a surface having irregularities as shown in FIG. 11, a meaningless region and a disjointed region are generated as shown in FIG. Therefore, there is a problem that a surface having irregularities cannot be classified, and as a result, an object cannot be recognized. The reason is explained as follows (g) and (h).

【0016】(ト)核を生成することができない。(G) Nuclei cannot be generated.

【0017】図12は、凹凸を有する面60に対して、
式(51)で与えられる複数の平面(面素B)をあては
めたものである。これらの面素Bのうち、式(52)に
したがって最も滑らかな面素を核B1とする。ところ
が、核B1に隣接する面素Bは凹凸のために滑らかな面
を構成していない。そのため、核B1の法線ベクトルの
方向62は、凹凸を有する面60の法線ベクトルの方向
64を表すとは限らない。よって、求めた核B1には意
味がない。
FIG. 12 shows a surface 60 having irregularities.
This is obtained by applying a plurality of planes (plane elements B) given by Expression (51). Of these surface elements B, the smoothest surface element according to equation (52) is defined as a core B1. However, the surface element B adjacent to the core B1 does not form a smooth surface due to unevenness. Therefore, the direction 62 of the normal vector of the nucleus B1 does not always represent the direction 64 of the normal vector of the surface 60 having irregularities. Therefore, the obtained core B1 has no meaning.

【0018】(チ)領域を生成しようとしてもできな
い。又は、無意味な領域を生成する。
(H) An attempt to create a region cannot be made. Alternatively, a meaningless region is generated.

【0019】ここで、図13に示すように、式(52)
によって無理に求めた核B11 に領域を統合するため
に、式(53)によって方向の似ている面素B12 ,B
3 を選ぶ。すなわち、B11 ,B12 及びB13 は、
方向余弦(λ,μ,ν)が全て等しいものとする。しか
し、核B11 の方向621 と面素B12 ,B13 の方向
622 ,623 とが同じであっても、原点からの距離p
1 ,p2 ,p3 は、原点から離れるものほど大きくなっ
てしまう。したがって、式(54)から明らかなよう
に、面素B12 ,B13 を領域に統合できないことにな
る。その結果、領域は、ばらばらに孤立したまま統合す
ることができない。
Here, as shown in FIG.
In order to integrate the region into the nucleus B1 1 that was forcibly obtained by the formula (53), the plane elements B1 2 , B
1 Select the 3. That is, B1 1 , B1 2 and B1 3 are:
It is assumed that the direction cosines (λ, μ, ν) are all equal. However, even the nucleus B1 1 in the direction 62 1 and surface elements B1 2, B1 3 direction 62 2, 62 3 are the same, the distance from the origin p
1 , p 2 and p 3 increase as the distance from the origin increases. Therefore, as is apparent from the equation (54), the plane elements B1 2 and B1 3 cannot be integrated into the area. As a result, the regions cannot be integrated while remaining isolated.

【0020】また、式(53)のdt を大きくして領域
に統合できる範囲を拡げた場合には、図14に示すよう
な誤った領域の統合が生じる。この図では、凹凸を有す
る面601 における核B11 の法線ベクトルの方向62
1 と、他の凹凸を有する面604 における面素B14
法線ベクトルの方向624 とが同一とみなされる。しか
も、これらの原点からの距離p1 ,p4 も同一とみなさ
れる。したがって、式(53),(54)によって、面
素B14 は核B11 の領域に統合されてしまう。しか
し、図11から明らかなように、この方法で生成した領
域は、多面体の各面に対応したものではなく、全く無意
味なものとなってしまう。すなわち、式(53)のdt
を大きくして統合する面素の数を増やしても、原点から
の距離pに不確定要素が増えるため、結局正しい領域は
生成できなくなる。
If dt in equation (53) is increased to expand the range that can be integrated into an area, erroneous area integration as shown in FIG. 14 occurs. In this figure, the direction 62 of the normal vector of the nucleus B1 1 on the surface 60 1 having irregularities
1, it is considered the same as the direction 62 4 of the normal vector of the surface elements B1 4 in the plane 60 4 having other irregularities. Moreover, the distances p 1 and p 4 from these origins are also considered to be the same. Thus, equation (53), by (54), surface elements B1 4 would be integrated in the area of nuclear B1 1. However, as is apparent from FIG. 11, the region generated by this method does not correspond to each surface of the polyhedron, and becomes completely meaningless. That is, d t in equation (53)
Even if the number of surface elements to be integrated is increased by increasing the number of uncertainties, an uncertain element increases in the distance p from the origin, so that a correct area cannot be generated after all.

【0021】[0021]

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、凹凸を有する
面から成る物体に対しても、正確に認識できる物体認識
方法及び装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an object recognition method and apparatus capable of accurately recognizing an object having a surface having irregularities.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明に係る物体認識方
法は、上記目的を達成するためになされたものであり、
物体における凹凸を有する表面の多数の点の三次元座標
データを複数の点ごとに分割し、これらの面素の法線ベ
クトルを半径1の球面の上に投影することにより、前記
複数の点に基づき微小な平面としての面素を多数生成
し、これらの面素について法線ベクトルが類似するもの
の集合を求め、これらの集合の各面素について、当該各
面素の中心から法線ベクトルに沿って、同一集合内にお
いて隣接する面素を含む平面との距離を求め、これらの
距離が一定値以下である場合には当該面素とその隣接す
る面素とは同一面にあるものと判定するものである。
して、前記一定値を、前記表面の持つ最大のうねりの振
幅とした、ものである。
The object recognizing method according to the present invention has been made in order to achieve the above object.
By dividing the three-dimensional coordinate data of many points on the surface having irregularities in the object into a plurality of points, and projecting the normal vectors of these surface elements onto a spherical surface having a radius of 1, the plurality of points A large number of surface elements as small planes are generated based on these, and a set of those having similar normal vectors is obtained for these surface elements. For each of the surface elements of these sets, along the normal vector from the center of each of the surface elements Then, the distance between a plane including an adjacent surface element in the same set is determined, and when these distances are equal to or smaller than a predetermined value, it is determined that the surface element and the adjacent surface element are on the same surface. Things. So
Then, the constant value is set to the maximum undulation of the surface.
It is the width.

【0023】ここで「同一面」とは、同一の平面又は曲
面のことである。
Here, "same plane" means the same plane or curved surface.

【0024】また、本発明に係る物体認識装置は、本発
明に係る物体認識方法の実施に使用するためのものであ
る。
The object recognition device according to the present invention is for use in carrying out the object recognition method according to the present invention.

【0025】[0025]

【作用】物体における凹凸を有する表面は多数の点によ
って構成され、これらの多数の点はそれぞれ三次元座標
として表されている。この三次元座標データを複数の点
ごとに分割してこれらの点によって形成される微小な平
面を多数生成する。これらの平面を面素という。すなわ
ち、三次元座標データから得られた多数の面素によって
物体表面全体が構成される。次に、各面素の法線ベクト
ルを半径1の球面の上に投影することにより、各面素に
ついて法線ベクトルが類似するものの集合を求める。そ
れぞれ集合は、ある範囲の方向を向いた面素によって構
成される。しかし、この集合の中には、方向のみ一致又
は類似してレベルの異なる、すなわち別の面となる面素
を含んでいる。そこで、各面素について、各面素の中心
から法線ベクトルに沿って、同一集合内において隣接す
る面素を含む平面との距離を求め、これらの距離が一定
(すなわち表面の持つ最大のうねりの振幅)以下であ
る場合には当該面素とその隣接する面素とは同一面にあ
るものと判定する。
The uneven surface of an object is constituted by a number of points, each of which is represented as a three-dimensional coordinate. The three-dimensional coordinate data is divided into a plurality of points to generate a large number of minute planes formed by these points. These planes are called plane elements. That is, the entire object surface is constituted by a large number of surface elements obtained from the three-dimensional coordinate data. Next, by projecting the normal vector of each surface element onto a spherical surface having a radius of 1, a set of similar surface vectors for each surface element is obtained. Each set is composed of surface elements oriented in a certain range. However, this set includes surface elements that have different levels in the same or similar directions, that is, different planes. Therefore, for each surface element, the distance from the center of each surface element to the plane including adjacent surface elements in the same set along the normal vector is determined, and these distances are fixed values (that is, the maximum value of the surface). If the amplitude is equal to or less than the amplitude of the undulation, it is determined that the surface element and the adjacent surface element are on the same plane.

【0026】[0026]

【発明の実施例】図1は本発明に係る物体認識方法の一
実施例を示すフローチャート、図2は本発明に係る物体
認識装置の一実施例を示すブロック図である。以下、本
発明の一実施例をこれらの図に基づいて説明する。
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of an object recognition method according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an object recognition apparatus according to the present invention. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to these drawings.

【0027】本発明に係る物体認識装置は、物体表面の
多数の点の三次元座標データを入力する三次元座標デー
タ入力部10と、三次元座標データを複数の点ごとに分
割すると共にこれらの複数の点に基づき微小な平面とし
ての面素を多数生成する面素生成手段12と、前記面素
について法線ベクトルが類似するものの集合を求める法
線ベクトル分類手段14と、前記集合の各面素について
同一集合内において隣接する面素を含む平面との距離を
求める面素間距離計算手段16と、前記距離が一定値
(すなわち表面の持つ最大のうねりの振幅)以下である
場合には当該面素とその隣接する面素とは同一面にある
ものと判定する同一面判定手段18と、前記同一面を組
み合わせて前記物体表面の形状を出力する物体形状出力
部20とを備えたものである。
The object recognizing device according to the present invention includes a three-dimensional coordinate data input unit 10 for inputting three-dimensional coordinate data of a large number of points on an object surface, dividing the three-dimensional coordinate data into a plurality of points, and Surface element generating means 12 for generating a large number of surface elements as minute planes based on a plurality of points; normal vector classifying means 14 for obtaining a set of elements having similar normal vectors for the surface elements; An inter-element distance calculating means 16 for obtaining a distance between the element and a plane including adjacent element elements in the same set;
If the amplitude is equal to or less than the maximum undulation of the surface, the surface element and the adjacent surface element are determined to be on the same surface, and the same surface determination means 18 is combined with the same surface to combine And an object shape output section 20 for outputting the shape of the object surface.

【0028】三次元座標データ入力部10は、例えば光
切断法等の周知の方法により物体表面の三次元座標デー
タを得るものであり、スリット光発生源,CCDカメ
ラ,移動ステージ等によって構成されている。物体形状
出力部20は、CRT,プリンタ等である。面素生成手
段12と、法線ベクトル分類手段14と、面素間距離計
算手段16と、同一面判定手段18とでデータ処理部2
2を構成している。データ処理部22は、コンピュータ
等によって実現されている。
The three-dimensional coordinate data input unit 10 obtains three-dimensional coordinate data of the surface of an object by a known method such as a light cutting method, and is constituted by a slit light source, a CCD camera, a moving stage, and the like. I have. The object shape output unit 20 is a CRT, a printer, or the like. The data processing unit 2 includes a surface element generation unit 12, a normal vector classification unit 14, a surface element distance calculation unit 16, and a same plane determination unit 18.
2. The data processing unit 22 is realized by a computer or the like.

【0029】図3は凹凸を有する面から成る物体を構成
する面素を示す斜視図、図4は面素の法線ベクトルを示
す分布図、図5は法線ベクトルの類似する面素ごとの集
合を示す斜視図、図6は面素間の距離を計算する方法を
示す説明図、図7は凹凸を有する面から成る物体を本実
施例により認識した状態を示す斜視図である。以下、図
1乃至図7に基づき説明する。
FIG. 3 is a perspective view showing surface elements constituting an object formed of a surface having irregularities, FIG. 4 is a distribution diagram showing normal vectors of the surface elements, and FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a set, FIG. 6 is an explanatory view showing a method for calculating a distance between surface elements, and FIG. 7 is a perspective view showing a state in which an object formed of a surface having irregularities is recognized by this embodiment. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS.

【0030】三次元座標データ入力部10で得られた物
体M表面の多数の点の三次元座標データは、面素生成手
段12によって複数の点ごとに分割される(ステップ1
01)。複数の点とは、例えば縦8個×横8個の計64個
の点である。各点は、一部又は全部が重複して分割され
るようにしてもよい。続いて、これらの複数の点を最小
二乗法等の方法により平面とみなし、これらの平面のそ
れぞれを面素Bとする(ステップ102)。
The three-dimensional coordinate data of a number of points on the surface of the object M obtained by the three-dimensional coordinate data input unit 10 is divided into a plurality of points by the surface element generating means 12 (step 1).
01). The plurality of points is, for example, a total of 64 points of 8 × 8. Each point may be partially or entirely overlapped and divided. Subsequently, the plurality of points are regarded as planes by a method such as the least squares method, and each of these planes is set as a plane element B (step 102).

【0031】法線ベクトル分類手段14は、これらの面
素Bについて法線ベクトルが類似するものの集合を求め
る(ステップ103)。すなわち、各面素Bの法線ベク
トルを半径1の球面の上に投影すると図4のような分布
が得られる。この空間中の密度の高い部分の法線ベクト
ルは、凹凸を有する面の方向を表している。したがっ
て、密度の高い部分の法線ベクトルの面素を順に選び、
その面素にその方向に似た法線ベクトルを持つ面素を統
合していくと、図5に示すR1〜R3のような類似の方
向(同一の方向を含む)を持つ面素の集合に分類するこ
とができる。
The normal vector classifying means 14 obtains a set of the surface elements B having similar normal vectors (step 103). That is, when the normal vector of each surface element B is projected onto a spherical surface having a radius of 1, a distribution as shown in FIG. 4 is obtained. The normal vector of the high-density portion in the space indicates the direction of the surface having irregularities. Therefore, the surface elements of the normal vector of the high density part are selected in order,
When surface elements having a normal vector similar to the direction are integrated with the surface element, a set of surface elements having similar directions (including the same direction) such as R1 to R3 shown in FIG. Can be classified.

【0032】しかしながら、図5から明らかなように、
これらの集合R1〜R3は、面としての方向が同じすべ
ての面素を含んでいる。すなわち、R1は三つの面、R
2及びR3はそれぞれ二つの面を含んでいる。そのた
め、これらをレベルの異なる面の集合ごとに分類する必
要がある。ここで、従来技術のように原点から各面素に
おろした垂直距離を用いると誤った領域を生成するの
で、本発明では各面素のつながり方に着目する。
However, as is apparent from FIG.
These sets R1 to R3 include all surface elements having the same direction as a surface. That is, R1 has three surfaces, R
2 and R3 each include two faces. Therefore, it is necessary to classify these into sets of planes with different levels. Here, if the vertical distance from the origin to each plane element is used as in the prior art, an erroneous area is generated. Therefore, in the present invention, attention is paid to how the plane elements are connected.

【0033】すなわち、面素間距離計算手段16が、前
記集合の各面素について同一集合内において隣接する面
素を含む平面との距離を求める(ステップ104)。続
いて、同一面判定手段18が、前記距離が一定値(すな
わち表面の持つ最大のうねりの振幅)以下である場合に
は当該面素とその隣接する面素とは同一面にあるものと
判定する(ステップ105)。すなわち、各面素の集合
から、一つの面素を順に取り出す。そして、図6に示す
ように、その面素の中心ρ(a,b,c)から、その法
線ベクトルに沿って測った隣接面素の中心A0 (x0
0 ,z0 )までの距離hを次の式(1)によって計算
する。
That is, the inter-plane element distance calculating means 16 obtains the distance between each plane element of the set and a plane including adjacent plane elements in the same set (step 104). Subsequently, the same plane determination unit 18 determines that the distance is a constant value (eg,
In other words , if the amplitude is equal to or smaller than the maximum undulation of the surface, it is determined that the surface element and the adjacent surface element are on the same plane (step 105). That is, one face element is sequentially extracted from the set of face elements. Then, as shown in FIG. 6, from the center ρ (a, b, c) of the plane element, the center A 0 (x 0 ,
y 0, z 0) the distance h to be calculated by the following equation (1).

【0034】 h=|ax0 +by0 +cz0 |/√(a2 +b2 +c2 ) ・・・ (1)H = | ax 0 + by 0 + cz 0 | / √ (a 2 + b 2 + c 2 ) (1)

【0035】ここで、距離hがある範囲内(hmax)
にあれば、つまり距離hが次の式(2)を満たせば、ρ
の同一面上にA0 があると判定する。
Here, the distance h is within a certain range (hmax).
, That is, if the distance h satisfies the following equation (2), ρ
It is determined that A 0 is present on the same plane of.

【0036】 h<hmax ・・・ (2)H <hmax (2)

【0037】これを孤立した面素がなくなるまで行う
と、図7のように各凹凸を有する面にうまく対応した面
の領域に分類することができる。このhmaxを面の持
つ最大のうねりの振幅に合わせているので、最も正確な
分類が可能になる。図7は、CRT,プリンタ等の物体
形状出力部20によって出力される。
If this process is performed until there are no more isolated surface elements, it is possible to classify the surface region into a region corresponding to the surface having each unevenness as shown in FIG. Since Place this hmax amplitude maximum waviness with the surface, allowing the most accurate classification. FIG. 7 is output by the object shape output unit 20 such as a CRT or a printer.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、物体表面を構成する面
素について法線ベクトルが類似するものの集合を求める
ことにより、凹凸を有する面の方向を正確に認識でき
る。しかも、各面素について同一集合内において隣接す
る面素を含む平面との距離を求め、これらの距離が一定
値以下である場合には当該面素とその隣接する面素とは
同一面にあるものと判定することにより、類似の方向を
持つ凹凸を有する面に対して、レベルの異なる面ごとに
正確に分類することができる。これに加え、前記一定値
を、面の持つ最大のうねりの振幅に合わせることによ
り、最も正確な分類が 可能になる。
According to the present invention, the direction of a surface having irregularities can be accurately recognized by obtaining a set of surface elements constituting an object surface having similar normal vectors. In addition, the distance between each plane element and the plane including the adjacent plane element in the same set is obtained. If these distances are equal to or smaller than a certain value, the plane element and the adjacent plane element are on the same plane. As a result, it is possible to accurately classify a surface having unevenness having a similar direction for each surface having different levels. In addition to this, the constant value
To the maximum swell amplitude of the surface.
The most accurate classification is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図3】凹凸を有する面から成る物体を構成する面素を
示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a surface element constituting an object having a surface having irregularities.

【図4】本実施例における面素の法線ベクトルを示す分
布図である。
FIG. 4 is a distribution diagram showing a normal vector of a surface element in the embodiment.

【図5】本実施例における法線ベクトルの類似する面素
ごとの集合を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a set of normal vectors for each similar surface element in the embodiment.

【図6】本実施例における面素間の距離を計算する方法
を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating a distance between surface elements according to the present embodiment.

【図7】凹凸を有する面から成る物体を本実施例により
認識した状態を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a state in which an object having a surface having irregularities is recognized according to the embodiment.

【図8】従来例の説明図であり、図8(イ),図8
(ロ),図8(ハ),図8(ニ),図8(ホ),図8
(ヘ)の順にデータを処理する状態を示す。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional example, and FIGS.
(B), FIG. 8 (c), FIG. 8 (d), FIG. 8 (e), FIG.
The state of processing data in the order of (f) is shown.

【図9】面素の概念を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing the concept of a surface element.

【図10】従来例において核の周りに面素を統合して領
域を拡大する状態を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a state in which plane elements are integrated around a nucleus to enlarge an area in a conventional example.

【図11】凹凸を有する面から成る物体を従来例により
認識した状態を示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a state where an object having a surface having irregularities is recognized by a conventional example.

【図12】従来例の欠点を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the drawbacks of the conventional example.

【図13】従来例の欠点を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a drawback of the conventional example.

【図14】従来例の欠点を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory view showing a drawback of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 三次元座標データ入力部 12 面素生成手段 14 法線ベクトル分類手段 16 面素間距離計算手段 18 同一面判定手段 20 物体形状出力部 M 凹凸を有する面から成る物体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Three-dimensional coordinate data input part 12 Surface element generation means 14 Normal vector classification means 16 Surface element distance calculation means 18 Same plane determination means 20 Object shape output part M Object consisting of a surface having irregularities

フロントページの続き (56)参考文献 大島正毅、“3次元情報を用いる物体 認識の研究”,電子技術総合研究所研究 報告,1982年7月,第826号,p.20− 45 大島正毅、白井良明,“3次元情報を 用いた物体認識”,電子通信学会論文誌 D,1982年5月,VOL.J65−D,N O.5,p.629−636 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 - 17/50 Continuation of the front page (56) References Masatake Oshima, “Study of Object Recognition Using Three-Dimensional Information”, Research Report of the Electrotechnical Laboratory, July 1982, No. 826, p. 20-45 Masatake Oshima, Yoshiaki Shirai, "Object Recognition Using Three-Dimensional Information", IEICE Transactions D, May 1982, Vol. J65-D, NO. 5, p. 629-636 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G06T 1/00-17/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 物体における凹凸を有する表面の多数の
点の三次元座標データを複数の点ごとに分割し、 これらの複数の点に基づき微小な平面としての面素を多
数生成し、 これらの面素の法線ベクトルを半径1の球面の上に投影
することにより、前記面素について法線ベクトルが類似
するものの集合を求め、 これらの集合の各面素について、当該各面素の中心から
法線ベクトルに沿って、同一集合内において隣接する面
素を含む平面との距離を求め、 これらの距離が一定値以下である場合には当該面素とそ
の隣接する面素とは同一面にあるものと判定し、 前記一定値を、前記表面の持つ最大のうねりの振幅とし
た、 ことを特徴とする物体認識方法。
1. The method according to claim 1, further comprising the steps of:
The three-dimensional coordinate data of a point is divided into a plurality of points, and based on these points, a large number of surface elements as minute planes are obtained.
Generate the numbers and project the normal vectors of these surface elements onto a sphere of radius 1.
The normal vectors are similar for the surface elements
Of each of these sets, from the center of each
Adjacent faces along the normal vector in the same set
The distance to the plane containing the element is found, and if these distances are less than a certain value, the plane element and the
Is determined to be on the same plane as the adjacent plane element ofAnd The constant value is defined as the maximum swell amplitude of the surface.
Was  An object recognition method characterized in that:
【請求項2】 物体における凹凸を有する表面の多数の
点の三次元座標データを入力する三次元座標データ入力
部と、 前記三次元座標データを複数の点ごとに分割すると共に
これらの複数の点に基づき微小な平面としての面素を多
数生成する面素生成手段と、 これらの面素の法線ベクトルを半径1の球面の上に投影
することにより、前記面素について法線ベクトルが類似
するものの集合を求める法線ベクトル分類手段と、 前記集合の各面素について、当該各面素の中心から法線
ベクトルに沿って、同一集合内において隣接する面素を
含む平面との距離を求める面素間距離計算手段と、 前記距離が一定値以下である場合には当該面素とその隣
接する面素とは同一面にあるものと判定する同一面判定
手段と、 前記同一面を組み合わせて前記物体表面の形状を出力す
る物体形状出力部とを備え、 前記一定値を、前記表面の持つ最大のうねりの振幅とし
た、 ことを特徴とする物体認識装置。
2. The method according to claim 1, wherein the surface of the object has a plurality of irregularities.
3D coordinate data input to input 3D coordinate data of points
And dividing the three-dimensional coordinate data into a plurality of points.
Based on these multiple points, many surface elements
Surface element generating means for generating numbers, and projecting normal vectors of these surface elements onto a spherical surface having a radius of 1
The normal vectors are similar for the surface elements
Normal vector classifying means for obtaining a set of objects to be processed, and for each surface element of the set, a normal line from the center of each surface element
Along the vector, the adjacent face elements in the same set
An inter-plane element distance calculating means for obtaining a distance to a plane including the plane element;
Same plane judgment to judge that the touching surface element is on the same plane
Means for outputting the shape of the object surface by combining the same surface
Object shape output unitWith The constant value is defined as the maximum swell amplitude of the surface.
Was An object recognition device characterized by the above-mentioned.
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大島正毅、"3次元情報を用いる物体認識の研究",電子技術総合研究所研究報告,1982年7月,第826号,p.20−45
大島正毅、白井良明,"3次元情報を用いた物体認識",電子通信学会論文誌D,1982年5月,VOL.J65−D,NO.5,p.629−636

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