JP3330790B2 - 三次元形状認識装置、建設支援装置、物体検査装置、種類認識装置、及び物体認識方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元形状認識装
置、建設支援装置、物体検査装置、種類認識装置、及び
物体認識方法に係り、とくにカメラによる撮像画面中の
一部又は１つの物体の形状認識に適した三次元形状認識
装置とその装置を用いた建設支援装置、物体検査装置、
種類認識装置、及び物体認識方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物体の３次元形状を認識する手法
としては、特開平６−３１７４１２号公報、「光三次元
計測」Chap.4：新技術コミュニケーションズ（１９９３
年３月８日）、「第５回三次元工学研究会資料集」（１
９９４年１２月８日）、特開平５−２８０９４１号公
報、特開平５−３１７９６９号公報、特開平６−１６０
０４６号公報、特開昭６２−２１０１１号公報、特開平
５−６７１９８号公報、特開平３−７００８６号公報及
び「パターン理解」Chap.3：オーム社（１９８７年８月
２５日）に記載された技術がある。

【０００３】特開平６−３１７４１２号公報に記載され
た機械的接触法は、対象物にプローブを当接させ、プロ
ーブの移動量を検出し、その出力に基づき計測領域の起
伏を画像データに置き換えることにより、グラフィック
処理可能なデータとし、対象物の形状を読み取るもので
ある。

【０００４】「光三次元計測」Chap.4、特開平５−３１
７９６９号公報及び特開平６−１６００４６号公報に記
載されたモアレ三次元計測法は、光源と対象物との間に
格子を設置し、対象物の表面にモアレ縞を発生させ、カ
メラで対象物を撮像し、モアレ縞をトレースすることに
よりモアレ縞の線画を作成し（等高線の抽出）、モアレ
縞の線画をデジタイザタブレットに貼り付け、カーソル
を線上に添ってなぞることにより、自動的に一定のピッ
チごとに点の二次元座標値としてデジタル化し（二次元
デジタルデータの生成）、この二次元座標をもとに線形
補間の内挿法を用いて三次元座標を計算する（三次元デ
ータの生成）ものである。

【０００５】特開平３−７００８６号公報、特開昭６２
−２１０１１号公報及び特開平５−６７１９８号公報に
記載された光切断法は、対象物にスリット光をあて、ス
リット光の照射方向と異なる方向からＣＣＤカメラで対
象物を撮像し、その撮像画像からスリット光を抽出し、
三次元データを生成する。「第５回三次元工学研究会資
料集」及び特開平５−２８０９４１号公報に記載された
光切断法は、上記光切断法と同様にして三次元データを
生成するが、対象物を揺動テーブルに載せ回転させるこ
とにより、対象物の全周を計測するようにしている。

【０００６】「パターン理解」Chap.3に記載されたステ
レオマッチング法は、２台のＣＣＤカメラで対象物体を
撮像し、一方の画像上で適切に特徴点を定め、他方の画
像上でその特徴が現われる位置を探索し、それらの間の
両眼位置ずれから奥行きを計算し、各特徴点の三次元位
置を求めるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平６−３１７４１
２号公報に記載された前記従来技術では、すべてのプロ
ーブの移動量を検出することにより３次元形状を計測す
るため、プローブの設置範囲が対象物よりも小さい場合
は、対象物の一部しか計測することができず、またプロ
ーブの設置範囲が対象物よりも大きい場合は、対象物以
外の形状も計測し、対象物の形状だけのデータを抽出す
ることはできない。

【０００８】「光三次元計測」Chap.4、特開平５−３１
７９６９号公報及び特開平６−１６００４６号公報に記
載されたモアレ稿を利用する前記従来技術では、等高線
の線画及び二次元デジタルデータの生成が手作業である
ため、計測時間が長く、作業者に負担がかかる。また、
モアレ縞を発生させるため、照度が管理された所定の位
置に対象物を設置する必要があり、多様な環境下での計
測が難しい。また、画面全体のモアレ縞について処理を
行なうため、対象物以外の形状も計測し、対象物の形状
だけのデータを抽出することはできない。

【０００９】特開平３−７００８６号公報、特開昭６２
−２１０１１号公報、特開平５−６７１９８号公報、
「第５回三次元工学研究会資料集」及び特開平５−２８
０９４１号公報に記載されたスリット光を用いる前記従
来技術では、対象物に照射されたスリット光を撮像する
ため、所定の位置に対象物を設置する必要がある。ま
た、画面全体のスリット光について処理を行なうため、
対象物以外の形状も計測し、対象物の形状だけのデータ
を抽出することはできない。

【００１０】「パターン理解」Chap.3に記載されたステ
レオマッチング法を用いた前記従来技術では、球などの
曲面から成る物体のように、特徴を捕えることが困難で
ある物体に対して、計測が困難である。また、画面全体
について処理を行なうため、対象物以外の物の形状も計
測し、対象物の形状だけを抽出することはできない。更
に、上記のすべての従来技術では、建屋などのカメラ視
野外に設置された座標系における対象物の形状及び位置
・姿勢を求めることはできない。

【００１１】本発明の第一の目的は、対象物の形状だけ
を計測し、抽出できる三次元形状認識装置を提供するこ
とである。また本発明の第二の目的は、建屋などのカメ
ラ視野外に設置された座標系における対象物の形状及び
位置・姿勢を求める三次元形認識測装置を提供すること
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、対象物体を撮
像し映像信号を出力するための撮像手段と、前記映像信
号からエッジパターンを算出するためのエッジパターン
計算手段と、前記エッジパターンから拡散方程式を用い
て拡散場を算出するための拡散場計算手段と、前記対象
物体を表す物体モデルからそのエッジパターンを参照パ
ターンとして生成するための参照パターン生成手段と、
表示手段と、前記物体モデルの位置、前記撮像手段の位
置・姿勢と倍率、及び前記表示手段の画面上における前
記撮像手段の光軸の位置をもとに、透視等変換を用い
て、前記表示手段の画面上における前記物体モデルの中
心位置を計算するための物体モデル位置計算手段と、前
記物体モデル位置計算手段により算出された前記表示手
段の画面上における前記物体モデルの中心位置と、前記
拡散場と、前記参照パターンとから前記物体モデルの形
状の修正量を計算し、該修正量を前記物体モデルの形状
に加算する形状修正量計算手段と、を備えたことを特徴
とする三次元形状認識装置を開示する。

【００１３】更に本発明は、情報修正手段と、該手段か
ら入力された前記物体モデルの形状及び位置・姿勢の修
正量を前記物体モデルの形状及び位置・姿勢に加算する
加算手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２
に記載の三次元形状認識装置を開示する。

【００１４】更に本発明は、前記撮像手段に対して固定
して取り付けられ、計測場所に設置された２つの基準点
からの距離と角度を計測し、その距離と角度から前記２
つの基準点に固定された座標系における前記撮像手段の
位置・姿勢を計算するための測量手段を備えていること
を特徴とする請求項１〜３の内の１つに記載の三次元形
状認識装置を開示する。

【００１５】更に本発明は、設計対象物体の形状及び位
置・姿勢を格納するための設計記憶手段と、前記設計記
憶手段に格納されている前記物体の形状及び位置・姿勢
を修正するための設計入力手段と、前記設計記憶手段に
格納されている前記物体の形状及び位置・姿勢をもと
に、透視等変換を用いて、前記物体のグラフィックデー
タを生成するためのグラフィック生成手段と、前記グラ
フィック生成手段により生成された前記グラフィックデ
ータを表示するための設計表示手段と、を請求項４に記
載の三次元形状認識装置に付加したことを特徴とする建
設支援装置を開示する。

【００１６】更に本発明は、請求項３に記載の三次元形
状認識装置に物体検査手段を付加するとともに、前記物
体検査手段は、前記三次元形状認識装置により修正され
た物体モデルの形状及び位置・姿勢と、当該物体の設計
上の形状及び位置・姿勢とを比較し、その差が予め定め
られた許容値以下であるとき、合格の判定を下すように
構成されたことを特徴とする物体検査装置を開示する。

【００１７】更に本発明は、請求項３に記載の三次元形
状認識装置に種類認識手段を付加するとともに、前記種
類認識手段は、前記三次元形状認識装置により修正され
た識別対象物体の物体モデルの形状から、最も長い辺で
ある最長辺の長さ、二番目に長い辺である中間辺の長
さ、及び最も短い辺である最短辺の長さを求め、前記最
長辺と前記中間辺の長さの比及び前記最長辺と前記最短
辺の長さの比を計算し、前記最長辺の長さと前記中間辺
の長さを変数とする第１の平面、前記最長辺の長さと前
記最短辺の長さを変数とする第２の平面、前記中間辺の
長さと前記最短辺の長さを変数とする第３の平面、及び
前記最長辺と前記中間辺の長さの比と前記最長辺と前記
最短辺の長さの比を変数とする第４の平面の各々に物体
毎に予め設定された特徴領域の各々について、前記求め
た最長辺の長さと中間辺の長さ、前記求めた最長辺の長
さと最短辺の長さ、前記求めた中間辺の長さと最短辺の
長さ、及び前記計算した最長辺と中間辺の長さの比と前
記最長辺と最短辺の長さの比がそれぞれ存在しているか
をチェックし、１つの物体に対応した前記４つの平面上
の特徴領域の全てに前記求めた最長辺、中間辺、最短辺
の長さと前記計算した最長辺と中間辺の長さの比、及び
前記最長辺と最短辺の長さの比が存在しているとき、前
記認識対象物体は前記１つの物体であると認識すること
を特徴とする種類認識装置を開示する。

【００１８】更に本発明は、請求項３に記載の三次元形
状認識装置に種類認識手段及び重量検出手段を付加する
とともに、前記種類認識手段は、前記三次元形状認識装
置により修正された識別対象物体の物体モデルの形状か
ら、最も長い辺である最長辺の長さ、二番目に長い辺で
ある中間辺の長さ、及び最も短い辺である最短辺の長さ
を求め、前記最長辺と前記中間辺の長さの比及び前記最
長辺と前記最短辺の長さの比を計算し、前記重量検出手
段の出力から前記認識対象物体の密度を計算し、前記最
長辺の長さと前記中間辺の長さを変数とする第１の平
面、前記最長辺の長さと前記最短辺の長さを変数とする
第２の平面、前記中間辺の長さと前記最短辺の長さを変
数とする第３の平面、前記最長辺と前記中間辺の長さの
比と前記最長辺と前記最短辺の長さの比を変数とする第
４の平面、及び前記重量と密度を変数とする第５の平面
の各々に、物体毎に予め設定された特徴領域の各々につ
いて、に、前記求めた最長辺の長さと中間辺の長さ、前
記求めた最長辺の長さと最短辺の長さ、前記求めた中間
辺の長さと最短辺の長さ、前記計算した最長辺と中間辺
の長さの比と前記最長辺と最短辺の長さの比、及び前記
計算した重量と密度がそれぞれ存在しているかをチェッ
クし、１つの物体に対応した前記５つの平面上の特徴領
域の全てに前記求めた最長辺、中間辺、最短辺の長さと
前記計算した最長辺と中間辺の長さの比、前記最長辺と
最短辺の長さの比、及び前記重量と密度が存在している
とき、前記認識対象物体は前記１つの物体であると認識
することを特徴とする種類認識装置を開示する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形
態の構成を示すブロック線図で、カメラ等で構成した撮
像手段１、表示手段２、マウスやキーボードである情報
修正手段３及び操作手段４、エッジパターン計算手段
５、拡散場計算手段６、参照パターン生成手段７、形状
修正量計算手段８、転送手段９、一時記憶手段１０、物
体情報記憶手段１１、撮像パラメータ記憶手段１２、及
び物体モデル位置計算手段１４を備えている。

【００２０】以下、上記構成により、計測対象である物
体１３の形状の計測の手順について図２を用いて説明す
る。 ステップ２０１：物体１３が写るように撮像手段１を設
置し、撮像を行って表示手段２及びエッジパターン計算
手段５に映像ｆを転送する。但し、撮像手段１があらか
じめ設置されている場合は設置作業は不要である。

【００２１】ステップ２０２：操作手段４は、撮像パラ
メータｂ１０５の転送命令ｂ１０２が入力されると、撮
像パラメータｂ１０５を撮像パラメータ記憶手段１２か
ら一時記憶手段１０へ転送するという命令ｂ１０２をデ
ータ転送手段９に転送する。データ転送手段９はこの命
令ｂ１０２を受け取り、撮像パラメータ記憶手段１２か
ら撮像パラメータｂ１０５を読み込み、一時記憶手段１
０に格納する。ここで撮像パラメータｂ１０５は、撮像
手段１の位置・姿勢及び倍率と、表示手段２の画面上に
おける撮像手段１の光軸の位置を表す。

【００２２】また、操作手段４は、物体情報ｂ１０４の
転送命令ｂ１１２が入力されると、物体情報ｂ１０４を
物体情報記憶手段１１から一時記憶手段１０へ転送する
という命令ｂ１１２をデータ転送手段９に転送する。デ
ータ転送手段９はこの命令ｂ１１２を受け取り、物体情
報記憶手段１１から物体情報ｂ１０４を読み込み、一時
記憶手段１０に格納する。

【００２３】ここで、物体情報ｂ１０４というのは、物
体１３の形状及び位置・姿勢を表すパラメータで、これ
らのパラメータで与えられる三次元空間を物体モデルと
呼ぶこととする。また、このモデルの上記形状は

【数１】 で与えられるものとする。ここで、ｋ、ｌは、物体モデ
ルの中心からの２つの方向を表すパラメータで、上記２
つの方向をそれぞれｍ_s、ｎ_s分割したときの離散的な方
向を表す。そしてｒｓ_klは物体モデルの中心から（ｋ、
ｌ）方向の表面までの距離であり、形状Ｓ_shapeはその
表面内部及び表面上の点の集合である。更に、上記中心
から（ｋ、ｌ）方向にｒｓ_klの距離にある点をｐｓ_klで
表すと、小三角形（ｐｓ_kl、ｐｓ_k,_l+1、ｐｓ_k+1,_l+1）
あるいは（ｐｓ_kl、ｐｓ_k+1,_l、ｐｓ_k+1,_l+1）を、ｋ、
ｌを動かして集めた多面体が物体モデルの表面となる。
なお、ここで述べたように、データ転送手段９は操作手
段４からの命令にもとづいて一時記憶手段１０と物体情
報記憶手段１１及び撮像パラメータ記憶手段１２とのデ
ータ転送を行うが、以下では簡単のため、この転送を転
送手段９を介しての転送ということにする。

【００２４】ステップ２０３：参照パターン生成手段７
は、一時記憶手段１０から物体情報ｂ１０４及び撮像パ
ラメータｂ１０５を読み込む。そして、図３に示したよ
うに、物体情報ｂ１０４の２つの面ｐ１、ｐ２が辺ｅで
接しているとき、ｐ１の法線ベクトルと撮像手段１の光
軸のベクトルの内積ｎ₁、及び面ｐ２の法線ベクトルと
撮像手段１の光軸のベクトルの内積ｎ₂を計算する。さ
らにこの内積ｎ₁と内積ｎ₂の積が負のときは面ｐ１と面
ｐ２の接する辺ｅを輪郭とする。この処理を隣接する上
記２つの面について繰り返し、物体モデルの輪郭９０１
（図３の太線）を求め、この物体モデルのエッジパター
ンを参照パターンｆｒとして、形状修正計算手段８と表
示手段２に転送する。

【００２５】ステップ２０４：エッジパターン計算手段
５は、撮像手段１からの映像ｆをもとに、（数２）の計
算によりエッジパターンｆｍを計算する。但し、画面サ
イズをｍ×ｎ、画面階調数をｐ、閾値をμ（定数）、画
面位置（ｉ、ｊ）に於る映像ｆの画素値を、ｆ_ijとする
（１≦ｉ≦ｍ、１≦ｊ≦ｎ）。

【数２】 こうして得られた映像ｆのエッジパターンｆｍは拡散場
計算手段６に転送される。

【００２６】ステップ２０５：拡散場計算手段６は、エ
ッジパターン計算手段５からのエッジパターンｆｍよ
り、（数３）を用いて、拡散場ｕｍを計算する。

【数３】 但し、ｔｎは（数３）の計算繰り返し回数を表わし、
ａ、ｂは正の定数、ｕｍ_ij ^tnは画面位置（ｉ、ｊ）に於
るｔｎ回目の拡散場で、繰り返しの初期値は全ての位置
（全てのｉ、ｊ）に対してｕｍ_ij ⁰＝０である。（数
３）で計算した拡散場ｕｍは形状修正量計算手段８に転
送される。

【００２７】ステップ２０６：物体モデル位置計算手段
１４は、一時記憶手段１０からの物体情報ｂ１０４と撮
像パラメータｂ１０５をもとに、透視等変換を用いて、
表示手段２の画面上における物体モデルの位置ｂ１０８
を計算し、形状修正量計算手段８に転送する。

【００２８】ステップ２０７：形状修正量計算手段８
は、物体モデル位置計算手段１４からの表示手段２の画
面上における物体モデルの位置ｂ１０８、拡散場計算手
段６からの拡散場ｕm、及び参照パターン生成手段７か
らの参照パターンｆｒから、（数４）により物体モデル
の形状の修正量ｄｒs_klを計算する。但しこの修正量は
図１では符号ｂ１０３で表している。

【数４】 ここで、ｃｓは正の定数であり、ｑｓ_klは画面上の物体
モデルの中心９０２と点ｐｓ_klとの距離、ｑ_klは画面上
の物体モデルの中心９０２と点ｐｓ_klとを結んだ線と輪
郭９０１との交点と、画面上の物体モデルの中心９０２
との距離である（図３参照）。ｋ、ｌは前述のように物
体モデルの中心９０２からの２方向を離散的に表すパラ
メータである。またＦｓは（数５）で計算する。

【数５】 ここで、（ｉ₀、ｊ₀）は表示手段２の画面上における物
体モデルの中心９０２の位置ｂ１０８、Ｇ_lkは画面上の
物体モデルの中心９０２と点ｐｓ_klとを結んだ線と輪郭
９０１との交点の近傍の領域であり、例えば点ｐｓ_klを
含む画素を中心とする５×５画素分の領域とする。また
Ｖｘ、Ｖｙは（数６）、（数７）で計算する。

【数６】

【数７】 こうして算出された物体モデルの形状の修正量ｂ１０３
は、一時記憶手段１０に転送される。

【００２９】ステップ２０８：一時記憶手段１０は、形
状修正量計算手段８からの修正量ｂ１０３を、現在格納
している物体モデルの形状に加算して、格納する。 ステップ２０９：参照パターン生成手段７は、一時記憶
手段１０から上記修正された物体情報ｂ１０４及び撮像
パラメータｂ１０５を読み込み、ステップ２０３と同様
の手法で物体モデルの参照パターンｆｒを生成し、表示
手段２及び形状修正量計算手段８に転送する。

【００３０】ステップ２１０：表示手段２は、撮像手段
１からの映像ｆと参照パターン生成手段７によりステッ
プ２０９で生成される参照パターンｆｒとを、画面上に
図４に示すように重ね合わせて表示する 。この表示に
より、映像ｆ内の対象物体と物体モデルとの一致の程度
を目視で確認することができる。

【００３１】ステップ２１１：表示手段２の画面の映像
ｆが表す物体１３と、物体モデルのエッジパターンであ
る参照パターンｆｒとの間に誤差基準ε１以上の差異が
ある場合、ステップ２１２を行い、両者の差異が少ない
ときは、ステップ２１４に進む。

【００３２】ステップ２１２：操作者は表示手段２を見
て、情報修正手段３に物体モデルの形状の修正量ｂ１０
１を入力する。但し、情報修正手段３としてマウスを用
いる場合、修正量ｂ１０１はマウスの変位量である。図
３における点ｐｓ_klの形状を変える場合は、マウスでそ
の点を指示し、マウスの変位量を修正量ｂ１０１とす
る。情報修正手段３は、物体モデルの形状の修正量ｂ１
０１を一時記憶手段１０に転送する。このステップ２１
２、２１３に於る修正処理は、オペレータが表示画面上
で物体モデル（のエッジパターン）即ち参照パターンと
撮像手段からの映像とをみて、それが大幅に異なってい
るときの人手による修正を意味するもので、これにより
両者の差は小さい値に押さえることができる。そしてこ
のときはステップ２１１に於る判定では大きな差異がな
いことが保証され、次のステップ２１４へ進む。

【００３３】ステップ２１３：一時記憶手段１０は情報
修正手段３からの修正量ｂ１０１を現在格納している物
体モデルの形状に加算して、格納し、ステップ２０９に
進む。

【００３４】ステップ２１４：もし映像が表す物体１３
と参照パターンｆｒとが、ステップ２１１に於る誤差の
基準ε１よりもずっと小さい誤差の基準ε２より小さい
かどうかがチェックされ、ε２より誤差が大きいときは
ステップ２０４に戻る。ステップ２０４からステップ２
１１を繰り返すことにより、物体モデルの形状は、物体
モデルの真の形状、即ち対象物体の形状に収束する。そ
して、映像ｆの表す物体１３と参照パターンｆｒとが前
記誤差基準ε２以内で一致している場合、ステップ２１
５に進む。

【００３５】ここで、映像ｆの表す物体１３と参照パタ
ーンｆｒとが一致しているかどうかの、ステップ２１４
に於る判断を行うために、以下の基準を用いることもで
きる。形状修正量計算手段８で計算された物体モデルの
形状の各修正量ｂ１０３（数４）のｄｒｓ_klの符号が物
体モデルの表面の各方向に沿って連続して一致しない
（＋、−、＋、−、…となる）とき、両者は一致してい
るとみなす。

【００３６】ステップ２１５：操作手段４は、物体情報
ｂ１０４の転送命令ｂ１２２が入力されると、物体情報
ｂ１０４を一時記憶手段１０から物体情報記憶手段１１
へ転送するという命令ｂ１２２をデータ転送手段９に転
送する。データ転送手段９はこの命令ｂ１２２を受け取
り、一時記憶手段１０から物体情報ｂ１０４を読み込
み、物体情報記憶手段１１に格納する。

【００３７】以上のようにして、物体モデルと対象物体
の形状の大きな違いをステップ２１２、２１３で除去
し、残った小さい誤差はステップ２０４〜２０８の処理
を自動的に繰り返すことで取り除くことができる。この
場合、ステップ２０４〜２０８の繰り返しによる物体モ
デルの形状は、大きな誤差がステップ２１２、２１３で
除去されることで他の形状に収束することがなく、確実
に対象物体の形状へ収束させることができる。

【００３８】尚、上記のステップ２０７〜２０８、及び
ステップ２１２〜２１４において、撮像手段１からの映
像ｆが表す物体１３の形状に代わってその位置・姿勢を
修正対象とし、修正量ｂ１０３及びｂ１０１を位置・姿
勢の修正量ｂ１０９及びｂ１１０とし、物体１３の位置
・姿勢を求めるようにしても構わない。この場合は、ス
テップ２０７及びステップ２１２を下記のように変更す
る。

【００３９】ステップ２０７：形状修正量計算手段８
は、物体モデル位置計算手段１４からの表示手段２の画
面上における物体モデルの位置ｂ１０８、拡散場計算手
段６からの拡散場ｕm、及び参照パターン生成手段７か
らの参照パターンｆｒから、（数８）〜（数１３）によ
り物体モデルの位置・姿勢の修正量ｂ１０９（ｄｐx 、
ｄｐy、ｄｐz、ｄｑx、ｄｑy、ｄｑz）を計算する。

【数８】

【数９】

【数１０】

【数１１】

【数１２】

【数１３】 但し、ｃx、ｃy、ｃz、ｄx、ｄy、ｄzは正の定数であ
り、Ｆx、Ｆy、Ｆz、Ｍx、Ｍy、Ｍzは（数１４）〜（数
１９）で計算する。

【数１４】

【数１５】

【数１６】

【数１７】

【数１８】

【数１９】 ここで、Ｇは画面全体の領域である。こうして求めた物
体モデルの位置・姿勢の修正量ｂ１０９は一時記憶手段
１０に転送される。

【００４０】ステップ２１２：操作者は表示手段２を見
て、情報修正手段３に物体モデルの位置・姿勢の修正量
ｂ１１０を入力する。但し、情報修正手段３としてマウ
スを用いる場合、修正量ｂ１１０はマウスの変位量であ
る。情報修正手段３は、物体モデルの形状の位置・姿勢
の修正量ｂ１１０を一時記憶手段１０に転送する。

【００４１】以上の変更したステップ２０７、２１２の
場合、ステップ２１２の操作により操作者が情報修正手
段３に修正量ｂ１０１を入力すると、この修正量ｂ１０
１に対応して表示手段２の画面上における参照パターン
ｆｒが変形する。これにより操作者の意図するように参
照パターンｆｒを変形させることができ、参照パターン
ｆｒを映像の示す物体１３に近付けたり、あるいは、一
致させたりできる。

【００４２】以上に説明した図１の実施の形態による
と、映像から求めた拡散場ｕｍと、物体モデルから生成
した参照パターンｆｒ及び表示手段２の画面上における
物体モデルの位置ｂ１０８ をもとに、物体モデルの形
状又は位置・姿勢の修正量ｂ１０３又はｂ１０９を計算
し、これを一時記憶手段１０に格納されている物体モデ
ルの形状又は位置・姿勢に加算して対象物体を修正した
物体モデルとして抽出する。従って、映像ｆ上に他の物
体が写っていたとしても、計測対象に対応した物体モデ
ルを用いることで、対象物体１３のみの形状を計測する
ことができる。

【００４３】また、（数４）及び（数５）に示すよう
に、物体１３の形状計算において、参照パターンｆｒの
近傍における拡散場ｕｍの情報のみを用いて、画面全体
の情報を用いていないため、計算時間が短くなる。ま
た、エッジパターンｆｍを抽出できれば計測が可能であ
るため、従来技術のような照明の管理、スリット及び格
子を必要としない利点がある。また図２に示した計測手
順は繰り返し計算によって修正量を求めているから、変
形、移動する物体１３についてもその形状及び位置・姿
勢を認識することができる。

【００４４】図５は、三次元形状認識装置の別の実施の
形態を示すブロック線図で、図１の実施の形態に於て複
数個の撮像手段を設けたものである。即ち、６個の撮像
手段１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、及び１ｆが設けら
れ、これらからの映像ｆ¹〜ｆ⁶が表示手段２及びエッジ
パターン計算手段５へ入力されている。他の構成は図１
と同じである。

【００４５】本実施の形態に於ては、図２のフローに於
るステップ２０１〜２０８の処理をすべて撮像手段の個
数分行う。この場合、エッジパターン計算手段５及び拡
散場計算手段６は各映像ｆ^h対応のエッジパターンｆｍ^h
及び拡散場ｕｍ^hを計算し、また参照パターン生成手段
７は、上記映像ｆ^hを撮像したときの視線からみた物体
モデルのエッジパターンｆｒ^hを参照パターンとして求
める（ｈ＝１〜６）。そしてステップ２０７で、形状あ
るいは位置・姿勢の修正量は各撮像手段対応に算出され
るが、これらをすべて加算した値をステップ２０８に於
る修正量としてモデルを修正する。あるいは１つの撮像
手段ごとに求めた修正量でモデルを修正し、これを各撮
像手段で順次繰り返すようにしてもよい。またステップ
２０９〜２１３の処理は、表示手段２の画面上に、撮像
手段の台数分ウィンドウを表示し、そのウィンドウ内に
撮像手段からの映像とその撮像手段から見えると予測さ
れる参照パターンとを重ね合わせて表示するようにし、
これらをオペレータがみて行うステップ２１２、２１３
の手動修正を、各ウィンドウへの修正量の和又は繰り返
しで行う。あるいはこの部分は図１と同様に１つの撮像
手段に関してのみ行うようにしてもよい。

【００４６】図５の実施の形態によると、複数の撮像手
段を用いることにより、死角をなくすことができる。ま
た、計測精度は撮像手段の光軸方向に比べて、光軸に垂
直な方向の方が良いため、複数の撮像手段を用いる場
合、各撮像手段の光軸のなす角が９０度になるように、
各撮像手段を設置すると、計測精度が向上する。

【００４７】図６は、本発明の三次元形状認識装置のさ
らに別の実施の形態を示すもので、図５の実施の形態の
変形例である。図６では３個の撮像手段１ａな１ｃを設
置しており、さらにこの各撮像手段ごとにエッジパター
ン計算手段５ａ〜５ｃ及び拡散場計算手段６ａ〜６ｃを
設けた構成となっていて、他は図５と同じである。

【００４８】この構成によると、図２のステップ２０４
及び２０５に於るエッジパターンｆｍ^h及び拡散場ｕｍ^h
の撮像を高速化することができる。また、同様にして、
参照パターン生成手段７及び形状修正量計算手段８も撮
像手段の個数分設置すれば、ステップ２０３及びす２０
７に於る参照パターンの生成と修正量の計算をさらに高
速化できる。

【００４９】図７は、本発明の建設支援装置の実施の形
態の一例を示すブロック線図で、図中符号１〜１３で示
されているのは図１の同符号の部材と同一物を示す。図
１と異なるのは、測量手段４００及び設計手段４１０
と、撮像手段の基準座標を定めるための基準ターゲット
４２０Ａ、４２０Ｂが付加されている点である。

【００５０】測量手段４００は、測量操作手段４０１、
測距手段４０２、測角手段４０３、測量計算手段４０
４、及び測量記憶手段４０５から成り、また設計手段４
１０は、設計表示手段４１１、設計入力手段４１２、グ
ラフィック生成手段４１３、設計記憶手段４１４、及び
設計データ転送手段４１５から成っている。なお、撮像
手段１と設計表示手段４１１とは必ずしも接続されてい
なくてよい。また、測量手段４００は、図８に示すよう
に物理的に撮像手段１に固定して取り付けられている。

【００５１】基準ターゲット４２０Ａ、４２０Ｂは、座
標系の基準となる。基準ターゲット４２０Ａ、４２０Ｂ
により定義された座標系を図９に示す。基準ターゲット
４２０Ａは座標系の原点Ｏ_Wを、基準ターゲット４２０
Ｂは座標系のｘ_w方向を示す。水平面をｘ_w−ｙ_w面と
し、これに直角な鉛直方向に対して反対方向をｚ_w方向
とする。

【００５２】図７の実施の形態は、撮像手段１の位置・
姿勢ｂ４０９の計測と物体のツールとして建設支援を行
うのに用いることができる。図１０は、撮像手段１の位
置・姿勢ｂ４０９の計測手順を示すもので、まずこの動
作を説明する。

【００５３】ステップ７０１：二つの基準ターゲット４
２０Ａ、４２０Ｂを設置する。このとき、基準ターゲッ
ト４２０Ａは座標系の原点、基準ターゲット４２０Ｂは
座標系のＸ_w方向となる。但し、予め設置されている場
合、設置し直す必要はない。

【００５４】ステップ７０２：測量手段４００を搭載し
た図８の撮像手段１を設置する。 ステップ７０３：測量操作手段４０１は、測距及び測角
命令ｂ４０１及びｂ４０２が入力されると、測距手段４
０２に測距命令ｂ４０１を、測角手段４０３に測角命令
ｂ４０２を転送する。測距手段４０２は測距命令ｂ４０
１を受け、基準ターゲット４２０Ａまでの距離ｌ₁を計
測し、その結果を測量記憶手段４０５に記録する。また
測角手段４０３は測角命令ｂ４０２を受け、鉛直方向と
基準ターゲット４２０Ａ方向のなす仰角ｖ₁及び基準タ
ーゲット４２０Ａ方向の水平角ｈ₁を計測し、その結果
を測量記憶手段４０５に記録する。更に、基準ターゲッ
ト４２０Ｂについても、上記と同様にして基準ターゲッ
ト４０２Ｂまでの距離ｌ₂、基準ターゲット４２０Ｂ方
向と鉛直及び水平方向との仰角ｖ₂及び水平角ｈ₂を計測
し、測量記憶手段４０５に記録する。

【００５５】ステップ７０４：測量操作手段４０１は、
姿勢計測命令ｂ４１２が入力されると、測角手段４０３
に姿勢計測命令ｂ４１２を転送する。測角手段４０３は
この姿勢計測命令ｂ４１２を受け、測量手段４００の姿
勢ｂ４０７を計測し、その結果を測量記憶手段４０５に
記録する。

【００５６】ステップ７０５：測量操作手段４０１は、
計算命令ｂ４０３が入力されると、これを測量計算手段
４０４へ転送する。測量計算手段４０４は、この計算命
令ｂ４０３を受けると、測量記憶手段４０５に格納され
ている基準ターゲット４２０Ａ、４２０Ｂまでの距離ｌ
₁、ｌ₂、垂直方向と基準ターゲット４２０Ａ、４２０Ｂ
方向のなす仰角ｖ₁、ｖ₂及び水平角ｈ₁、ｈ₂をもとに、
まず測量手段４００の位置（ｘm、ｙm、ｚm）を（数２
０）〜（数２３）又は（数２４）〜（数２７）により計
算する。即ち、まず０≦ｈ1−ｈ2＜１８０の時は、

【数２０】

【数２１】

【数２２】 で計算する。ここで、ａ１は（数２３）で計算する。

【数２３】 また１８０≦ｈ1−ｈ2＜３６０の時は、

【数２４】

【数２５】

【数２６】 で計算する。ここで、ｂ１は（数２７）で計算する。

【数２７】

【００５７】次いで測量手段４００の位置（ｘ_m、ｙ_m、
ｚ_m）と姿勢ｂ４０７、及び測量記憶手段４０５に予め
格納されている測量手段４００に対する撮像手段１の相
対的な位置・姿勢ｂ４０８をもとに、（数２８）〜（数
３５）を用いて、撮像手段１の位置・姿勢ｂ４０９を計
算する。

【数２８】

【数２９】

【数３０】

【数３１】

【数３２】

【数３３】

【数３４】

【数３５】 但し、（ｘc、ｙc、ｚc）は撮像手段１の位置、（θcaz
im、θcinc、θctwist）は撮像手段１の姿勢、（θmazi
m、θminc、θmtwist）は測量手段４００の姿勢、（ｘ
v、ｙv、ｚv）は測量手段４００に対する撮像手段１の
位置、（θvazim、θvinc、θvtwist）は測量手段４０
０に対する撮像手段１の姿勢である。又、（数３２）〜
（数３４）は、ｘ，ｙ，ｚ各座標軸回りの回転を表す行
列であり、本文ではこのうちＲｏｔｙ（θ）およびＲｏ
ｔｚ（θ）のみが（数３１）で使われている。

【００５８】ステップ７０６：測量計算手段４０４は計
算した撮像手段１の位置・姿勢ｂ４０９を撮像パラメー
タ記憶手段１２に記録する。

【００５９】以上説明したように、測量手段４００及び
基準ターゲット４２０Ａ及び４２０Ｂを設け、図８に示
すように撮像手段１と測量手段４００を一体化構造とす
ることにより、撮像手段１の視野外に設置された建屋な
どの座標系における物体１３の形状及び位置・姿勢を計
測することができる。尚、ここでは、建設支援装置の一
部として撮像手段の位置・姿勢の計測方法を説明した
が、これは図１の三次元形状記憶装置や後述の本発明の
実施形態に於いても適用できることは明かである。

【００６０】次ぎに、図７の実施の形態を用いた物体の
設計手順について図１１を用いて説明する。 ステップ８０１：設計入力手段４１２は、物体情報ｂ１
０４を物体情報記憶手段１１から設計記憶手段４１４に
転送するというデータ転送命令ｂ４１１が入力される
と、物体情報ｂ１０４を物体情報記憶手段１１から設計
記憶手段４１４に転送するというデータ転送命令ｂ４１
１を設計データ転送手段４１５に転送する。設計データ
転送手段４１５は設計入力手段４１２からのデータ転送
命令ｂ４１１を受け、物体情報記憶手段１１から物体１
３の物体情報ｂ１０４を読み込み、設計記憶手段４１４
に格納する。

【００６１】ステップ８０２：設計入力手段４１２は、
物体１３の物体情報ｂ１０４が入力されると、計測記憶
手段４１４にその物体情報ｂ１０４を記録する。

【００６２】ステップ８０３：グラフィック生成手段４
１３は設計記憶手段４１４から物体情報ｂ１０４を読み
込み、透視等変換を行ない、グラフィックｂ４１０を作
成し、その結果を設計表示手段４１１に転送する。

【００６３】ステップ８０４：設計表示手段４１１は、
撮像手段１からの映像ｆとグラフィック生成手段４１３
からのグラフィックｂ４１０とを画面上に重ね合わせて
表示する。但し、グラフィックｂ４１０のみを表示して
も構わない。

【００６４】ステップ８０５：上記表示をみて、物体情
報ｂ１０４に変更がある場合には、ステップ８０２に戻
る。物体情報ｂ１０４に変更がない場合は、ステップ８
０６に進む。

【００６５】ステップ８０６：設計入力手段４１２は、
物体情報ｂ１０４を設計記憶手段４１４から物体情報記
憶手段１１に転送するというデータ転送命令ｂ４２１が
入力されると、物体情報ｂ１０４を設計記憶手段４１４
から物体情報記憶手段１１に転送するというデータ転送
命令ｂ４２１を設計データ転送手段４１５に転送する。
設計データ転送手段４１５は、設計入力手段４１２から
のデータ転送命令ｂ４２１を受け、設計記憶手段４１４
から物体１３の物体情報ｂ１０４を読み込み、物体情報
記憶手段１１に格納する。

【００６６】以上にその動作を説明した、図７の設計手
段４１０の応用例として、例えばある建設現場の物体を
その周辺設備に対して配置・姿勢も含めて設計してお
き、その設計に基づいて製作・設置した物体を図７の物
体１３として図２の処理フローにより計測（認識）し、
物体情報ｂ１０４して物体情報記憶手段１１に格納す
る。そしてそれを設計記憶手段４１４へ転送し、又、設
計書上の物体とその周辺装置を設計入力手段から入力し
て同じく設計記憶手段４１４へ転送する。そしてこれら
を重ね合わせた画面をグラフィック生成手段４１２で生
成し設計表示手段４１４へ表示して、実際に製作した物
体Ａの形状・姿勢等をチェックする。これにより、即座
に現物の物体Ａの位置・姿勢の修正が行える。又上記チ
ェックにより、設計書上の形状、位置・姿勢を修正する
ことも容易で、特に物体Ａと接触或いは接続して設置さ
れる別の物体Ｂ等があるときは、その物体Ｂ等の設計デ
ータもともにグラフィック化して表示することで、当該
物体Ａの設計を容易に且つ正確なものとすることができ
る。

【００６７】また、物体１３を人体の構成要素とし、撮
像手段１をレントゲン撮像機（Ｘ線写真機）とすると、
人体の構成要素をモデル化でき、データベース（物体情
報記憶手段１１）に人体の構成要素の幾何情報（形状及
び位置・姿勢）を記録することができる。そこで設計手
段４１０を用いて、人体の構成要素の幾何情報をビジュ
アル化することにより、手術前に患者の内部状況を把握
しやすくなる。

【００６８】図１２は、本発明になる物体検査装置の実
施の一形態を示すブロック線図で、符号１〜１３で示し
た部材は図１の同一符号と同一部材である。図１と異な
るのは、物体検査出力手段１４０１、物体検査操作手段
１４０２、及び物体検査手段１４０３が付加されている
点である。図１３は、物体検査の動作手順を示すフロー
で、以下この動作を説明する。

【００６９】ステップ１５０１： 物体検査操作手段１
４０２は、例えばキーボード或いはマウスであり、物体
検査命令ｂ１４０２が入力されると、その物体検査命令
ｂ１４０２を物体検査手段１４０３に転送する。

【００７０】ステップ１５０２： 物体検査手段１４０
３は、物体検査操作手段１４０２からの物体検査命令ｂ
１４０２を受け、物体情報記憶手段１１から物体情報ｂ
１０４を読み込み、この物体情報ｂ１０４をもとに、物
体検査結果ｂ１４０１を計算し、物体検査出力手段１４
０１に転送する。

【００７１】ステップ１５０３： 物体検査出力手段１
４０１は、例えばディスプレイ或いはプリンタであり、
物体検査手段１４０３からの物体検査結果ｂ１４０１を
出力・表示する。

【００７２】上記のフローの内、ステップ１５０２に於
る物体検査計算方法の一例は次のようである。即ち物体
検査手段１４０３は、図２で説明した手順で得られた物
体モデルの形状の、表面を表す点集合｛ｒｓ_kl｝と、同
記憶手段１１に予め格納されている設計データ内の表面
点集合｛ｒｓｄ_kl｝とを物体情報記憶手段１１から物体
情報ｂ１０４として取り込み、次式により全ての（ｋ、
ｌ）方向についての差を算出する。

【数３６】 ここで得られる差ｓ_klの絶対値が全て許容値以内であれ
ば、物体検査手段１４０３は物体検査「合格」という物
体検査結果ｂ１４０１を物体検査出力手段１４０１に転
送する。もしその絶対値が許容値より大きいｓ_klがあれ
ば、物体検査手段１４０３は物体検査「不合格」という
物体検査結果ｂ１４０１を物体検査出力手段１４０１に
転送する。ここで、その絶対値が許容値より大きいｓ_kl
が正であれば、「点ｒｓ_klを長さｓ_klだけ削る。」とい
うコメントを物体検査ｂ１４０１に追加してもよい。
尚、上記の設計データは、図７で示した設計手段４１０
を図１２の構成に付加し、この設計手段により作成・修
正したものを用いるようにすることもできる。

【００７３】図１２に示した実施の形態によると、物体
１３の形状が許容誤差内にあるかどうかを容易に判断す
ることができ、検査に要する時間及び作業を減少するも
とができる。この実施の形態は、計測対象である物体１
３を建築物の構成部品、車や電車などの車両、船舶、飛
行機、クレーン、エレベータなどの荷役機器、圧延機、
圧縮機、タービンなどの機械装置、原子炉、ロボット、
加工機などの作業機械、或いは宇宙基地などの構成部品
に対して適用できる。さらにこれらの上記製品がＣＩＭ
（Computer Integrated Manufacturing）システムで生
産されている場合、物体情報記憶手段１１をＣＩＭシス
テムで管理されている製品のデータベースとすれば、本
実施の形態をＣＩＭシステムに組み込むことができる。

【００７４】図１４は、本発明になる種類記録装置実施
の一形態を示すブロック線図で、符号１〜１３で示す部
材は図６の同一符号の部材と同一物である。図６と異な
るのは、特徴量計算手段ｒ５０２及び種類認識手段ｒ５
０３から成る認識装置ｒ５０１と、重量計算手段ｒ５０
４を付加した点である。但し重量計算手段ｒ５０４はな
くても構わない。また、撮像手段、エッジパターン計算
手段及び拡散場計算手段は３組あるものとしたが、これ
らは図１、或いは図５等の構成でもよい。

【００７５】特徴量計算手段ｒ５０２は、物体モデルの
形状（以下符号ｂ１０６で表す）から物体１３の縦、
横、奥行きの長さを抽出し、三つの長さから最長辺、中
間辺及び最短辺の長さを求め、最長辺と中間辺の長さの
比、最長辺と最短辺の長さの比を計算する。また、重量
計測手段ｒ５０４から送られる重量ｂｒ０２をもとに、
密度を計算しても構わない。次に、物体１３の特徴を表
わす最長辺、中間辺及び最短辺の長さ、最長辺と中間辺
の長さの比、最長辺と最短辺の長さの比を種類認識手段
ｒ５０３に転送する。ここで、重量ｂｒ０２及び密度を
種類認識手段ｒ５０３に転送しても構わない。最長辺、
中間辺及び最短辺の長さ、最長辺と中間辺の長さの比、
及び最長辺と最短辺の長さの比を特徴量ｂｒ０１とす
る。重量ｂｒ０２及び密度を特徴量ｂｒ０１に含めても
構わない。

【００７６】種類認識手段ｒ５０３は、特徴量計算手段
ｒ５０２から送られた特徴量ｂｒ０１をもとに、各特徴
量ｂｒ０１を縦軸及び横軸に取ったグラフ上の、各物体
に特有な領域に各特徴量ｂｒ０１が存在するかどうかを
チェックすることにより、物体１３の種類を認識する。
以上の構成によって、物体１３を、家電製品としたとき
の動作を図１５、図１６のフローに従って説明する。但
し、電気製品としては、エアコン室外機、エアコン壁掛
け型室内機、エアコン床置き型室内機、窓据付け縦型エ
アコン、窓据付け横型エアコン、一槽式洗濯機、二槽式
洗濯機、普通・大型冷蔵庫、小型冷蔵庫、スピーカ台な
しテレビ及びスピーカ台付きテレビを対象とするものと
する。

【００７７】ステップｒ１０１：図２に示すステップ２
０１〜ステップ２１５の手順を行なうことにより、物体
モデルの形状ｂ１０６を求める。

【００７８】ステップｒ１０２：特徴量計算手段ｒ５０
２は、一時記憶手段１０に格納されている物体モデルの
形状ｂ１０６から、高さ方向の長さを縦の長さ、物体モ
デルの中心を通り水平な面における最短の幅を横の長さ
とし、物体モデルの中心を通り水平な面において最短の
幅の方向に垂直な方向の幅を奥行きの長さとして、これ
らを物体１３の縦、横及び奥行きの長さとする。また、
物体モデルの中心を通る直線方向の長さが最短である幅
を縦の長さ、物体モデルの中心を通り最短となる方向に
垂直な面において最短の幅を横の長さ、その方向に垂直
な方向の幅を奥行きの長さとして、物体１３の縦、横及
び奥行きの長さを求めても構わない。

【００７９】ステップｒ１０３：特徴量計算手段ｒ５０
２は、縦、横及び奥行きの長さから最長辺、中間辺及び
最短辺の長さを求め、最長辺と中間辺の長さの比、最長
辺と最短辺の長さの比を計算する。また、重量計測手段
ｒ５０４から送られる重量ｂｒ０２をもとに、密度を計
算しても構わない。こうして求めた特徴量ｂｒ０１を種
類認識手段ｒ５０３に転送する

【００８０】ステップｒ１０４：種類認識手段ｒ５０３
は、特徴量計算手段ｒ５０２から送られた特徴量ｂｒ０
１から物体１３の種類を認識する。このステップｒ１０
４における物体１３の種類の認識手順は図１６で示され
ており、以下この手順を説明する。。

【００８１】ステップｒ２０１：エアコン室外機の最長
辺の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域は、点（５
００、４５０）、点（８５０、４５０）、点（１１０
０、９５０）、点（８００、９５０）及び点（５００、
６００）で囲まれる領域とする。エアコン室外機の最長
辺の長さ−最短辺の長さのグラフの特有領域は、点（５
００、１５０）、点（８５０、１５０）、点（１１０
０、３５０）、点（１１００、４００）及び点（５０
０、３００）で囲まれる領域とする。エアコン室外機の
中間辺の長さ−最短辺の長さのグラフの特有領域は、点
（４５０、１５０）、点（６００、１５０）、点（９５
０、３００）、点（９５０、４００）及び点（４５０、
３００）で囲まれる領域とする。エアコン室外機の最長
辺と中間辺の長さの比−最長辺と最短辺の長さの比のグ
ラフの特有領域は、点（０．５５、０．２）、点（１、
０．２）、点（１、０．５）及び点（０．５５、０．
５）で囲まれる領域とする。これらすべての特有領域に
各特徴量ｂｒ０１の該当する値が存在するとき、物体は
エアコン室外機であるとし、ステップｒ２１３へ進む。
各特徴量ｂｒ０１の少なくとも１つが該当する特有領域
に存在しないとき、エアコン室外機ではないとし、ステ
ップｒ２０２に進む。ここで、エアコン室外機の重量−
密度のグラフの特有領域は、点（２０、０．２）、点
（１００、０．２）、点（１００、０．５）及び点（２
０、０．５）で囲まれる領域とし、この特有領域ににつ
いても該当するかどうかを調べるようにしてもよい。

【００８２】ステップｒ２０２：エアコン壁掛け型室内
機の最長辺の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域
は、点（７００、２００）、点（１３００、２００）、
点（１３００、４５０）及び点（７００、４５０）で囲
まれる領域とする。エアコン壁掛け型室内機の最長辺の
長さ−最短辺の長さのグラフの特有領域は、点（７０
０、１００）、点（１３００、１００）、点（１３０
０、２５０）及び点（７００、２５０）で囲まれる領域
とする。エアコン壁掛け型室内機の中間辺の長さ−最短
辺の長さのグラフの特有領域は、点（２００、１０
０）、点（４５０、１００）、点（４５０、２５０）及
び点（２００、２５０）で囲まれる領域とする。エアコ
ン壁掛け型室内機の最長辺と中間辺の長さの比−最長辺
と最短辺の長さの比のグラフの特有領域は、点（０．
１、０．２）、点（０．５、０．１）、点（０．５、
０．３）及び点（０．２、０．３）で囲まれる領域とす
る。これらすべての特有領域に各特徴量ｂｒ０１の該当
する値が存在するとき、物体はエアコン壁掛け型室内機
であるとし、ステップｒ２１３へ進む。各特徴量ｂｒ０
１の少なくとも１つが該当する特有領域に存在しないと
き、エアコン壁掛け型室内機ではないとし、ステップｒ
２０３に進む。ここで、エアコン壁掛け型室内機の重量
−密度のグラフの特有領域は、点（３、０．１５）、点
（１５、０．１５）、点（３０、０．２５）、点（３
０、０．３）、点（２５．０．３）及び点（３、０．２
５）で囲まれる領域とし、この特有領域についても該当
するか同化を調べるようにしてもよい。

【００８３】ステップｒ２０３：エアコン床置き型室内
機の最長辺の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域
は、点（７００、５５０）、点（１３００、５５０）、
点（１３００、７００）及び点（７００、７００）で囲
まれる領域とする。エアコン床置き型室内機の最長辺の
長さ−最短辺の長さのグラフの特有領域は、点（７０
０、１５０）、点（１３００、１５０）、点（１３０
０、２５０）及び点（７００、２５０）で囲まれる領域
とする。エアコン床置き型室内機の中間辺の長さ−最短
辺の長さのグラフの特有領域は、点（５５０、１５
０）、点（７００、１５０）、点（７００、２５０）及
び点（５５０、２５０）で囲まれる領域とする。エアコ
ン床置き型室内機の最長辺と中間辺の長さの比−最長辺
と最短辺の長さの比のグラフの特有領域は、点（０．
５、０．１５）、点（０．９、０．１５）、点（０．
９、０．３）及び点（０．５、０．３）で囲まれる領域
とする。これらすべての特有領域に各特徴量ｂｒ０１の
該当する値が存在するとき、物体はエアコン床置き型室
内機であるとし、ステップｒ２１３へ進む。各特徴量ｂ
ｒ０１の少なくとも１つが該当する特有領域に存在しな
いとき、エアコン床置き型室内機ではないとし、ステッ
プｒ２０６に進む。ここで、エアコン床置き型室内機の
重量−密度のグラフの特有領域は、点（１５、０．１
５）、点（２５、０．１５）、点（４５、０．２５）、
点（４５、０．３）及び点（１５、０．３）で囲まれる
領域とし、特有領域についても該当するかどうかを調べ
るようにしてもよい。

【００８４】ステップｒ２０４：窓据付け縦型エアコン
の最長辺の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域は、
点（５５０、５００）、点（６００、５００）、点（８
５０、７７０）、点（８５０、７３０）、点（７５０、
７３０）及び点（５５０、６１０）で囲まれる領域とす
る。窓据付け縦型エアコンの最長辺の長さ−最短辺の長
さのグラフの特有領域は、点（５５０、３５０）、点
（６２０、３５０）、点（８５０、４５０）、点（８５
０、４７５）、点（７００、４７５）及び点（５５０、
４２０）で囲まれる領域とする。窓据付け縦型エアコン
の中間辺の長さ−最短辺の長さのグラフの特有領域は、
点（５００、３２５）、点（５５０、３２５）、点（７
２０、４２５）、点（７２０、５００）、点（６７５、
５００）及び点（５００、３７５）で囲まれる領域とす
る。窓据付け縦型エアコンの最長辺と中間辺の長さの比
−最長辺と最短辺の長さの比のグラフの特有領域は、点
（０．８、０．５）、点（０．８５、０．５）、点
（１、０．６）、点（１、０．６８）、点（０．９、
０．６８）及び点（０．８、０．６）で囲まれる領域と
する。これらすべての特有領域に各特徴量ｂｒ０１の該
当する値が存在するとき、窓据付け縦型エアコンである
とし、ステップｒ２１３へ進む。各特徴量ｂｒ０１の少
なくとも１つが該当する特有領域に存在しないとき、窓
据付け縦型エアコンではないとし、ステップｒ２０５に
進む。ここで、窓据付け縦型エアコンの重量−密度のグ
ラフの特有領域は、点（１５、０．３５）、点（２８、
０．３５）、点（４０、０．５）、点（４０、０．６
５）、点（３２、０．６５）及び点（１５、０．４）で
囲まれる領域とし、この特有領域についても該当するか
どうかを調べるようにしてもよい。

【００８５】ステップｒ２０５：窓据付け横型エアコン
の最長辺の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域は、
点（７００、３００）、点（８５０、３００）、点（８
５０、４００）及び点（７００、４００）で囲まれる領
域とする。窓据付け横型エアコンの最長辺の長さ−最短
辺の長さのグラフの特有領域は、点（７００、１５
０）、点（８５０、１５０）、点（８５０、３００）及
び点（７００、３００）で囲まれる領域とする。窓据付
け横型エアコンの中間辺の長さ−最短辺の長さのグラフ
の特有領域は、点（３００、１５０）、点（４００、２
５０）、点（４００、２５０）及び点（３００、２５
０）で囲まれる領域とする。窓据付け横型エアコンの最
長辺と中間辺の長さの比−最長辺と最短辺の長さの比の
グラフの特有領域は、点（０．４、０．２５）、点
（０．５、０．２５）、点（０．５、０．３５）及び点
（０．４、０．３５）で囲まれる領域とする。これらす
べての特有領域に各特徴量ｂｒ０１の該当する値が存在
するとき、物体は窓据付け横型エアコンであるとし、ス
テップｒ２１３へ進む。各特徴量ｂｒ０１の少なくとも
１つが該当する特有領域に存在しないときが一つでも存
在にないとき、窓据付け横型エアコンではないとし、ス
テップｒ２０６に進む。ここで、窓据付け横型エアコン
の重量−密度のグラフの特有領域は、点（３５、０．２
３）、点（７０、０．２３）、点（７０、０．４）及び
点（３５、０．４）で囲まれる領域とし、この特有領域
についても該当するかどうかを調べるようにしてもよ
い。

【００８６】ステップｒ２０６：一槽式洗濯機の最長辺
の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域は、点（８５
０、４８０）、点（９３０、４８０）、点（１０５０、
６５０）、点（１０５０、７００）、点（１０００、７
００）及び点（８５０、６００）で囲まれる領域とす
る。一槽式洗濯機の最長辺の長さ−最短辺の長さのグラ
フの特有領域は、点（８５０、４５０）、点（９５０、
４５０）、点（１０５０、５５０）、点（１０５０、７
００）及び点（８５０、５８０）で囲まれる領域とす
る。一槽式洗濯機の中間辺の長さ−最短辺の長さのグラ
フの特有領域は、点（４５０、４５０）、点（５５０、
４５０）、点（７００、６００）、点（７００、６８
０）、点（６００、６８０）及び点（４５０、５００）
で囲まれる領域とする。一槽式洗濯機の最長辺と中間辺
の長さの比−最長辺と最短辺の長さの比のグラフの特有
領域は、点（０．５、０．５）、点（０．５５、０．
５）、点（０．７、０．６）、点（０．７、０．７）、
点（０．６５、０．７）及び点（０．５、０．６）で囲
まれる領域とする。これらすべての特有領域に各特徴量
ｂｒ０１の該当する値が存在するとき、物体は一槽式洗
濯機であるとし、ステップｒ２１３へ進む。各特徴量ｂ
ｒ０１の少なくとも１つが該当する特有領域に存在しな
いとき、一槽式洗濯機ではないとし、ステップｒ２０７
に進む。ここで、一槽式洗濯機の重量−密度のグラフの
特有領域は、点（２０、０．０９）、点（３０．０．０
９）、点（６５、０．１３）、点（６５、０．１６）、
点（５５、０．１６）及び点（２０、０．１２）で囲ま
れる領域とし、この特有領域についても該当するかどう
かを調べるようにしてもよい。

【００８７】ステップｒ２０７：二槽式洗濯機の最長辺
の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域は、点（８０
０、６００）、点（９００、６００）、点（１０００、
７５０）、点（１０００、９００）、点（９００、９０
０）及び点（８００、７００）で囲まれる領域とする。
二槽式洗濯機の最長辺の長さ−最短辺の長さのグラフの
特有領域は、点（８５０、３５０）、点（９００、３５
０）、点（１０２０、４８０）、点（１０２０、５５
０）、点（９５０、５５０）及び点（８００、４１０）
で囲まれる領域とする。二槽式洗濯機の中間辺の長さ−
最短辺の長さのグラフの特有領域は、点（５８０、３５
０）、点（７００、３５０）、点（９００、４７０）、
点（９００、５５０）、点（７８０、５５０）及び点
（５８０、４２０）で囲まれる領域とする。二槽式洗濯
機の最長辺と中間辺の長さの比−最長辺と最短辺の長さ
の比のグラフの特有領域は、点（０．６５、０．４）、
点（０．７５、０．４）、点（０．９５、０．５）、点
（０．９５、０．６）、点（０．８５、０．６）及び点
（０．６５、０．５）で囲まれる領域とする。これらす
べての特有領域に各特徴量ｂｒ０１の該当する値が存在
するとき、物体は二槽式洗濯機であるとし、ステップｒ
２１３へ進む。特有領域に各特徴量ｂｒ０１の少なくと
も１つが該当する特有領域に存在しないとき、二槽式洗
濯機ではないとし、ステップｒ２０８に進む。ここで、
二槽式洗濯機の重量−密度のグラフの特有領域は、点
（１０、０．０５）、点（１５、０．０５）、点（４
０、０．０８）、点（４０．０．１２）、点（３０．
０．１２）及び点（１０、０．０７）で囲まれる領域と
し、この特有領域についても該当するかどうかを調べる
ようにしてもよい。

【００８８】ステップｒ２０８：普通・大型冷蔵庫の最
長辺の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域は、点
（７００、４５０）、点（１９００、４５０）、点（１
９００、１０００）及び点（７００、１００）で囲まれ
る領域とする。普通・大型冷蔵庫の最長辺の長さ−最短
辺の長さのグラフの特有領域は、点（７００、３５
０）、点（１９００、３５０）、点（１９００、８０
０）及び点（７００、８００）で囲まれる領域とする。
普通・大型冷蔵庫の中間辺の長さ−最短辺の長さのグラ
フの特有領域は、点（４５０、３５０）、点（１００
０、３５０）、点（１０００、８００）、点（７５０、
８００）及び点（４５０、５００）で囲まれる領域とす
る。普通・大型冷蔵庫の最長辺と中間辺の長さの比−最
長辺と最短辺の長さの比のグラフの特有領域は、点
（０．３、０．２）、点（０．５、０．２）、点（１、
０．６５）、点（１、０．８）、点（０．７５、０．
８）及び点（０．３、０．３５）で囲まれる領域とす
る。これらすべての特有領域に各特徴量ｂｒ０１の該当
する値が存在するとき、普通・大型冷蔵庫であるとし、
ステップｒ２１３へ進む。特有領域に各特徴量ｂｒ０１
の少なくとも１つが該当する特有領域に存在しないと
き、普通・大型冷蔵庫ではないとし、ステップｒ２０９
に進む。ここで、普通・大型冷蔵庫の重量−密度のグラ
フの特有領域は、点（１５、０．０５）、点（１４０、
０．０５）、点（１４０、０．２）及び点（１５、０．
２）で囲まれる領域とし、この特有領域についても該当
するかどうかを調べるようにしてもよい。

【００８９】ステップｒ２０９：小型冷蔵庫の最長辺の
長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域は、点（４５
０、４５０）、点（５５０、４５０）、点（５５０、５
５０）及び点（４５０、５５０）で囲まれる領域とす
る。小型冷蔵庫の最長辺の長さ−最短辺の長さのグラフ
の特有領域は、点（４５０、４００）、点（５５０、４
００）、点（５５０、５５０）及び点（４５０、５５
０）で囲まれる領域とする。小型冷蔵庫の中間辺の長さ
−最短辺の長さのグラフの特有領域は、点（４５０、４
００）、点（５５０、４００）、点（５５０、５５０）
及び点（４５０、５５０）で囲まれる領域とする。小型
冷蔵庫の最長辺と中間辺の長さの比−最長辺と最短辺の
長さの比のグラフの特有領域は、点（０．９３、０．
９）、点（１、０．９）、点（１、１）及び点（０．９
３、１）で囲まれる領域とする。これらすべての各特徴
量ｂｒ０１の該当する値が存在するとき、物体小型冷蔵
庫であるとし、ステップｒ２１３へ進む。各特徴量ｂｒ
０１の少なくとも１つが該当する特有領域に存在しない
とき、小型冷蔵庫ではないとし、ステップｒ２１０に進
む。ここで、小型冷蔵庫の重量−密度のグラフの特有領
域は、点（１０、０．０５）、点（２５、０．０５）、
点（２５、０．１５）及び点（１０、０．１５）で囲ま
れる領域とし、この特有領域についても該当するかどう
かを調べるようにしてもよい。

【００９０】ステップｒ２１０：スピーカ台なしテレビ
の最長辺の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域は、
点（２００、１００）、点（１０５０、６００）、点
（１０５０、８００）、点（８００、８００）及び点
（２００、３００）で囲まれる領域とする。スピーカ台
なしテレビの最長辺の長さ−最短辺の長さのグラフの特
有領域は、点（２００、１００）、点（３００、１０
０）、点（１０５０、５５０）、点（１０５０、７０
０）、点（８００、７００）及び点（２００、４００）
で囲まれる領域とする。スピーカ台なしテレビの中間辺
の長さ−最短辺の長さのグラフの特有領域は、点（１０
０、１００）、点（１００、３００）、点（８００、５
５０）、点（８００、７００）、点（６００、７００）
及び点（１００、２００）で囲まれる領域とする。スピ
ーカ台なしテレビの最長辺と中間辺の長さの比−最長辺
と最短辺の長さの比のグラフの特有領域は、点（０．６
２、０．５）、点（０．９、０．５）、点（１、０．６
５）、点（１、１）、点（０．９５、１）及び点（０．
６２、０．７）で囲まれる領域とする。これらすべての
特有領域に各特徴量ｂｒ０１の該当する値が存在すると
き、物体はスピーカ台なしテレビであるとし、ステップ
ｒ２１３へ進む。各特徴量ｂｒ０１の少なくとも１つが
該当する特有領域に存在しないとき、スピーカ台なしテ
レビではないとし、ステップｒ２１１に進む。ここで、
スピーカ台なしテレビの重量−密度のグラフの特有領域
は、点（１、０．１５）、点（９５、０．１５）、点
（９５、０．３）、点（１５、０、３）、点（５、０．
４２）及び点（１、０．４２）で囲まれる領域とし、こ
の特有領域についても該当するかどうかを調べるように
してもよい。

【００９１】ステップｒ２１１：スピーカ台付きテレビ
の最長辺の長さ−中間辺の長さのグラフの特有領域は、
点（９００、８５０）、点（１１００、８５０）、点
（１５００、１１００）、点（１５００、１３５０）、
点（１４５０、１３５０）及び点（９００、９００）で
囲まれる領域とする。スピーカ台付きテレビの最長辺の
長さ−最短辺の長さのグラフの特有領域は、点（９０
０、３５０）、点（１１００、３５０）、点（１５０
０、６００）、点（１５００、７５０）、点（１２０
０、７５０）及び点（９００、５００）で囲まれる領域
とする。スピーカ台付きテレビの中間辺の長さ−最短辺
の長さのグラフの特有領域は、点（８５０、３５０）、
点（９５０、３５０）、点（１３５０、６５０）、点
（１３５０、７５０）、点（１２００、７５０）及び点
（８５０、５００）で囲まれる領域とする。スピーカ台
付きテレビの最長辺と中間辺の長さの比−最長辺と最短
辺の長さの比のグラフの特有領域は、点（０．７５、
０．３５）、点（０．９５、０．３５）、点（０．９
５、０．６）、点（０．９、０．６）及び点（０．７
５、０．４）で囲まれる領域とする。これらすべての特
有領域に各特徴量ｂｒ０１の該当する値が存在すると
き、物体はスピーカ台付きテレビであるとし、ステップ
ｒ２１３へ進む。各特徴量ｂｒ０１がの少なくとも１つ
が該当する特有領域に存在しないとき、スピーカ台付き
テレビではないとし、ステップｒ２１２に進む。ここ
で、スピーカ台付きテレビの重量−密度のグラフの特有
領域は、点（４５、０．０５）、点（１５５、０．０
５）、点（１５５、０．２）及び点（４５、０．２）で
囲まれる領域とし、この特有領域についても該当するか
どうかを調べるようにしてもよい。

【００９２】ステップｒ２１２：物体１３の種類は不明
であるとする。 ステップｒ２１３：終了する。 以上に述べた図１６のステップｒ２０１〜ステップｒ２
１１の各ステップにおけるチェック動作は、図１７のよ
うに一般的な手順で示すことができる。

【００９３】ステップｒ３０１：最長辺の長さ−中間辺
の長さのグラフにおける該当物体の特有領域に、特徴量
計算手段ｒ５０２により算出され特徴量の内の最長辺の
長さと中間辺の長さが存在するとき、ステップｒ３０２
に進む。存在しないとき、ステップｒ３０６に進む。

【００９４】ステップｒ３０２：最長辺の長さ−最短辺
の長さのグラフにおける該当物体の特有領域に、特徴量
計算手段ｒ５０２により算出され特徴量の内の最長辺の
長さと最短辺の長さが存在するとき、ステップｒ３０３
に進む。存在しないとき、ステップｒ３０６に進む。

【００９５】ステップｒ３０３：中間辺の長さ−最短辺
の長さのグラフにおける該当物体の特有領域に、特徴量
計算手段ｒ５０２により算出され特徴量の内の中間辺の
長さと最短辺の長さが存在するとき、ステップｒ３０４
に進む。存在しないとき、ステップｒ３０６に進む。

【００９６】ステップｒ３０４：最長辺と中間辺の長さ
の比−最長辺と最短辺の長さの比のグラフにおける該当
物体の特有領域に、特徴量計算手段ｒ５０２により算出
され特徴量の内の最長辺と中間辺の長さの比と最長辺と
最短辺の長さの比が存在するとき、ステップｒ３０５に
進む。存在しないとき、ステップｒ３０６に進む。

【００９７】ステップｒ３０５：物体１３の種類は本種
類であるとする。 ステップｒ３０６：物体１３の種類は本種類でないとす
る。

【００９８】また図１８は、重量計測手段ｒ５０４の出
力も用いたときの図１６のステップｒ２０１〜ステップ
ｒ２１１の各ステップにおけるチェック動作の手順を一
般的な形で示したものである。但しステップｒ３０１〜
ｒ３０４は図１７と全く同じであり、これにステップｒ
３０７が追加されたフローとなっている。

【００９９】ステップｒ３０７：重量−密度のグラフに
おける該当物体の特有領域に、特徴量計算手段ｒ５０２
により算出され特徴量の内の重量と密度が存在すると
き、ステップｒ３０５に進む。存在しないとき、ステッ
プｒ３０６に進む。図１６は、上記図１７又は図１８に
於いて、該当物体をエアコン室外機、エアコン壁掛け型
室内機、エアコン床置き型室内機、窓据付け縦型エアコ
ン、窓据付け横型エアコン、一槽式洗濯機、二槽式洗濯
機、普通・大型冷蔵庫、小型冷蔵庫、スピーカ台なしテ
レビ及びスピーカ台付きテレビとしたときの例である
が、このようなチェック方法で上記に列記した家電製品
が認識できる理由をここで説明する。

【０１００】家電製品の形状はほぼ直方体あでって、そ
の種類によって最長辺、中間辺及び最短辺の長さには特
徴がある。図１９〜図２３は、図１６で対象とした家電
製品についての実測データあり、図１９が最長辺の長さ
−中間辺の長さのグラフ、図２０が最長辺の長さ−最短
辺の長さのグラフ、図２１が中間辺の長さ−最短辺の長
さのグラフ、図２２が最長辺と中間辺の長さの比−最長
辺と最短辺の長さの比のグラフ、図２３が重量−密度の
グラフである。これらの各グラフに於いて製品の種類ご
とにその実測データが含まれる領域を多角形として切り
出すと図２４〜図２６に示すような六角形、五角形、或
いは四角形の領域が得られる。これらの領域は（数３
７）〜（数４２）のような式の組み合わせで表すことが
できる。

【０１０１】

【数３７】

【数３８】

【数３９】

【数４０】

【数４１】

【数４２】 ここで、ａ1、ａ2、ｂ1、ｂ2、ｃ1、ｃ2、ｃ3及びｃ4は
定数であり、ｘ、ｙは各グラフの２つの変量である。図
１６の各ステップの説明で示した座標はこの多角形の頂
点を示したもので、これらの多角形、即ち特有領域は電
気製品の種類によって殆ど重ならない。従って実物の特
徴量と上記特有領域の対応から製品の分類が可能にな
る。

【０１０２】図１４に示した種類認識装置によれば、図
１５〜図１８に示した処理で用いる特徴量及び判断に用
いる特有領域を示すデータ量が極めて小さいため、物体
１３の種類を短時間で求めることができる。廃棄物処理
装置においては、廃棄された家電製品は各種類ごとに処
理が異なっている。例えば、テレビは先ずブラウン管を
取り出す。エアコン室内機及び冷蔵庫はフロンの抜き取
りを行なう。このため、廃棄物を認識する必要がある
が、図１４の種類認識装置を廃棄物処理装置に用いるこ
とにより、ある限られた時間内に多くの物体の種類を認
識することができ、廃棄物の処理能力を向上することが
できる。

【０１０３】

【発明の効果】本発明によれば、形状修正量計算手段が
拡散場、参照パターン及び表示手段の画面上における物
体モデルの位置をもとに、物体モデルの形状の修正量を
計算し、記憶手段に格納されている物体モデルの形状に
加算することにより、映像上に他の物体が写っていたと
しても計測対象となっている物体のみの形状を計測する
ことができる。また、物体の形状計算において参照パタ
ーンの近傍における拡散場の情報のみを用いて、画面全
体の情報を用いていないため、計算時間が短くなる。ま
た、エッジパターンを抽出できれば計測が可能であるた
め、照明の管理、スリット及び格子を必要としない。ま
た、撮像手段と測量手段を一体化し、基準ターゲットを
設けることにより、建屋などの撮像手段の視野外に設置
された座標系における物体の形状及び位置・姿勢を計測
することができる。また、設計手段を付加することによ
り、建築や設備設計を効率的に行うことができる。ま
た、物体検査手段を付加することにより、製造された物
体の検査が容易に行える。また認識装置を付加すること
により、多数の物体の認識が容易に行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の三次元形状認識装置の実施の形態の一
例示すブロック線図である。

【図２】図１の装置による計測動作の手順を示す図であ
る。

【図３】参照パターンの例を示す図である。

【図４】表示手段の画面表示例図である。

【図５】複数の撮像手順を設けた三次元形状認識装置の
実施の一形態を示すブロック線図である。

【図６】図５の変形例を示すブロック線図である。

【図７】本発明の設計支援装置の実施の一形態を示すブ
ロック線図である。

【図８】測量手段と撮像手段を一体化した構造例であ
る。

【図９】基準ターゲットをもとに定義した座標系を示す
図である。

【図１０】撮像手段の位置・姿勢の計測手順を示す図で
ある。

【図１１】設計手順を示す図である。

【図１２】本発明の物体検査装置の実施の一形態を示す
図である。

【図１３】物体検査の手順を示す図である。

【図１４】本発明の種類認識装置の実施の一形態を示す
ブロック線図である。

【図１５】種類認識の手順を示す図である。

【図１６】電気製品の種類認識の手順を示す図である。

【図１７】種類認識の一般的な手順を示す図である。

【図１８】種類認識の一般的な手順を示す図である。

【図１９】家電製品の最長辺の長さ−中間辺の長さの実
測データである。

【図２０】家電製品の最長辺の長さ−最短辺の長さの実
測データである。

【図２１】家電製品の中間辺の長さ−最短辺の長さの実
測データである。

【図２２】家電製品の最長辺と中間辺の長さの比−最長
辺と中間辺の長さの比の実測データから求めたグラフで
ある。

【図２３】家電製品の重量−密度の実測データである。

【図２４】特徴量のグラフにおける特有領域の一例であ
る。

【図２５】特徴量のグラフにおける特有領域の一例であ
る。

【図２６】特徴量のグラフにおける特有領域の一例であ
る。

【符号の簡単な説明】

１ 撮像手段 ２ 表示装置 ３ 情報修正手段 ４ 操作手段 ５ エッジパターン計算手段 ６ 拡散場計算手段 ７ 参照パターン生成手段 ８ 修正量計算手段 ９ データ転送手段 １０ 一時記憶手段 １１ 物体情報記憶手段 １２ 撮像パラメータ記憶手段 １３ 物体 １４ 物体モデル位置計算手段 ｂ１０１ 物体モデルの形状の修正量 ｂ１０２ データ転送命令 ｂ１１２ データ転送命令 ｂ１２２ データ転送命令 ｂ１０３ 物体モデルの形状の修正量 ｂ１０４ 物体情報 ｂ１０５ 撮像パラメータ ｂ１０８ 表示手段の画面上における物体モデルの位置 ｂ１０９ 物体モデルの位置・姿勢の修正量 ｆ 映像 ｆｍ エッジパターン ｕｍ 拡散場 ｆｒ 参照パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 勉 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所機電事業部内 審査官 白石 光男 (56)参考文献 特開 平７−146121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−66108（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−110788（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−176997（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/24 G06T 7/00 G06T 9/20

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物体を撮像し映像信号を出力するた
   めの撮像手段と、 前記映像信号からエッジパターンを算出するためのエッ
   ジパターン計算手段と、 前記エッジパターンから拡散方程式を用いて拡散場を算
   出するための拡散場計算手段と、 前記対象物体を表す物体モデルからそのエッジパターン
   を参照パターンとして生成するための参照パターン生成
   手段と、 表示手段と、 前記物体モデルの位置、前記撮像手段の位置・姿勢と倍
   率、及び前記表示手段の画面上における前記撮像手段の
   光軸の位置をもとに、透視等変換を用いて、前記表示手
   段の画面上における前記物体モデルの中心位置を計算す
   るための物体モデル位置計算手段と、 前記物体モデル位置計算手段により算出された前記表示
   手段の画面上における前記物体モデルの中心位置と、前
   記拡散場と、前記参照パターンとから前記物体モデルの
   形状の修正量を計算し、該修正量を前記物体モデルの形
   状に加算する形状修正量計算手段と、 を備えたことを特徴とする三次元形状認識装置。
2. 【請求項２】 前記形状修正量計算手段は、前記物体モ
   デルの形状の修正量に代わって前記物体モデルの位置・
   姿勢の修正量を計算し、その修正量を前記物体モデルの
   位置・姿勢に加算することを特徴とする請求項１に記載
   の三次元形状認識装置。
3. 【請求項３】 情報修正手段と、該手段から入力された
   前記物体モデルの形状及び位置・姿勢の修正量を前記物
   体モデルの形状及び位置・姿勢に加算する加算手段とを
   備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の三次
   元形状認識装置。
4. 【請求項４】 前記撮像手段に対して固定して取り付け
   られ、計測場所に設置された２つの基準点からの距離と
   角度を計測し、その距離と角度から前記２つの基準点に
   固定された座標系における前記撮像手段の位置・姿勢を
   計算するための測量手段を備えていることを特徴とする
   請求項１〜３の内の１つに記載の三次元形状認識装置。
5. 【請求項５】 前記撮像手段を複数個設け、前記エッジ
   パターン計算手段、前記拡散場計算手段、前記参照パタ
   ーン生成手段、及び前記物体モデル位置計算手段は、前
   記撮像手段毎のエッジパターン、拡散場、参照パター
   ン、及び物体モデルの中心位置をそれぞれ算出し、さら
   に前記形状修正量計算手段は、前記撮像手段毎の対応す
   る修正量を算出し、該修正量を前記物体モデルの形状に
   加算することを特徴とする請求項１〜３の内の１つに記
   載の三次元形状認識装置。
6. 【請求項６】 少なくとも前記エッジパターン計算手段
   及び前記拡散場計算手段を前記撮像手段の各々に対して
   １個づつ設けたことを特徴とする請求項５に記載の三次
   元形状認識装置。
7. 【請求項７】 設計対象物体の形状及び位置・姿勢を格
   納するための設計記憶手段と、 前記設計記憶手段に格納されている前記物体の形状及び
   位置・姿勢を修正するための設計入力手段と、 前記設計記憶手段に格納されている前記物体の形状及び
   位置・姿勢をもとに、透視等変換を用いて、前記物体の
   グラフィックデータを生成するためのグラフィック生成
   手段と、 前記グラフィック生成手段により生成された前記グラフ
   ィックデータを表示するための設計表示手段と、 を請求項４に記載の三次元形状認識装置に付加したこと
   を特徴とする建設支援装置。
8. 【請求項８】 前記設計表示手段は、前記撮像手段出力
   の映像信号を前記グラフィック生成手段により生成され
   た前記グラフィックデータと重ね合せて表示するように
   構成したことを特徴とする請求項７に記載の建設支援装
   置。
9. 【請求項９】 請求項３に記載の三次元形状認識装置に
   物体検査手段を付加するとともに、 前記物体検査手段は、前記三次元形状認識装置により修
   正された物体モデルの形状及び位置・姿勢と、当該物体
   の設計上の形状及び位置・姿勢とを比較し、その差が予
   め定められた許容値以下であるとき、合格の判定を下す
   ように構成されたことを特徴とする物体検査装置。
10. 【請求項１０】 請求項３に記載の三次元形状認識装置
    に種類認識手段を付加するとともに、 前記種類認識手段は、前記三次元形状認識装置により修
    正された認識対象物体の物体モデルの形状から、最も長
    い辺である最長辺の長さ、二番目に長い辺である中間辺
    の長さ、及び最も短い辺である最短辺の長さを求め、 前記最長辺と前記中間辺の長さの比及び前記最長辺と前
    記最短辺の長さの比を計算し、 前記最長辺の長さと前記中間辺の長さを変数とする第１
    の平面、前記最長辺の長さと前記最短辺の長さを変数と
    する第２の平面、前記中間辺の長さと前記最短辺の長さ
    を変数とする第３の平面、及び前記最長辺と前記中間辺
    の長さの比と前記最長辺と前記最短辺の長さの比を変数
    とする第４の平面の各々に物体毎に予め設定された特徴
    領域の各々について、前記求めた最長辺の長さと中間辺
    の長さ、前記求めた最長辺の長さと最短辺の長さ、前記
    求めた中間辺の長さと最短辺の長さ、及び前記計算した
    最長辺と中間辺の長さの比と前記最長辺と最短辺の長さ
    の比がそれぞれ存在しているかをチェックし、 １つの物体に対応した前記４つの平面上の特徴領域の全
    てに前記求めた最長辺、中間辺、最短辺の長さと前記計
    算した最長辺と中間辺の長さの比、及び前記最長辺と最
    短辺の長さの比が存在しているとき、前記認識対象物体
    は前記１つの物体であると認識することを特徴とする種
    類認識装置。
11. 【請求項１１】 請求項３に記載の三次元形状認識装置
    に種類認識手段及び重量検出手段を付加するとともに、 前記種類認識手段は、前記三次元形状認識装置により修
    正された認識対象物体の物体モデルの形状から、最も長
    い辺である最長辺の長さ、二番目に長い辺である中間辺
    の長さ、及び最も短い辺である最短辺の長さを求め、 前記最長辺と前記中間辺の長さの比及び前記最長辺と前
    記最短辺の長さの比を計算し、 前記重量検出手段の出力から前記認識対象物体の密度を
    計算し、 前記最長辺の長さと前記中間辺の長さを変数とする第１
    の平面、前記最長辺の長さと前記最短辺の長さを変数と
    する第２の平面、前記中間辺の長さと前記最短辺の長さ
    を変数とする第３の平面、前記最長辺と前記中間辺の長
    さの比と前記最長辺と前記最短辺の長さの比を変数とす
    る第４の平面、及び前記重量と密度を変数とする第５の
    平面の各々に物体毎に予め設定された特徴領域の各々に
    ついて、前記求めた最長辺の長さと中間辺の長さ、前記
    求めた最長辺の長さと最短辺の長さ、前記求めた中間辺
    の長さと最短辺の長さ、前記計算した最長辺と中間辺の
    長さの比と前記最長辺と最短辺の長さの比、及び前記計
    算した重量と密度がそれぞれ存在しているかをチェック
    し、 １つの物体に対応した前記５つの平面上の特徴領域の全
    てに前記求めた最長辺、中間辺、最短辺の長さと前記計
    算した最長辺と中間辺の長さの比、前記最長辺と最短辺
    の長さの比、及び前記重量と密度が存在しているとき、
    前記認識対象物体は前記１つの物体であると認識するこ
    とを特徴とする種類認識装置。
12. 【請求項１２】 前記特徴領域は、当該特徴領域対応の
    前記平面上の四角形、五角形、または六角形の領域であ
    ることを特徴とする請求項１０または１１に記載の種類
    認識装置。
13. 【請求項１３】 前記認識対象物体を電気製品とし、 エアコン室外機に対する第１の特徴領域を、前記第１の
    平面に対して点（５００、４５０）、点（８５０、４５
    ０）、点（１１００、９５０）、点（８００、９５０）
    及び点（５００、６００）で囲まれる五角形の領域と
    し、前記第２の平面に対して点（５００、１５０）、点
    （８５０、１５０）、点（１１００、３５０）、点（１
    １００、４００）及び点（５００、３００）で囲まれる
    五角形の領域とし、前記第３の平面に対して点（４５
    ０、１５０）、点（６００、１５０）、点（９５０、３
    ００）、点（９５０、４００）及び点（４５０、３０
    ０）で囲まれる五角形の領域とし、さらに前記第４の平
    面に対して点（０．５５、０．２）、点（１、０．
    ２）、点（１、０．５）及び点（０．５５、０．５）で
    囲まれる四角形の領域とし、 エアコン壁掛け型室内機に対する第２の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（７００、２００）、点（１３
    ００、２００）、点（１３００、４５０）及び点（７０
    ０、４５０）で囲まれる五角形の領域とし、前記第２の
    平面に対して点（７００、１００）、点（１３００、１
    ００）、点（１３００、２５０）及び点（７００、２５
    ０）で囲まれる四角形の領域とし、前記第３の平面に対
    して点（２００、１００）、点（４５０、１００）、点
    （４５０、２５０）及び点（２００、２５０）で囲まれ
    る四角形の領域とし、さらに前記第４の平面に対して点
    （０．１、０．２）、点（０．５、０．１）、点（０．
    ５、０．３）及び点（０．２、０．３）で囲まれる四角
    形の領域とし、 エアコン床置き型室内機に対する第３の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（７００、５５０）、点（１３
    ００、５５０）、点（１３００、７００）及び点（７０
    ０、７００）で囲まれる四角形の領域とし、前記第２の
    平面に対して点（７００、１５０）、点（１３００、１
    ５０）、点（１３００、２５０）及び点（７００、２５
    ０）で囲まれる四角形の領域とし、前記第３の平面に対
    して点（５５０、１５０）、点（７００、１５０）、点
    （７００、２５０）及び点（５５０、２５０）で囲まれ
    る四角形の領域とし、さらに前記第４の平面に対して点
    （０．５、０．１５）、点（０．９、０．１５）、点
    （０．９、０．３）及び点（０．５、０．３）で囲まれ
    る四角形の領域とし、 窓据え付け縦型エアコンに対する第４の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（５５０、５００）、点（６０
    ０、５００）、点（８５０、７７０）、点（８５０、７
    ３０）、点（７５０、７３０）及び点（５５０、６１
    ０）で囲まれる六角形の領域とし、前記第２の平面に対
    して点（５５０、３５０）、点（６２０、３５０）、点
    （８５０、４５０）、点（８５０、４７５）、点（７０
    ０、４７５）及び点（５５０、４２０）で囲まれる六角
    形の領域とし、前記第３の平面に対して点（５００、３
    ２５）、点（５５０、３２５）、点（７２０、４２
    ５）、点（７２０、５００）、点（６７５、５００）及
    び点（５００、３７５）で囲まれる六角形の領域とし、
    さらに前記第４の平面に対して点（０．８、０．５）、
    点（０．８５、０．５）、点（１、０．６）、点（１、
    ０．６８）、点（０．９、０．６８）及び点（０．８、
    ０．６）で囲まれる六角形の領域とし、 窓据え付け横型エアコンに対する第５の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（７００、３００）、点（８５
    ０、３００）、点（８５０、４００）及び点（７００、
    ４００）で囲まれる四角形の領域とし、前記第２の平面
    に対して点（７００、１５０）、点（８５０、１５
    ０）、点（８５０、３００）及び点（７００、３００）
    で囲まれる四角形の領域とし、前記第３の平面に対して
    点（３００、１５０）、点（４００、２５０）、点（４
    ００、２５０）及び点（３００、２５０）で囲まれる四
    角形の領域とし、さらに前記第４の平面に対して点
    （０．４、０．２５）、点（０．５、０．２５）、点
    （０．５、０．３５）及び点（０．４、０．３５）で囲
    まれる四角形の領域とし、 一槽式洗濯機に対する第６の特徴領域を、前記第１の平
    面に対して点（８５０、４８０）、点（９３０、４８
    ０）、点（１０５０、６５０）、点（１０５０、７０
    ０）、点（１０００、７００）及び点（８５０、６０
    ０）で囲まれる六角形の領域とし、前記第２の平面に対
    して点（８５０、４５０）、点（９５０、４５０）、点
    （１０５０、５５０）、点（１０５０、７００）及び点
    （８５０、５８０）で囲まれる五角形の領域とし、前記
    第３の平面に対して点（４５０、４５０）、点（５５
    ０、４５０）、点（７００、６００）、点（７００、６
    ８０）、点（６００、６８０）及び点（４５０、５０
    ０）で囲まれる六角形の領域とし、さらに前記第４の平
    面に対して点（０．５、０．５）、点（０．５５、０．
    ５）、点（０．７、０．６）、点（０．７、０．７）、
    点（０．６５、０．７）及び点（０．５、０．６）で囲
    まれる六角形の領域とし、 二槽式洗濯機に対する第７の特徴領域を、前記第１の平
    面に対して点（８００、６００）、点（９００、６０
    ０）、点（１０００、７５０）、点（１０００、９０
    ０）、点（９００、９００）及び点（８００、７００）
    で囲まれる六角形の領域とし、前記第２の平面に対して
    点（８５０、３５０）、点（９００、３５０）、点（１
    ０２０、４８０）、点（１０２０、５５０）、点（９５
    ０、５５０）及び点（８００、４１０）で囲まれる六角
    形の領域とし、前記第３の平面に対して点（５８０、３
    ５０）、点（７００、３５０）、点（９００、４７
    ０）、点（９００、５５０）、点（７８０、５５０）及
    び点（５８０、４２０）で囲まれる六角形の領域とし、
    さらに前記第４の平面に対して点（０．６５、０．
    ４）、点（０．７５、０．４）、点（０．９５、０．
    ５）、点（０．９５、０．６）、点（０．８５、０．
    ６）及び点（０．６５、０．５）で囲まれる六角形の領
    域とし、 普通・大型冷蔵庫に対する第８の特徴領域を、前記第１
    の平面に対して点（７００、４５０）、点（１９００、
    ４５０）、点（１９００、１０００）及び点（７００、
    １００）で囲まれる四角形の領域とし、前記第２の平面
    に対して点（７００、３５０）、点（１９００、３５
    ０）、点（１９００、８００）及び点（７００、８０
    ０）で囲まれる四角形の領域とし、前記第３の平面に対
    して点（４５０、３５０）、点（１０００、３５０）、
    点（１０００、８００）、点（７５０、８００）及び点
    （４５０、５００）で囲まれる五角形の領域とし、さら
    に前記第４の平面に対して点（０．３、０．２）、点
    （０．５、０．２）、点（１、０．６５）、点（１、
    ０．８）、点（０．７５、０．８）及び点（０．３、
    ０．３５）で囲まれる六角形の領域とし、 小型冷蔵庫に対する第９の特徴領域を、前記第１の平面
    に対して点（４５０、４５０）、点（５５０、４５
    ０）、点（５５０、５５０）及び点（４５０、５５０）
    で囲まれる四角形の領域とし、前記第２の平面に対して
    点（４５０、４００）、点（５５０、４００）、点（５
    ５０、５５０）及び点（４５０、５５０）で囲まれる四
    角形の領域とし、前記第３の平面に対して点（４５０、
    ４００）、点（５５０、４００）、点（５５０、５５
    ０）及び点（４５０、５５０）で囲まれる四角形の領域
    とし、さらに前記第４の平面に対して点（０．９３、
    ０．９）、点（１、０．９）、点（１、１）及び点
    （０．９３、１）で囲まれる四角形の領域とし、 スピーカ台なしテレビに対する第１０の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（２００、１００）、点（１０
    ５０、６００）、点（１０５０、８００）、点（８０
    ０、８００）及び点（２００、３００）で囲まれる五角
    形の領域とし、前記第２の平面に対して点（２００、１
    ００）、点（３００、１００）、点（１０５０、５５
    ０）、点（１０５０、７００）、点（８００、７００）
    及び点（２００、４００）で囲まれる六角形の領域と
    し、前記第３の平面に対して点（１００、１００）、点
    （１００、３００）、点（８００、５５０）、点（８０
    ０、７００）、点（６００、７００）及び点（１００、
    ２００）で囲まれる六角形の領域とし、さらに前記第４
    の平面に対して点（０．６２、０．５）、点（０．９、
    ０．５）、点（１、０．６５）、点（１、１）、点
    （０．９５、１）及び点（０．６２、０．７）で囲まれ
    る六角形の領域とし、 スピーカ台付きテレビに対する第１１の特徴領域を、前
    記第１の平面に対し点（９００、８５０）、点（１１０
    ０、８５０）、点（１５００、１１００）、点（１５０
    ０、１３５０）、点（１４５０、１３５０）及び点（９
    ００、９００）で囲まれる六角形の領域とし、前記第２
    の平面に対して点（９００、３５０）、点（１１００、
    ３５０）、点（１５００、６００）、点（１５００、７
    ５０）、点（１２００、７５０）及び点（９００、５０
    ０）で囲まれる六角形の領域とし、前記第３の平面に対
    して点（８５０、３５０）、点（９５０、３５０）、点
    （１３５０、６５０）、点（１３５０、７５０）、点
    （１２００、７５０）及び点（８５０、５００）で囲ま
    れる六角形の領域とし、さらに前記第４の平面に対して
    点（０．７５、０．３５）、点（０．９５、０．３
    ５）、点（０．９５、０．６）、点（０．９、０．６）
    及び点（０．７５、０．４）で囲まれる五角形の領域と
    したことを特徴とする請求項１０に記載の種類認識装
    置。
14. 【請求項１４】 前記認識対象物体を電気製品とし、 エアコン室外機に対する第１の特徴領域を、前記第１の
    平面に対して点（５００、４５０）、点（８５０、４５
    ０）、点（１１００、９５０）、点（８００、９５０）
    及び点（５００、６００）で囲まれる五角形の領域と
    し、前記第２の平面に対して点（５００、１５０）、点
    （８５０、１５０）、点（１１００、３５０）、点（１
    １００、４００）及び点（５００、３００）で囲まれる
    五角形の領域とし、前記第３の平面に対して点（４５
    ０、１５０）、点（６００、１５０）、点（９５０、３
    ００）、点（９５０、４００）及び点（４５０、３０
    ０）で囲まれる五角形の領域とし、前記第４の平面に対
    して点（０．５５、０．２）、点（１、０．２）、点
    （１、０．５）及び点（０．５５、０．５）で囲まれる
    四角形の領域とし、さらに前記第５の平面に対して点
    （２０、０．２）、点（１００、０．２）、点（１０
    ０、０．５）及び点（２０、０．５）で囲まれる四角形
    の領域とし、 エアコン壁掛け型室内機に対する第２の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（７００、２００）、点（１３
    ００、２００）、点（１３００、４５０）及び点（７０
    ０、４５０）で囲まれる五角形の領域とし、前記第２の
    平面に対して点（７００、１００）、点（１３００、１
    ００）、点（１３００、２５０）及び点（７００、２５
    ０）で囲まれる四角形の領域とし、前記第３の平面に対
    して点（２００、１００）、点（４５０、１００）、点
    （４５０、２５０）及び点（２００、２５０）で囲まれ
    る四角形の領域とし、前記第４の平面に対して点（０．
    １、０．２）、点（０．５、０．１）、点（０．５、
    ０．３）及び点（０．２、０．３）で囲まれる四角形の
    領域とし、さらに前記第５の平面に対して点（３、０．
    １５）、点（１５、０．１５）、点（３０、０．２
    ５）、点（３０、０．３）、点（２５．０．３）及び点
    （３、０．２５）で囲まれる六角形の領域とし、 エアコン床置き型室内機に対する第３の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（７００、５５０）、点（１３
    ００、５５０）、点（１３００、７００）及び点（７０
    ０、７００）で囲まれる四角形の領域とし、前記第２の
    平面に対して点（７００、１５０）、点（１３００、１
    ５０）、点（１３００、２５０）及び点（７００、２５
    ０）で囲まれる四角形の領域とし、前記第３の平面に対
    して点（５５０、１５０）、点（７００、１５０）、点
    （７００、２５０）及び点（５５０、２５０）で囲まれ
    る四角形の領域とし、前記第４の平面に対して点（０．
    ５、０．１５）、点（０．９、０．１５）、点（０．
    ９、０．３）及び点（０．５、０．３）で囲まれる四角
    形の領域とし、さらに前記第５の平面に対して点（１
    ５、０．１５）、点（２５、０．１５）、点（４５、
    ０．２５）、点（４５、０．３）及び点（１５、０．
    ３）及び点（３、０．２５）で囲まれる六角形の領域と
    し、 窓据え付け縦型エアコンに対する第４の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（５５０、５００）、点（６０
    ０、５００）、点（８５０、７７０）、点（８５０、７
    ３０）、点（７５０、７３０）及び点（５５０、６１
    ０）で囲まれる六角形の領域とし、前記第２の平面に対
    して点（５５０、３５０）、点（６２０、３５０）、点
    （８５０、４５０）、点（８５０、４７５）、点（７０
    ０、４７５）及び点（５５０、４２０）で囲まれる六角
    形の領域とし、前記第３の平面に対して点（５００、３
    ２５）、点（５５０、３２５）、点（７２０、４２
    ５）、点（７２０、５００）、点（６７５、５００）及
    び点（５００、３７５）で囲まれる六角形の領域とし、
    前記第４の平面に対して点（０．８、０．５）、点
    （０．８５、０．５）、点（１、０．６）、点（１、
    ０．６８）、点（０．９、０．６８）及び点（０．８、
    ０．６）で囲まれる六角形の領域とし、さらに前記第５
    の平面に対して点（１５、０．３５）、点（２８、０．
    ３５）、点（４０、０．５）、点（４０、０．６５）、
    点（３２、０．６５）及び点（１５、０．４）で囲まれ
    る六角形の領域とし、 窓据え付け横型エアコンに対する第５の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（７００、３００）、点（８５
    ０、３００）、点（８５０、４００）及び点（７００、
    ４００）で囲まれる四角形の領域とし、前記第２の平面
    に対して点（７００、１５０）、点（８５０、１５
    ０）、点（８５０、３００）及び点（７００、３００）
    で囲まれる四角形の領域とし、前記第３の平面に対して
    点（３００、１５０）、点（４００、２５０）、点（４
    ００、２５０）及び点（３００、２５０）で囲まれる四
    角形の領域とし、前記第４の平面に対して点（０．４、
    ０．２５）、点（０．５、０．２５）、点（０．５、
    ０．３５）及び点（０．４、０．３５）で囲まれる四角
    形の領域とし、さらに前記第５の平面に対して点（３
    ５、０．２３）、点（７０、０．２３）、点（７０、
    ０．４）及び点（３５、０．４）で囲まれる四角形の領
    域とし、 一槽式洗濯機に対する第６の特徴領域を、前記第１の平
    面に対して点（８５０、４８０）、点（９３０、４８
    ０）、点（１０５０、６５０）、点（１０５０、７０
    ０）、点（１０００、７００）及び点（８５０、６０
    ０）で囲まれる六角形の領域とし、前記第２の平面に対
    して点（８５０、４５０）、点（９５０、４５０）、点
    （１０５０、５５０）、点（１０５０、７００）及び点
    （８５０、５８０）で囲まれる五角形の領域とし、前記
    第３の平面に対して点（４５０、４５０）、点（５５
    ０、４５０）、点（７００、６００）、点（７００、６
    ８０）、点（６００、６８０）及び点（４５０、５０
    ０）で囲まれる六角形の領域とし、前記第４の平面に対
    して点（０．５、０．５）、点（０．５５、０．５）、
    点（０．７、０．６）、点（０．７、０．７）、点
    （０．６５、０．７）及び点（０．５、０．６）で囲ま
    れる六角形の領域とし、さらに前記第５の平面に対して
    点（２０、０．０９）、点（３０．０．０９）、点（６
    ５、０．１３）、点（６５、０．１６）、点（５５、
    ０．１６）及び点（２０、０．１２）で囲まれる六角形
    の領域とし、 二槽式洗濯機に対する第７の特徴領域を、前記第１の平
    面に対して点（８００、６００）、点（９００、６０
    ０）、点（１０００、７５０）、点（１０００、９０
    ０）、点（９００、９００）及び点（８００、７００）
    で囲まれる六角形の領域とし、前記第２の平面に対して
    点（８５０、３５０）、点（９００、３５０）、点（１
    ０２０、４８０）、点（１０２０、５５０）、点（９５
    ０、５５０）及び点（８００、４１０）で囲まれる六角
    形の領域とし、前記第３の平面に対して点（５８０、３
    ５０）、点（７００、３５０）、点（９００、４７
    ０）、点（９００、５５０）、点（７８０、５５０）及
    び点（５８０、４２０）で囲まれる六角形の領域とし、
    前記第４の平面に対して点（０．６５、０．４）、点
    （０．７５、０．４）、点（０．９５、０．５）、点
    （０．９５、０．６）、点（０．８５、０．６）及び点
    （０．６５、０．５）で囲まれる六角形の領域とし、さ
    らに前記第５の平面に対して点（１０、０．０５）、点
    （１５、０．０５）、点（４０、０．０８）、点（４
    ０．０．１２）、点（３０．０．１２）及び点（１０、
    ０．０７）で囲まれる六角形の領域とし、 普通・大型冷蔵庫に対する第８の特徴領域を、前記第１
    の平面に対して点（７００、４５０）、点（１９００、
    ４５０）、点（１９００、１０００）及び点（７００、
    １００）で囲まれる四角形の領域とし、前記第２の平面
    に対して点（７００、３５０）、点（１９００、３５
    ０）、点（１９００、８００）及び点（７００、８０
    ０）で囲まれる四角形の領域とし、前記第３の平面に対
    して点（４５０、３５０）、点（１０００、３５０）、
    点（１０００、８００）、点（７５０、８００）及び点
    （４５０、５００）で囲まれる五角形の領域とし、前記
    第４の平面に対して点（０．３、０．２）、点（０．
    ５、０．２）、点（１、０．６５）、点（１、０．
    ８）、点（０．７５、０．８）及び点（０．３、０．３
    ５）で囲まれる六角形の領域とし、さらに前記第５の平
    面に対して点（１５、０．０５）、点（１４０、０．０
    ５）、点（１４０、０．２）及び点（１５、０．２）で
    囲まれる四角形の領域とし、 小型冷蔵庫に対する第９の特徴領域を、前記第１の平面
    に対して点（４５０、４５０）、点（５５０、４５
    ０）、点（５５０、５５０）及び点（４５０、５５０）
    で囲まれる四角形の領域とし、前記第２の平面に対して
    点（４５０、４００）、点（５５０、４００）、点（５
    ５０、５５０）及び点（４５０、５５０）で囲まれる四
    角形の領域とし、前記第３の平面に対して点（４５０、
    ４００）、点（５５０、４００）、点（５５０、５５
    ０）及び点（４５０、５５０）で囲まれる四角形の領域
    とし、前記第４の平面に対して点（０．９３、０．
    ９）、点（１、０．９）、点（１、１）及び点（０．９
    ３、１）で囲まれる四角形の領域とし、さらに前記第５
    の平面に対して点（１０、０．０５）、点（２５、０．
    ０５）、点（２５、０．１５）及び点（１０、０．１
    ５）で囲まれる四角形の領域とし、 スピーカ台なしテレビに対する第１０の特徴領域を、前
    記第１の平面に対して点（２００、１００）、点（１０
    ５０、６００）、点（１０５０、８００）、点（８０
    ０、８００）及び点（２００、３００）で囲まれる五角
    形の領域とし、前記第２の平面に対して点（２００、１
    ００）、点（３００、１００）、点（１０５０、５５
    ０）、点（１０５０、７００）、点（８００、７００）
    及び点（２００、４００）で囲まれる六角形の領域と
    し、前記第３の平面に対して点（１００、１００）、点
    （１００、３００）、点（８００、５５０）、点（８０
    ０、７００）、点（６００、７００）及び点（１００、
    ２００）で囲まれる六角形の領域とし、前記第４の平面
    に対して点（０．６２、０．５）、点（０．９、０．
    ５）、点（１、０．６５）、点（１、１）、点（０．９
    ５、１）及び点（０．６２、０．７）で囲まれる六角形
    の領域とし、さらに前記第５の平面に対して点（１、
    ０．１５）、点（９５、０．１５）、点（９５、０．
    ３）、点（１５、０、３）、点（５、０．４２）及び点
    （１、０．４２）で囲まれる六角形の領域とし、 スピーカ台付きテレビに対する第１１の特徴領域を、前
    記第１の平面に対し点（９００、８５０）、点（１１０
    ０、８５０）、点（１５００、１１００）、点（１５０
    ０、１３５０）、点（１４５０、１３５０）及び点（９
    ００、９００）で囲まれる六角形の領域とし、前記第２
    の平面に対して点（９００、３５０）、点（１１００、
    ３５０）、点（１５００、６００）、点（１５００、７
    ５０）、点（１２００、７５０）及び点（９００、５０
    ０）で囲まれる六角形の領域とし、前記第３の平面に対
    して点（８５０、３５０）、点（９５０、３５０）、点
    （１３５０、６５０）、点（１３５０、７５０）、点
    （１２００、７５０）及び点（８５０、５００）で囲ま
    れる六角形の領域とし、前記第４の平面に対して点
    （０．７５、０．３５）、点（０．９５、０．３５）、
    点（０．９５、０．６）、点（０．９、０．６）及び点
    （０．７５、０．４）で囲まれる五角形の領域とし、さ
    らに前記第５の平面に対して点（４５、０．０５）、点
    （１５５、０．０５）、点（１５５、０．２）及び点
    （４５、０．２）で囲まれる四角形の領域としたことを
    特徴とする請求項１１に記載の種類認識装置。
15. 【請求項１５】 認識対象物体の最も長い辺である最長
    辺の長さ、二番目に長い辺である中間辺の長さ、及び最
    も短い辺である最短辺の長さを求め、 前記最長辺と前記中間辺の長さの比及び前記最長辺と前
    記最短辺の長さの比を計算し、 前記最長辺の長さと前記中間辺の長さを変数とする第１
    の平面、前記最長辺の長さと前記最短辺の長さを変数と
    する第２の平面、前記中間辺の長さと前記最短辺の長さ
    を変数とする第３の平面、及び前記最長辺と前記中間辺
    の長さの比と前記最長辺と前記最短辺の長さの比を変数
    とする第４の平面の各々に物体毎に予め設定された特徴
    領域の各々について、前記求めた最長辺の長さと中間辺
    の長さ、前記求めた最長辺の長さと最短辺の長さ、前記
    求めた中間辺の長さと最短辺の長さ、及び前記計算した
    最長辺と中間辺の長さの比と前記最長辺と最短辺の長さ
    の比がそれぞれ存在しているかをチェックし、 １つの物体に対応した前記４つの平面上の特徴領域の全
    てに前記求めた最長辺、中間辺、最短辺の長さと前記計
    算した最長辺と中間辺の長さの比、及び前記最長辺と最
    短辺の長さの比が存在しているとき、前記認識対象物体
    は前記１つの物体であると認識することを特徴とする物
    体認識方法。
16. 【請求項１６】 認識対象物体の最も長い辺である最長
    辺の長さ、二番目に長い辺である中間辺の長さ、及び最
    も短い辺である最短辺の長さを求め、 前記最長辺と前記中間辺の長さの比及び前記最長辺と前
    記最短辺の長さの比を計算し、 前記重量検出手段の出力から前記認識対象物体の密度を
    計算し、 前記最長辺の長さと前記中間辺の長さを変数とする第１
    の平面、前記最長辺の長さと前記最短辺の長さを変数と
    する第２の平面、前記中間辺の長さと前記最短辺の長さ
    を変数とする第３の平面、前記最長辺と前記中間辺の長
    さの比と前記最長辺と前記最短辺の長さの比を変数とす
    る第４の平面、及び前記重量と密度を変数とする第５の
    平面の各々に物体毎に予め設定された特徴領域の各々に
    ついて、前記求めた最長辺の長さと中間辺の長さ、前記
    求めた最長辺の長さと最短辺の長さ、前記求めた中間辺
    の長さと最短辺の長さ、前記計算した最長辺と中間辺の
    長さの比と前記最長辺と最短辺の長さの比、及び前記計
    算した重量と密度がそれぞれ存在しているかをチェック
    し、 １つの物体に対応した前記５つの平面上の特徴領域の全
    てに前記求めた最長辺、中間辺、最短辺の長さと前記計
    算した最長辺と中間辺の長さの比、前記最長辺と最短辺
    の長さの比、及び前記重量と密度が存在しているとき、
    前記認識対象物体は前記１つの物体であると認識するこ
    とを特徴とする物体認識方法。