JP6730697B2 - 物体照合装置 - Google Patents
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Description
対象物体に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する認識部と、
を含む。
対象物体にインク層を形成する生成部と、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像された結果を記憶部に登録する登録部と、
を含む。
識別子生成装置と物体照合装置とを有する物体管理システムであって、
前記識別子生成装置は、
対象物体にインク層を形成する生成部と、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像された結果を記憶部に登録する登録部と、
を含み、
前記物体照合装置は、
前記対象物体に形成された前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する認識部と、
を含む。
対象物体に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像し、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する。
対象物体にインク層を形成し、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像し、
前記撮像された結果を記憶部に登録する。
識別子生成工程と物体照合工程とを有する物体管理方法であって、
前記識別子生成工程では、
対象物体にインク層を形成し、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像し、
前記撮像された結果を記憶部に登録し、
前記物体照合工程では、
前記対象物体に形成された前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像し、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する。
コンピュータを、
対象物体に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する認識部、
として機能させる。
物体上に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像するカメラに装着可能な撮像アダプタであって、
前記インク層に正対する法線方向から所定の角度の斜め四方から前記インク層の表面に光を投射する光源と、
前記インク層から見て前記光源の方向以外の方向を暗領域とした筐体であって、前記光源から投射され、前記インク層の表面で鏡面反射した光を受光し、前記凹凸パターンを明暗像として観測するための開口を有する筐体と、
を備える。
図1を参照すると、本発明の第1の実施形態に係る個体識別装置100は、物体110上にインク層111を生成する装置である。また個体識別装置100は、生成したインク層111の表面の凹凸パターン112の画像を取得するために凹凸パターン112を撮像する装置である。また個体識別装置100は、取得した凹凸パターン112の画像から物体110の個体識別に用いる個体識別子を生成する装置である。更に個体識別装置100は、生成した個体識別子を記憶部120に登録する装置である。
図15を参照すると、本発明の第2の実施形態に係る識別子生成装置200は、ベルトコンベア205の上面で送りピッチ毎に物体210上へのインク層211の生成とインク層211表面の凹凸パターンの画像の取得とを実施する。物体210およびインク層211は、図1に示した物体110およびインク層111と同じである。ベルトコンベア205は、搬送路とも呼ばれる。
図17および図18を参照すると、本発明の第3の実施形態に係る識別子生成装置300は、小型で軽量な可搬型の識別子生成装置である。識別子生成装置300は、3本の脚部301を有する中空構造の外装ケース302と、この外装ケース302に対して回転自在に設けられた円盤状のプレート303と、このプレート303に装着されたインク付与ユニット304、撮像器305、および乾燥器306とを備えている。インク付与ユニット304は、例えばインクペンあるいはインクジェットを使用することができる。
図20を参照すると、本発明の第4の実施形態に係る物体照合装置400は、物体410の識別・照合を行う機能を有する。
図23は、撮像アダプタ412の第1の構成例を示す側面図である。この例の撮像アダプタ412は、下端に開口がある円筒状の黒色プラスチックで作られた筐体441を有する。筐体441の内径は略28mm、筐体441の下端から上面の内側までの距離は略25mmである。筐体441の上面には、筐体441の平面の一例を示す図24に示すように、中央部に開口442があり、また中心から半径8〜12mmの部分を幅4mmのドーナツ状開口443としてくり抜かれている。そして、中央部の開口442から下方を撮像する向きにカメラ431が装着されている。また、ドーナツ状開口443を覆うように乳白色プラスチックで作られた拡散板444が筐体441の上面に貼り付けられている。さらに、拡散板444の上面に、拡散板444に向かって光を放射するリング状光源445が取り付けられている。これによって、図24に示すドーナツ状開口443の部分が明るく光る回転対称な光源が実現されている。
図28は、撮像アダプタ412の第2の構成例を示す側面図である。図28に示す撮像アダプタ412は、筐体441を下端に向かって細くなる円錐台形状とした点で、下端と上端との幅が同じになっている図23に示した撮像アダプタと相違し、それ以外の構成は図23に示した撮像アダプタと同じである。
図29は、撮像アダプタ412の第3の構成例を示す側面図である。図29に示す撮像アダプタ412は、カメラ431とインク層411との距離を保ったまま、光源445の位置をインク層411に近づけ、それに合わせて筐体441を外形および内径の異なる2つの下側筐体441−1と上側筐体441−2とによって構成した点で、1つの筐体で構成される図23に示した撮像アダプタと相違し、それ以外の構成は図23に示した撮像アダプタと同じである。
図30は、撮像アダプタ412の第4の構成例を示す側面図である。図30に示す撮像アダプタ412は、下側筐体441−1を下端に向かって細くなる円錐台形状とした点で、下端と上端との幅が同じになっている図29に示した撮像アダプタと相違し、それ以外の構成は図29に示した撮像アダプタと同じである。
図31は、撮像アダプタ412の第5の構成例を示す側面図である。図31に示す撮像アダプタ412は、円筒状の筐体441の側面の一部を拡散板444で構成し、拡散板444の外周面にリング状の光源445を取り付けた構造を有する点で、円筒状の筐体441の上面の周辺部に拡散板444とリング状の光源445とを取り付けた図23に示した撮像アダプタと相違し、それ以外の構成は図23に示した撮像アダプタと同じである。
図32は、撮像アダプタ412の第6の構成例を示す側面図である。図32に示す撮像アダプタ412は、開口442、443を覆うように、筐体441の上面の内側に、円形の偏光フィルタ446を取り付けた構造を有する点で、そのような偏光フィルタ446がない図23に示した撮像アダプタと相違し、それ以外の構成は図23に示した撮像アダプタと同じである。
図33は、撮像アダプタ412の第7の構成例を示す側面図である。図33に示す撮像アダプタ412は、拡散板444と上側筐体441−2の下端開口を覆うように、円形の偏光フィルタ446を取り付けた構造を有する点で、そのような偏光フィルタ446がない図30に示した撮像アダプタと相違し、それ以外の構成は図30に示した撮像アダプタと同じである。
図34は、撮像アダプタ412の第8の構成例を示す側面図である。図34に示す撮像アダプタ412は、円筒状の筐体441の側面に形成された拡散板444よりインク層411に近い側に、筐体441の開口を覆うように、円形の偏光フィルタ446を取り付けた構造を有する点で、そのような偏光フィルタ446がない図31に示した撮像アダプタと相違し、それ以外の構成は図31に示した撮像アダプタと同じである。
図28に示した撮像アダプタに、図32に示した撮像アダプタと同様な偏光フィルタ446を取り付けるようにしてもよい。また、図29に示した撮像アダプタに、図33に示した撮像アダプタと同様な偏光フィルタ446を取り付けるようにしてもよい。
図37を参照すると、本発明の第5の実施形態に係る物体管理システム600は、物体610の識別・照合のための個体識別子を管理する機能を有する。
の実施形態に係る識別子生成装置100により構成されている。
図39を参照すると、本発明の第6の実施形態に係る物体照合装置700は、撮像部701と認識部702とを有する。
対象物体に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する認識部と、
を含む物体照合装置。
[付記2]
前記撮像部は、
前記インク層に正対する法線方向から所定の角度の斜め四方から前記インク層の表面に光を投射する光源と、
前記インク層から見て前記光源の方向以外の方向を暗領域とした筐体と、
前記光源から投射され、前記インク層の表面で鏡面反射した光を受光し、前記凹凸パターンを明暗像として取得するカメラと、
を含む付記1に記載の物体照合装置。
[付記3]
前記インク層から見た前記光源の方向は、前記法線方向から17.7°〜25.6°の角度である、
付記2に記載の物体照合装置。
[付記4]
前記光源として、リング状光源を使用する、
付記2または3に記載の物体照合装置。
[付記5]
前記筐体は、前記カメラから前記インク層を観察するための開口と前記光源から前記インク層に光を投射するための開口とを有し、内面が黒色である筒状の形状を有する、
付記2乃至4の何れかに記載の物体照合装置。
[付記6]
前記筐体は、下端に向かって細くなる円錐台形状を有する、
付記2乃至5の何れかに記載の物体照合装置。
[付記7]
前記筐体は、前記光源から投射された光を直線偏光に変換して前記インク層に入射させる偏光子と、前記インク層の表面で鏡面反射した光を通過させて前記カメラに入射させる検光子とを、更に有する、
付記2乃至6の何れかに記載の物体照合装置。
[付記8]
前記偏光子と前記検光子とは、1枚の偏光フィルタによって構成されている、
付記7に記載の物体照合装置。
[付記9]
前記光源として、前記インク層の分光反射率特性において分光反射率の低い波長帯に分光分布の高い放射強度を有する光源を使用する、
付記2乃至8の何れかに記載の物体照合装置。
[付記10]
前記撮像部は、
前記カメラで取得された前記凹凸パターンのカラー画像の各画素の値から、前記インク層の平均色に相当する値を減じる処理を行う画像処理部を、更に有する、
付記2乃至9の何れかに記載の物体照合装置。
[付記11]
前記撮像部は、
前記カメラで取得された画像から前記インク層の領域に対応する部分画像を検出し、前記部分画像の明るさに基づいて前記カメラの露出制御を行う画像処理部を、更に有する、
付記2乃至10の何れかに記載の物体照合装置。
[付記12]
前記凹凸パターンは、クレータリング現象によって前記インク層の表面にランダムに形成された直径10μm以上、100μm以下のクレーター状の凹凸を含む、
付記1乃至11の何れかに記載の物体照合装置。
[付記13]
対象物体にインク層を形成する生成部と、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像された結果を記憶部に登録する登録部と、
を含む識別子生成装置。
[付記14]
前記生成部は、前記インク層を形成するために速乾性インクを使用する、
付記13に記載の識別子生成装置。
[付記15]
前記生成部は、前記インク層を形成するために前記対象物体の同一箇所に短時間以内にインクを複数回塗布する、
付記13または14に記載の識別子生成装置。
[付記16]
前記生成部は、前記対象物体にインクを塗布した後、前記塗布した前記インクを急激に加熱する、
付記13乃至15の何れかに記載の識別子生成装置。
[付記17]
前記撮像部は、前記凹凸パターンの安定後の画像を取得する、
付記13乃至16の何れかに記載の識別子生成装置。
[付記18]
前記撮像部は、前記凹凸パターンが安定したか否かを判定する判定部を有する、
付記13乃至17の何れかに記載の識別子生成装置。
[付記19]
前記判定部は、前記インク層の生成後に前記凹凸パターンを時系列で撮像して得た前記凹凸パターンの時系列画像に基づいて前記判定を行う、
付記18に記載の識別子生成装置。
[付記20]
前記判定部は、前記インク層の生成後に前記凹凸パターンを時系列で撮像して得た前記凹凸パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較した結果に基づいて前記判定を行う、
付記18に記載の識別子生成装置。
[付記21]
前記撮像部は、前記基準値より前記特徴点の数が多くなった前記画像を、前記凹凸パターンの安定後の画像として取得する、
付記20に記載の識別子生成装置。
[付記22]
前記判定部は、前記インク層の生成後に前記凹凸パターンを時系列で撮像して得た前記凹凸パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した複数の特徴点に関する情報を互いに比較した結果に基づいて前記判定を行う、
付記18に記載の識別子生成装置。
[付記23]
前記撮像部は、時間的に先行する画像から抽出した複数の特徴点に関する情報とほぼ等しい複数の特徴点に関する情報を抽出した時間的に後続する画像を、前記凹凸パターンの安定後の画像として取得する、
付記22に記載の識別子生成装置。
[付記24]
前記判定部は、前記インク層の生成から所定時間が経過したか否かに基づいて前記判定を行う、
付記18に記載の識別子生成装置。
[付記25]
識別子生成装置と物体照合装置とを有する物体管理システムであって、
前記識別子生成装置は、
対象物体にインク層を形成する生成部と、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像された結果を記憶部に登録する登録部と、
を含み、
前記物体照合装置は、
前記対象物体に形成された前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する認識部と、
を含む物体管理システム。
[付記26]
対象物体に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像し、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する、
物体照合方法。
[付記27]
対象物体にインク層を形成し、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像し、
前記撮像された結果を記憶部に登録する、
識別子生成方法。
[付記28]
識別子生成工程と物体照合工程とを有する物体管理方法であって、
前記識別子生成工程では、
対象物体にインク層を形成し、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像し、
前記撮像された結果を記憶部に登録し、
前記物体照合工程では、
前記対象物体に形成された前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像し、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する、
物体管理方法。
[付記29]
コンピュータを、
対象物体に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する認識部、
として機能させるためのプログラム。
[付記30]
物体上に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像するカメラに装着可能な撮像アダプタであって、
前記インク層に正対する法線方向から所定の角度の斜め四方から前記インク層の表面に光を投射する光源と、
前記インク層から見て前記光源の方向以外の方向を暗領域とした筐体であって、前記光源から投射され、前記インク層の表面で鏡面反射した光を受光し、前記凹凸パターンを明暗像として観測するための開口を有する筐体と、
を備える撮像アダプタ。
101…生成部
102…撮像部
103…登録部
110…物体
111…インク層
112…凹凸パターン
120…記憶部
122…ハウジング
123…ペン先部
124…インク
127…キャップ
131…インク付与ユニット
142…インクジェットノズル
143…駆動部
144…インクタンク
151…プレート
152…インク付与ユニット
153…リターンスプリング
154…ピストンロッド
155…駆動部
156…リミットスイッチ
157…連結部材
161…カメラ
162…検出部
163…判定部
164…画像処理部
171…画像取得部
172…特徴点抽出部
173…局所特徴量算出部
174…基準値記憶部
175…特徴点記憶部
176…局所特徴量記憶部
177…比較部
178…照合部
179…照合部
180…判定結果出力部
181…タイマ
191…画像取得部
192…特徴点抽出部
193…局所特徴量算出部
194…局所特徴量出力部
200…識別子生成装置
201…生成器
202…撮像器
203…乾燥器
204…制御器
205…ベルトコンベア
206…ベルトコンベア駆動器
207…光スイッチ
208…光スイッチ
209…記憶装置
210…物体
211…インク層
300…識別子生成装置
301…脚部
302…外装ケース
303…プレート
304…インク付与ユニット
305…撮像器
306…乾燥器
307…リターンスプリング
308…回転軸
309…ステッピングモータ
310…ピストンロッド
311…駆動部
312…制御器
313…操作ボタン
314…LED
315…電源
400…物体照合装置
401…撮像部
402…認識部
410…物体
411…インク層
412…凹凸パターン
420…記憶部
430…認識結果
431…カメラ
432…撮像アダプタ
433…画像処理部
441…筐体
441−1…下側筐体
441−2…上側筐体
442…開口
443…開口
444…拡散板
445…光源
446…偏光フィルタ
451…画面メモリ
452…インク層抽出部
453…画像メモリ
454…露出制御部
455…個体識別子抽出部
461…前処理部
462…特徴点抽出部
463…局所特徴量算出部
464…局所特徴量出力部
500…コンピュータ
501…演算処理部
502…記憶部
503…プログラム
600…物体管理システム
601…識別子生成装置
602…物体照合装置
603…認識結果
610…物体
611…インク層
612…凹凸パターン
620…記憶装置
700…物体照合装置
701…撮像部
702…認識部
Claims (10)
- 対象物体に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する認識部と、
を含み、
前記撮像部は、
前記インク層に正対する法線方向から所定の角度の斜め四方から前記インク層の表面に光を投射する光源と、
前記インク層から見て前記光源の方向以外の方向を暗領域とした筐体と、
前記光源から投射され、前記インク層の表面で鏡面反射した光を受光し、前記凹凸パターンを明暗像として取得するカメラと、
を含み、
前記筐体は、前記光源から投射された光を直線偏光に変換して前記インク層に入射させる偏光子と、前記インク層の表面で鏡面反射した光を通過させて前記カメラに入射させる検光子とを、有する、
物体照合装置。 - 前記偏光子と前記検光子とは、1枚の偏光フィルタによって構成されている、
請求項1に記載の物体照合装置。 - 対象物体に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する認識部と、
を含み、
前記撮像部は、
前記インク層に正対する法線方向から所定の角度の斜め四方から前記インク層の表面に光を投射する光源と、
前記インク層から見て前記光源の方向以外の方向を暗領域とした筐体と、
前記光源から投射され、前記インク層の表面で鏡面反射した光を受光し、前記凹凸パターンを明暗像として取得するカメラと、
を含み、
前記光源として、前記インク層の分光反射率特性において分光反射率の低い波長帯に分光分布の高い放射強度を有する光源を使用する、
物体照合装置。 - 対象物体に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像して得られた前記凹凸パターンの画像に基づいて前記対象物体を認識する認識部と、
を含み、
前記撮像部は、
前記インク層に正対する法線方向から所定の角度の斜め四方から前記インク層の表面に光を投射する光源と、
前記インク層から見て前記光源の方向以外の方向を暗領域とした筐体と、
前記光源から投射され、前記インク層の表面で鏡面反射した光を受光し、前記凹凸パターンを明暗像として取得するカメラと、
前記カメラで取得された前記凹凸パターンのカラー画像の各画素の値から、前記インク層の平均色に相当する値を減じる処理を行う画像処理部と、を含む、
物体照合装置。 - 対象物体にインク層を形成する生成部と、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像する撮像部と、
前記撮像された結果を記憶部に登録する登録部と、
を含み、
前記撮像部は、前記凹凸パターンが安定したか否かを判定する判定部を有し、
前記判定部は、前記インク層の生成後に前記凹凸パターンを時系列で撮像して得た前記凹凸パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較した結果に基づいて前記判定を行う、
識別子生成装置。 - 前記撮像部は、前記基準値より前記特徴点の数が多くなった前記画像を、前記凹凸パターンの安定後の画像として取得する、
請求項5に記載の識別子生成装置。 - 物体上に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像するカメラに装着可能な撮像アダプタであって、
前記インク層に正対する法線方向から所定の角度の斜め四方から前記インク層の表面に光を投射する光源と、
前記インク層から見て前記光源の方向以外の方向を暗領域とした筐体であって、前記光源から投射され、前記インク層の表面で鏡面反射した光を受光し、前記凹凸パターンを明暗像として観測するための開口を有する筐体と、を備え、
前記筐体は、前記光源から投射された光を直線偏光に変換して前記インク層に入射させる偏光子と、前記インク層の表面で鏡面反射した光を通過させて前記カメラに入射させる検光子とを、更に有する、
撮像アダプタ。 - 物体上に形成されたインク層の表面の凹凸パターンを撮像するカメラに装着可能な撮像アダプタであって、
前記インク層に正対する法線方向から所定の角度の斜め四方から前記インク層の表面に光を投射する光源と、
前記インク層から見て前記光源の方向以外の方向を暗領域とした筐体であって、前記光源から投射され、前記インク層の表面で鏡面反射した光を受光し、前記凹凸パターンを明暗像として観測するための開口を有する筐体と、を備え、
前記光源として、前記インク層の分光反射率特性において分光反射率の低い波長帯に分光分布の高い放射強度を有する光源を使用する、
撮像アダプタ。 - 対象物体にインク層を形成し、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像し、
前記撮像された結果を記憶部に登録し、
前記撮像では、前記凹凸パターンが安定したか否かを判定し、
前記判定では、前記インク層の生成後に前記凹凸パターンを時系列で撮像して得た前記凹凸パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較した結果に基づいて前記判定を行う、
識別子生成方法。 - コンピュータに、
対象物体にインク層を形成する処理と、
前記インク層の表面の凹凸パターンを撮像する処理と、
前記撮像された結果を記憶部に登録する処理と、を行わせ、
前記撮像では、前記凹凸パターンが安定したか否かを判定し、
前記判定では、前記インク層の生成後に前記凹凸パターンを時系列で撮像して得た前記凹凸パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較した結果に基づいて前記判定を行う、
プログラム。
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