JP6815793B2 - 矩形領域検出方法、矩形領域検出装置及びプログラム - Google Patents
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Description
環境内の所定面上に配置され該所定面に対して垂直状態の矩形領域を検出する矩形領域検出方法であって、
前記環境内の3次元点群を取得するステップと、
前記取得した3次元点群の各点により特定される平面に対する該各点の法線を算出するステップと、
前記算出した法線のうち、前記所定面の法線に対して垂直となる法線を残し、残りの法線を除去するステップと、
前記除去した各法線に基づいて、前記矩形領域として検出するステップと、
を含む、ことを特徴とする矩形領域検出方法
である。
この一態様において、前記除去した各法線に対して、類似するもの同士を同一のクラスとして分類するステップと、前記分類したクラス毎に2次元画像を生成するステップと、前記生成した2次元画像毎に、該各2次元画像のエッジを検出するステップと、前記検出したエッジに対して、該各エッジに垂直または平行な直線状の直線エッジ要素を検出するステップと、前記生成した各2次元画像上において、前記検出した直線エッジ要素に基づいて四角形状の閉ループである四角形閉ループを検出するステップと、前記検出した2次元の四角形閉ループに基づいて、3次元空間における四角形閉ループを生成し、該生成した四角形閉ループを前記矩形領域として検出するステップと、を更に含んでいてもよい。
この一態様において、前記分類されたクラス毎に、各法線に属する3次元点の位置に基づいて、3次元空間での平面を算出するステップを更に含み、前記算出された平面毎に、該平面に属する3次元点に基づいて各平面上の2次元画像を生成し、前記検出した四角形閉ループの各頂点を、前記算出した対応する平面に基づいて、3次元点に変換し、該変換した3次元点を繋ぐベクトルを前記矩形領域として検出してもよい。
この一態様において、前記分類されたクラス毎に、該各クラスの各法線に属する3次元点に基づいて、該各クラスの2次元画像を生成し、前記2次元画像上の、前記検出された四角形閉ループの各頂点を、前記3次元点群と照合することで、3次元点に変換し、該変換した3次元点を繋ぐベクトルを前記矩形領域として検出してもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
環境内の所定面上に配置され該所定面に対して垂直状態の矩形領域を検出する矩形領域検出装置であって、
前記環境内の3次元点群を取得する点群取得手段と、
前記点群取得手段により取得された3次元点群の各点により特定される平面に対する該各点の法線を算出する法線算出手段と、
前記法線算出手段により算出された法線のうち、前記所定面の法線に対して垂直となる法線を残し、残りの法線を除去する法線フィルタ手段と、
前記法線フィルタ手段により除去された各法線に基づいて、前記矩形領域として検出する候補領域検出手段と、
を備える、ことを特徴とする矩形領域検出装置
であってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
環境内の所定面上に配置され該所定面に対して垂直状態の矩形領域を検出するプログラムであって、
前記環境内の3次元点群を取得する処理と、
前記取得した3次元点群の各点により特定される平面に対する該各点の法線を算出する処理と、
前記算出した法線のうち、前記所定面の法線に対して垂直となる法線を残し、残りの法線を除去する処理と、
前記除去した各法線に基づいて前記矩形領域として検出する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム
であってもよい。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る矩形領域検出装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態1に係る矩形領域検出装置1は、例えば、環境内の建物や家具の扉、窓、引出し面、壁面などの、床面や地面などの所定面に対し垂直状態の矩形領域を検出するものである。
例えば、法線フィルタ部4は、所定面の法線と、法線算出部3により算出された各法線との内積値を計算し、その内積値が略0の法線のみを残し、残りの法線を除去する(図2)。なお、内積値の誤差を考慮して、内積値が略0としている。所定面の法線は、環境に応じてパラメータとして法線フィルタ部4に予め設定されている。
点群取得部2は、矩形領域が存在する環境内の色情報付きの3次元点群を取得する(ステップS101)。
法線フィルタ部4は、法線算出部3により算出された法線のうち、所定面の法線に対して略垂直となる法線を残し、残りの法線を除去する(ステップS103)。
平面算出部6は、法線クラスタリング部5により分類されたクラス毎に、各法線に属する3次元点の位置に基づいて、3次元空間での平面方程式ax+by+cz+d=0を算出する(ステップS105)。なお、平面算出部6は、法線クラスタリング部5により分類されたクラス毎に、各クラスの法線と、各法線に属する3次元点の位置と、に基づいて、3次元空間での平面方程式ax+by+cz+d=0を算出してもよい。
本発明の実施形態2において、法線クラスタリング部5にクラスタリング処理された法線群に対して直接、2次元カラー画像が生成される。これにより、クラスタリング処理された法線群に対して平面を算出する必要がないため、その計算量を低減でき、処理の高速化を図ることができる。
Claims (6)
- 環境内の所定面上に配置され該所定面に対して垂直状態の矩形領域を検出する矩形領域検出方法であって、
前記環境内の3次元点群を取得するステップと、
前記取得した3次元点群の各点により特定される平面に対する該各点の法線を算出するステップと、
前記算出した法線のうち、前記所定面の法線に対して垂直となる法線を残し、残りの法線を除去するステップと、
前記除去するステップで除去され、残った各法線に基づいて、前記矩形領域として検出するステップと、
を含む、ことを特徴とする矩形領域検出方法。 - 請求項1記載の矩形領域検出方法であって、
前記除去した各法線に対して、類似するもの同士を同一のクラスとして分類するステップと、
前記分類したクラス毎に2次元画像を生成するステップと、
前記生成した2次元画像毎に、該各2次元画像のエッジを検出するステップと、
前記検出したエッジに対して、該各エッジに垂直または平行な直線状の直線エッジ要素を検出するステップと、
前記生成した各2次元画像上において、前記検出した直線エッジ要素に基づいて四角形状の閉ループである四角形閉ループを検出するステップと、
前記検出した2次元の四角形閉ループに基づいて、3次元空間における四角形閉ループを生成し、該生成した四角形閉ループを前記矩形領域として検出するステップと、
を更に含む、ことを特徴とする矩形領域検出方法。 - 請求項2記載の矩形領域検出方法であって、
前記分類されたクラス毎に、各法線に属する3次元点の位置に基づいて、3次元空間での平面を算出するステップを更に含み、
前記算出された平面毎に、該平面に属する3次元点に基づいて各平面上の2次元画像を生成し、
前記検出した四角形閉ループの各頂点を、前記算出した対応する平面に基づいて、3次元点に変換し、該変換した3次元点を繋ぐベクトルを前記矩形領域として検出する、
ことを特徴する矩形領域検出方法。 - 請求項2記載の矩形領域検出方法であって、
前記分類されたクラス毎に、該各クラスの各法線に属する3次元点に基づいて、該各クラスの2次元画像を生成し、
前記2次元画像上の、前記検出された四角形閉ループの各頂点を、前記3次元点群と照合することで、3次元点に変換し、該変換した3次元点を繋ぐベクトルを前記矩形領域として検出する、
ことを特徴とする矩形領域検出方法。 - 環境内の所定面上に配置され該所定面に対して垂直状態の矩形領域を検出する矩形領域検出装置であって、
前記環境内の3次元点群を取得する点群取得手段と、
前記点群取得手段により取得された3次元点群の各点により特定される平面に対する該各点の法線を算出する法線算出手段と、
前記法線算出手段により算出された法線のうち、前記所定面の法線に対して垂直となる法線を残し、残りの法線を除去する法線フィルタ手段と、
前記法線フィルタ手段により除去され残った各法線に基づいて、前記矩形領域として検出する候補領域検出手段と、
を備える、ことを特徴とする矩形領域検出装置。 - 環境内の所定面上に配置され該所定面に対して垂直状態の矩形領域を検出するプログラムであって、
前記環境内の3次元点群を取得する処理と、
前記取得した3次元点群の各点により特定される平面に対する該各点の法線を算出する処理と、
前記算出した法線のうち、前記所定面の法線に対して垂直となる法線を残し、残りの法線を除去する処理と、
前記除去する処理で除去され、残った各法線に基づいて前記矩形領域として検出する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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