JP7405372B2 - marker - Google Patents

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Description

本発明は、マーカに関する。 The present invention relates to markers.

従来、例えば特許文献1に記載されるようなマーカが知られている。このマーカは、物体の位置及び姿勢等を認識するために当該物体に取り付けられる。カメラでマーカを撮影することで、画像におけるマーカの見え方などに基づいて、カメラとマーカとの相対的な位置関係を認識することができる。 Conventionally, markers as described in Patent Document 1, for example, have been known. This marker is attached to the object in order to recognize the position, orientation, etc. of the object. By photographing a marker with a camera, the relative positional relationship between the camera and the marker can be recognized based on how the marker appears in the image.

特開2020-85771号公報JP2020-85771A

ここで、上述のようなマーカは、カメラとマーカとの相対的な位置関係を示すために、平面方向に連続する複数のレンズ部を有するレンズ部材(レンチキュラーレンズ)を用いている。しかしながら、レンチキュラーレンズを用いたマーカにおいては、部品点数が多く、且つ、部品同士を精度良く位置合わせする必要が生じるという問題がある。 Here, the above-mentioned marker uses a lens member (lenticular lens) having a plurality of lens parts that are continuous in a plane direction in order to indicate the relative positional relationship between the camera and the marker. However, a marker using a lenticular lens has a problem in that it has a large number of parts, and it is necessary to align the parts with high precision.

本発明の目的は、製造が容易でありながら、高い精度でマーカの位置を認識できるマーカを提供することである。 An object of the present invention is to provide a marker that is easy to manufacture and that allows the position of the marker to be recognized with high accuracy.

本発明の一態様に係るマーカは、観測する方向に応じて観測される視覚情報が変化する位置認識部を有するマーカであって、位置認識部は、光の通過を許容する許容部、及び光を遮断する遮断部のパターンによって構成される第1の層と、第1の層の裏面側に設けられ、許容部を介して視覚的に認識可能な部材を有する第2の層と、を備える。 A marker according to one aspect of the present invention is a marker that includes a position recognition part in which visual information observed changes depending on the direction of observation, and the position recognition part includes a permissive part that allows light to pass through and a light a first layer configured by a pattern of blocking portions that block the first layer; and a second layer provided on the back side of the first layer and having a member that can be visually recognized through the permitting portion. .

マーカの位置認識部は、光の通過を許容する許容部、及び光を遮断する遮断部のパターンによって構成される第1の層を備える。従って、観測する方向によって、一部の光が遮断部で遮断されると共に、一部の光が許容部を通過する。また、位置認識部は、許容部を介して視覚的に認識可能な部材を有する第2の層を備える。従って、第1の層における光の通過態様に基づいて、第2の層の視覚的な認識態様が変化する。このような第2の層の認識態様の変化は、観測する方向に応じた視覚情報として用いることができるため、当該視覚情報に基づいてマーカの位置を精度よく認識することが可能となる。ここで、位置認識部は、第1の層の裏側に第2の層を設けただけのシンプルな構造である。また、第2の層の認識態様は、第1の層のパターンの設計によって調整可能であるため、第1の層に対して第2の層を精度良く位置合わせする必要がない。以上より、製造が容易でありながら、高い精度でマーカの位置を認識できる。 The position recognition section of the marker includes a first layer formed by a pattern of a permitting section that allows light to pass through and a blocking section that blocks light. Therefore, depending on the direction of observation, part of the light is blocked by the blocking part, and part of the light passes through the allowing part. Further, the position recognition section includes a second layer having a member that can be visually recognized via the allowance section. Therefore, the visual recognition aspect of the second layer changes based on the manner in which light passes through the first layer. Such a change in the recognition mode of the second layer can be used as visual information depending on the direction of observation, so it is possible to accurately recognize the position of the marker based on the visual information. Here, the position recognition section has a simple structure in which the second layer is provided on the back side of the first layer. Furthermore, since the recognition mode of the second layer can be adjusted by designing the pattern of the first layer, there is no need to precisely align the second layer with respect to the first layer. As described above, the position of the marker can be recognized with high precision while being easy to manufacture.

第2の層の部材は、光を反射する反射部材によって構成されてよい。これにより、第2の層は、第1の層の許容部を通過して来た光を反射によって、観測位置に戻すことができる。そのため、観測位置から、第2の層の反射光が見えやすくなるため、位置認識部の視覚情報の視認性が向上する。 The second layer member may be a reflective member that reflects light. Thereby, the second layer can reflect the light that has passed through the permissive portion of the first layer and return it to the observation position. Therefore, the reflected light of the second layer becomes easier to see from the observation position, and the visibility of the visual information of the position recognition unit improves.

反射部材は、再帰反射部材であってよい。これにより、第2の層は、観測位置からの光を当該観測位置へ向けて反射することができる。そのため、観測位置から第2の層の反射光が更に見えやすくなるため、位置認識部の視覚情報の認識性が更に向上する。 The reflective member may be a retroreflective member. Thereby, the second layer can reflect light from the observation position toward the observation position. Therefore, the reflected light of the second layer becomes more visible from the observation position, and the position recognition unit can further improve the recognition of visual information.

第1の層の許容部は、一対の遮断部間に形成されるスリットによって形成されてよい。従って、スリットを複数並べるだけで第1の層を形成することができるため、製造の容易性が向上する。 The allowing portion of the first layer may be formed by a slit formed between the pair of blocking portions. Therefore, the first layer can be formed by simply arranging a plurality of slits, which improves the ease of manufacturing.

第1の層の遮断部は、基材の表面及び裏面に形成された光を散乱させる散乱部のパターンによって構成され、第1の層の許容部は、基材の表面及び裏面のうち、散乱部が形成されていない透過部のパターンによって構成されてよい。従って、基材の表面及び裏面に散乱部のパターンを形成するだけで、第1の層を形成することができる。 The blocking part of the first layer is formed by a pattern of scattering parts formed on the front and back surfaces of the base material to scatter light, and the allowing part of the first layer is comprised of a pattern of light scattering parts formed on the front and back surfaces of the base material. It may be configured by a pattern of a transparent part with no part formed therein. Therefore, the first layer can be formed simply by forming a pattern of scattering parts on the front and back surfaces of the base material.

許容部は、位置認識部の中央位置から外側へ離れるに従って、通過を許容する光の厚さ方向に対する傾斜角度を外側へ大きくするように構成されていてよい。このような構成は、観測する方向に応じて観測する視覚情報の変化を得るのに好適である。 The permitting section may be configured to increase the inclination angle of light with respect to the thickness direction toward the outside as the distance from the central position of the position recognition section increases. Such a configuration is suitable for obtaining changes in visual information to be observed depending on the direction of observation.

本発明によれば、製造が容易でありながら、高い精度でマーカの位置を認識できるマーカを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a marker that is easy to manufacture and that allows the position of the marker to be recognized with high accuracy.

本実施形態に係るマーカの使用態様を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing how a marker is used according to the present embodiment. 本実施形態に係るマーカを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a marker according to the present embodiment. 図3(a)は、図2に示すIIIa-IIIa線に沿った断面図であり、図3(b)(c)(d)は、スリットの拡大断面図である。3(a) is a sectional view taken along the line IIIa-IIIa shown in FIG. 2, and FIGS. 3(b), 3(c), and 3(d) are enlarged sectional views of the slit. マーカに対するカメラの角度と、当該角度における位置認識部の見え方を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the angle of the camera with respect to the marker and how the position recognition unit looks at the angle. 変形例に係るマーカの許容部のパターンを示す概略図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a pattern of a permissible portion of a marker according to a modified example. 図5(a)に対応するパターンの視覚情報の変化態様を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a change in visual information of a pattern corresponding to FIG. 5(a). 図5(d)に対応するパターンの視覚情報の変化態様を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing how the visual information of the pattern changes corresponding to FIG. 5(d). 図5(i)に対応するパターンの視覚情報の変化態様を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing how the visual information of the pattern changes corresponding to FIG. 5(i). 変形例に係るマーカの視覚情報の変化態様を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing how visual information of a marker changes according to a modified example. 変形例に係るマーカの視覚情報の変化態様を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing how visual information of a marker changes according to a modified example. 図11(a)(b)は、変形例に係るマーカの許容部及び遮断部を示す拡大断面図であり、図11(c)(d)(e)は、散乱部の構造例を示す拡大図である。11(a) and 11(b) are enlarged cross-sectional views showing an allowable part and a blocking part of a marker according to a modified example, and FIGS. 11(c), (d), and (e) are enlarged sectional views showing structural examples of a scattering part. It is a diagram.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, in the drawings, the same or equivalent elements are given the same reference numerals, and overlapping explanations will be omitted.

図1は、本実施形態に係るマーカ1の使用態様を示す図である。図1は、フォークリフト100が荷役対象物101を荷役するために当該荷役対象物101に近づくときの様子を示している。荷役対象物101には、マーカ1が取り付けられている。フォークリフト100は、カメラ102と演算装置103とを備えている。カメラ102は、荷役対象物101を撮影する。なお、カメラ102は、観察範囲に対して光を照射することができるライトを有する。演算装置103は、カメラ102で撮影した画像のうち、マーカ1の画像に基づいて、フォークリフト100とマーカ1との位置関係を演算する。これにより、演算装置103は、フォークリフト100と荷役対象物101との位置関係を演算する。 FIG. 1 is a diagram showing how a marker 1 according to this embodiment is used. FIG. 1 shows a situation when a forklift 100 approaches a cargo handling object 101 in order to handle the cargo handling object 101. A marker 1 is attached to the cargo handling object 101. The forklift 100 includes a camera 102 and a calculation device 103. The camera 102 photographs the cargo handling object 101. Note that the camera 102 has a light that can irradiate the observation range with light. The calculation device 103 calculates the positional relationship between the forklift 100 and the marker 1 based on the image of the marker 1 among the images taken by the camera 102. Thereby, the calculation device 103 calculates the positional relationship between the forklift 100 and the cargo handling object 101.

図2は、本実施形態に係るマーカ1を示す斜視図である。図2に示すように、マーカ1は、略矩形の形状を有する板状部材である。マーカ1は、表面にマーク部2と、参照点3と、位置認識部4と、を備える。なお、マーク部2、参照点3、及び位置認識部4の配置や形状等は一例に過ぎず、適宜変更可能である。また、マーカ1は、本体部10と、下地部材11と、を積層させることによって構成される。本体部10は、射出成形などによって形成される板状の成形部品である。本体部10の樹脂材料は後述のスリットを形成する点から熱可塑性樹脂が好ましいが、熱硬化性樹脂であってもよい。下地部材11は、本体部10の裏面に積層される板状の部品である。 FIG. 2 is a perspective view showing the marker 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 2, the marker 1 is a plate-like member having a substantially rectangular shape. The marker 1 includes a mark section 2, a reference point 3, and a position recognition section 4 on its surface. Note that the arrangement, shape, etc. of the mark section 2, reference point 3, and position recognition section 4 are merely examples, and can be changed as appropriate. Furthermore, the marker 1 is constructed by laminating the main body portion 10 and the base member 11. The main body portion 10 is a plate-shaped molded part formed by injection molding or the like. The resin material of the main body portion 10 is preferably thermoplastic resin from the viewpoint of forming slits to be described later, but thermosetting resin may also be used. The base member 11 is a plate-shaped component that is laminated on the back surface of the main body portion 10 .

マーク部2は、本体部10の表面の中央位置の領域に形成される。マーク部2は、所定の図柄などを表示する部分である。これらの図柄は、荷役対象物101のID番号などと紐付けられることによって、識別情報として機能する。例えば、カメラ102がマーク部2の所定の図柄を検出すると、演算装置103は当該図柄に紐付けられたID番号を検索することで、荷役対象物101を特定することができる(図1参照)。マーク部2は、例えば、本体部10に図柄が印刷されたシートを貼り付けることによって形成される。マーク部2の図柄は、所定の色で示されてもよく、再帰反射部材で示されてもよい。 The mark portion 2 is formed in a central region of the surface of the main body portion 10 . The mark section 2 is a section that displays a predetermined pattern or the like. These symbols function as identification information by being linked to the ID number of the cargo handling object 101, etc. For example, when the camera 102 detects a predetermined pattern on the mark section 2, the calculation device 103 can identify the cargo handling object 101 by searching for the ID number linked to the pattern (see FIG. 1). . The mark portion 2 is formed, for example, by pasting a sheet with a pattern printed on the main body portion 10. The design of the mark part 2 may be shown in a predetermined color or may be shown by a retroreflective member.

参照点3は、本体部10の表面における四隅に形成される。参照点3は、画像内において認識し易い形状、大きさで示される図形で示され、図2の例では色付きの円形で示される。参照点3の形成方法は特に限定されないが、例えば、本体部10の表面にシートを貼り付けたり、表面に着色したり、本体部10に貫通孔を設けて下地部材11の色を参照点3の色として用いてもよい。また、参照点3は、本体部10の色の反対色で示されてもよく、再帰反射部材で示されてもよい。例えば、カメラ102が参照点3を検出すると、演算装置103は画像内における参照点3に基づいて、マーカ1とフォークリフト100との位置関係を認識する(図1参照)。 The reference points 3 are formed at the four corners of the surface of the main body part 10. The reference point 3 is shown as a figure with a shape and size that is easy to recognize in the image, and in the example of FIG. 2, it is shown as a colored circle. The method of forming the reference points 3 is not particularly limited, but for example, a sheet may be attached to the surface of the main body 10, the surface may be colored, or a through hole may be provided in the main body 10 to set the color of the base member 11 to the reference points 3. May be used as a color. Further, the reference point 3 may be shown in a color opposite to that of the main body 10, or may be shown by a retroreflective member. For example, when the camera 102 detects the reference point 3, the arithmetic unit 103 recognizes the positional relationship between the marker 1 and the forklift 100 based on the reference point 3 in the image (see FIG. 1).

位置認識部4は、観測する方向に応じて観測される視覚情報が変化する部分である。すなわち、マーカ1とカメラ102との位置関係に応じて、カメラ102で撮影した画像内で位置認識部4から取得できる視覚情報が変化する。位置認識部4で得られる認識情報の詳細については後述する。位置認識部4は、本体部10の表面のうち、縁部に沿った位置に形成される。位置認識部4は、一対の参照点3の間に形成される。本体部10の一辺に対応する位置に一つの位置認識部4Aが設けられ、当該辺と直交する他の一辺に対応する位置にもう一つの位置認識部4Bが設けられる。マーカ1を荷役対象物101に取り付けたとき、一方の位置認識部4Aは左右方向D1に延びるような配置となり、他方の位置認識部4Bは、上下方向D2に延びるような配置となる。これにより、一方の位置認識部4Aは、マーカ1とカメラ102との左右方向D1の相対的な角度を取得できる視覚情報を示すことができる。また、他方の位置認識部4Bは、マーカ1とカメラ102との上下方向D2の相対的な角度を取得できる視覚情報を示すことができる。これにより、カメラ102が各位置認識部4A,4Bの画像を検出すると、演算装置103は、各位置認識部4から取得できる視覚情報に基づいて、カメラ102とマーカ1との間の左右方向D1及び上下方向D2における相対的な角度を演算し、マーカ1とフォークリフト100との位置関係を認識する。なお、図2に示す例では、位置認識部4が二つ形成されているが、数量は特に限定されない。また、位置認識部4は、マーク部2と同一平面上に存在しているが、位置認識部4が飛び出ていても、凹んでいてもよい。 The position recognition unit 4 is a part in which visual information observed changes depending on the direction of observation. That is, visual information that can be acquired from the position recognition unit 4 in the image captured by the camera 102 changes depending on the positional relationship between the marker 1 and the camera 102. Details of the recognition information obtained by the position recognition unit 4 will be described later. The position recognition section 4 is formed on the surface of the main body section 10 at a position along the edge. The position recognition unit 4 is formed between the pair of reference points 3. One position recognition section 4A is provided at a position corresponding to one side of the main body 10, and another position recognition section 4B is provided at a position corresponding to another side orthogonal to the side. When the marker 1 is attached to the cargo handling object 101, one of the position recognition parts 4A is arranged to extend in the left-right direction D1, and the other position recognition part 4B is arranged to extend in the up-down direction D2. Thereby, one of the position recognition units 4A can indicate visual information that can obtain the relative angle between the marker 1 and the camera 102 in the left-right direction D1. Further, the other position recognition unit 4B can display visual information that allows acquisition of the relative angle between the marker 1 and the camera 102 in the vertical direction D2. As a result, when the camera 102 detects an image of each position recognition unit 4A, 4B, the arithmetic unit 103 calculates the horizontal direction D1 between the camera 102 and the marker 1 based on the visual information that can be acquired from each position recognition unit 4. and a relative angle in the vertical direction D2 to recognize the positional relationship between the marker 1 and the forklift 100. In the example shown in FIG. 2, two position recognition units 4 are formed, but the number is not particularly limited. Moreover, although the position recognition part 4 exists on the same plane as the mark part 2, the position recognition part 4 may protrude or be recessed.

図3(a)は、図2に示すIIIa-IIIa線に沿った断面図である。図3(a)は、マーカ1とカメラ102との左右方向D1の相対的な角度を取得するための位置認識部4Aの断面構造を示す。従って、以降の説明において「左右方向D1」「上下方向D2」などの語を用いたときは、マーカ1を荷役対象物101に取り付けたときの姿勢を基準にした方向であるものとする。なお、マーカ1とカメラ102の上下方向D2の相対的な角度を取得するための位置認識部4Bは、方向が異なること以外、位置認識部4Aと同様な構成を有する。 FIG. 3(a) is a cross-sectional view taken along the line IIIa-IIIa shown in FIG. FIG. 3A shows a cross-sectional structure of a position recognition unit 4A for obtaining the relative angle in the left-right direction D1 between the marker 1 and the camera 102. Therefore, in the following description, when words such as "left-right direction D1" and "up-down direction D2" are used, the directions are based on the attitude when the marker 1 is attached to the cargo handling object 101. Note that the position recognition unit 4B for acquiring the relative angle in the vertical direction D2 between the marker 1 and the camera 102 has the same configuration as the position recognition unit 4A except that the direction is different.

図3(a)に示すように、位置認識部4Aは、第1の層20と、第2の層30と、を備える。第1の層20は、本体部10によって構成される層である。第2の層30は、第1の層20の裏面側に設けられる層であり、下地部材11によって構成される層である。なお、以降の説明においては、カメラ102から見たときに当該カメラ102がマーカ1に対して左側へ傾く場合の角度を負(マイナス)の角度とし、右側へ傾く場合の角度を正(プラス)の角度として説明する。なお、マーカ1の表面に対して垂直な状態を「角度=0°」であるものとする。 As shown in FIG. 3A, the position recognition unit 4A includes a first layer 20 and a second layer 30. The first layer 20 is a layer constituted by the main body portion 10. The second layer 30 is a layer provided on the back surface side of the first layer 20, and is a layer composed of the base member 11. In the following explanation, when viewed from the camera 102, the angle when the camera 102 tilts to the left with respect to the marker 1 is referred to as a negative (minus) angle, and the angle when the camera 102 tilts to the right is referred to as a positive (plus). It will be explained as the angle of Note that the state perpendicular to the surface of the marker 1 is assumed to be "angle = 0°."

第1の層20は、光の通過を許容する許容部21、及び光を遮断する遮断部22のパターンによって構成される。許容部21は、本体部10を厚さ方向D3に貫通する貫通部によって構成されており、当該貫通部を光が通過できるようにしている。遮断部22は、許容部21の貫通部の周囲の肉残り部によって構成される。本実施形態では、許容部21は、一対の遮断部22間に形成されるスリット23によって形成される。スリット23は、上下方向D2に延びた状態(図2参照)で、左右方向D1に配列される。このとき、遮断部22は、上下方向に延びる梁部材として構成される。遮断部22は、後述の反射光を画像中で見やすくするために、黒色などの樹脂で形成されることが好ましい。なお、許容部21及び遮断部22は、本体部10の他の部分と一体成形によって形成されてよい。この場合、遮断部22が黒色の樹脂で成形される場合、本体部10の他の部分も黒色となる。ただし、第1の層20を構成する樹脂の部材は、本体部10の他の部分と一体成形されている必要は無く、別途成形しておいたものを、本体部10の対応箇所に嵌め込むようにしてもよい。また、第1の層20のスリット23は、成形によって形成される必要はなく、加工によって形成されてもよい。 The first layer 20 is composed of a pattern of allowing portions 21 that allow light to pass through and blocking portions 22 that block light. The allowable portion 21 is constituted by a penetrating portion that penetrates the main body portion 10 in the thickness direction D3, and allows light to pass through the penetrating portion. The blocking portion 22 is constituted by the remaining meat around the penetrating portion of the allowing portion 21 . In this embodiment, the allowing portion 21 is formed by a slit 23 formed between a pair of blocking portions 22 . The slits 23 extend in the vertical direction D2 (see FIG. 2) and are arranged in the horizontal direction D1. At this time, the blocking section 22 is configured as a beam member extending in the vertical direction. The blocking portion 22 is preferably formed of a black resin or the like in order to make it easier to see reflected light, which will be described later, in an image. Note that the allowing part 21 and the blocking part 22 may be formed integrally with other parts of the main body part 10. In this case, if the blocking part 22 is molded from black resin, the other parts of the main body part 10 will also be black. However, the resin member constituting the first layer 20 does not need to be integrally molded with other parts of the main body 10, and can be molded separately and fitted into corresponding parts of the main body 10. You may also do so. Furthermore, the slits 23 of the first layer 20 do not need to be formed by molding, and may be formed by processing.

また、上記に記載のスリット23の形状に関し、許容部21に対して、厚さ方向D3に貫通する貫通部の長さは、5倍以上あれば、効率的な角度認識が可能になる。また、成形性など加工性を考慮すると、許容部21の大きさは、0.3~1mm程度が望ましく、その時の厚さ方向D3に貫通する貫通部の長さは、1.5~10mm程度が望ましく、アスペクト比にした場合、5~10が望ましい。また、隣り合う角度は1~5°刻みが好ましい。 Regarding the shape of the slit 23 described above, if the length of the penetrating portion penetrating in the thickness direction D3 is five times or more as long as the length of the permissible portion 21, efficient angle recognition becomes possible. Furthermore, considering processability such as moldability, the size of the allowable portion 21 is preferably about 0.3 to 1 mm, and the length of the penetrating portion penetrating in the thickness direction D3 is about 1.5 to 10 mm. It is desirable that the aspect ratio is 5 to 10. Further, it is preferable that the adjacent angles be set in 1 to 5° increments.

スリット23の断面形状は、左右方向D1における位置に応じて、厚さ方向D3に対する傾斜角度が変化するように構成されている。本実施形態では、左右方向D1における中央位置のスリット23Aが、厚さ方向D3と平行に延びる。当該中央位置のスリット23Aから左側へ離れるスリット23ほど、左側へ大きく傾斜し、マイナスの角度が大きくなる。また、中央位置のスリット23Aから右側へ離れるスリット23ほど、右側へ大きく傾斜し、プラスの角度が大きくなる。なお、一例として、スリット23の幅は0.3mmが好ましく、高さ(厚さ方向D3の寸法)は3mmが好ましいが、前述のように、これらの値より大きくても小さくてもよい。なお、スリット23の側壁(一対の遮断部22の側壁)は互いに平行である必要はなく、テーパ角度が付与されていてもよい。 The cross-sectional shape of the slit 23 is configured such that the inclination angle with respect to the thickness direction D3 changes depending on the position in the left-right direction D1. In this embodiment, the slit 23A at the center in the left-right direction D1 extends parallel to the thickness direction D3. The farther left the slit 23 is from the central slit 23A, the more the slit 23 inclines to the left and the negative angle becomes larger. Furthermore, the farther the slit 23 is to the right from the central slit 23A, the more the slit 23 inclines to the right and the larger the positive angle becomes. As an example, the width of the slit 23 is preferably 0.3 mm, and the height (dimension in the thickness direction D3) is preferably 3 mm, but as described above, it may be larger or smaller than these values. Note that the side walls of the slit 23 (the side walls of the pair of blocking parts 22) do not need to be parallel to each other, and may be given a taper angle.

各スリット23の傾斜の角度は、通過を許容する光の角度に応じて設定される。例えば、左右方向D1の中央位置のスリット23Aは、図3(b)に示すように、「-1°~+1°」の光を許容するように構成される。中央位置のスリット23Aよりもわずかに右側に形成されたスリット23は、図3(c)に示すように、右側へ傾斜するように形成されており、「0°~+2°」の光を許容するように構成される。中央位置のスリット23Aよりも左側に形成されたスリット23は、図3(d)に示すように、左側へ傾斜するように形成されており、「-6°~-4°」の光を許容するように構成される。 The angle of inclination of each slit 23 is set according to the angle of light that is allowed to pass through. For example, the slit 23A located at the center in the left-right direction D1 is configured to allow light of "-1° to +1°" as shown in FIG. 3(b). The slit 23, which is formed slightly to the right of the central slit 23A, is formed to be inclined to the right, as shown in FIG. 3(c), and allows light from 0° to +2°. configured to do so. The slit 23 formed on the left side of the slit 23A at the central position is formed so as to be inclined to the left as shown in FIG. 3(d), and allows light of "-6° to -4°". configured to do so.

以上のような構成により、図3(a)に示すように、角度が0°の光IL1が第1の層20に入射された場合、光IL1は、中央位置付近の角度が小さいスリット23を通過し、第2の層30まで達する。一方、中央位置から離れた角度が大きいスリット23に入射される光IL1は、遮断部22と衝突することで、第2の層30へ達することなく遮断される。左側に傾斜した光IL2が第1の層20に入射された場合、光IL2は、中央位置から左側へ離れた左端付近のスリット23を通過し、第2の層30まで達する。一方、左端の位置以外のスリット23に入射される光IL2は、遮断部22と衝突することで、第2の層30へ達することなく遮断される。 With the above configuration, as shown in FIG. 3(a), when the light IL1 enters the first layer 20 at an angle of 0°, the light IL1 passes through the slit 23 with a small angle near the center position. and reaches the second layer 30. On the other hand, the light IL1 that is incident on the slit 23 at a large angle away from the central position collides with the blocking portion 22 and is blocked without reaching the second layer 30. When the light IL2 tilted to the left is incident on the first layer 20, the light IL2 passes through the slit 23 near the left end, which is away from the center position to the left, and reaches the second layer 30. On the other hand, the light IL2 incident on the slit 23 at positions other than the left end collides with the blocking portion 22 and is blocked without reaching the second layer 30.

第2の層30の部材は、光を反射する反射部材によって構成される。本実施形態においては、反射部材は、再帰反射部材31である。再帰反射部材31は、光が入射した場合に、当該光が入射してきた位置へ向けて光を反射する原理を用いた反射部材である。再帰反射部材31は、再帰反射テープを第1の層20の裏面に貼り付けることによって構成されてよい。なお、下地部材11の全体が再帰反射部材31によって構成されていてもよいし、位置認識部4の位置だけ、再帰反射部材31が設けられてもよい。 The second layer 30 is made of a reflective member that reflects light. In this embodiment, the reflective member is a retroreflective member 31. The retroreflective member 31 is a reflective member that uses the principle that when light is incident, it reflects the light toward the position from which the light has entered. The retroreflective member 31 may be constructed by attaching a retroreflective tape to the back surface of the first layer 20. Note that the entire base member 11 may be constituted by the retroreflective member 31, or the retroreflective member 31 may be provided only at the position of the position recognition section 4.

例えば、中央位置付近のスリット23に角度の小さい光IL1が入射した場合、同じ角度の反射光RL1を当該スリット23を介して外部へ反射する。左端付近のスリット23に左側に傾斜した光IL2が入射した場合、同じ角度の反射光RL2を当該スリット23を介して外部へ反射する。 For example, when light IL1 with a small angle enters the slit 23 near the center position, reflected light RL1 with the same angle is reflected to the outside through the slit 23. When the light IL2 inclined to the left enters the slit 23 near the left end, the reflected light RL2 at the same angle is reflected to the outside through the slit 23.

ここで、許容部21及び遮断部22の構造は、上述のものに限定されず、他の構造として、凹凸構造を用いた透過光の散乱効果による遮断効果を用いてもよい。この場合、第1の層20の基材の表面と裏面には、上記記載のスリット23のパターンに対応した許容部21及び遮断部22を構成できるような散乱部のマスクパターンが形成される。また、このような基材の表面と裏面のマスクパターンによって、対応する角度にて光が透過できる。従って、上記スリット23のパターンの透過、遮断に合わせた凹凸構造のマスクパターンを第1の層20の基材の表面及び裏面に形成し、複数並べるだけでスリット23のパターンの効果と同じ第1の層20を形成することができるため、製造の容易性が向上する。 Here, the structures of the allowing part 21 and the blocking part 22 are not limited to those described above, and as another structure, a blocking effect based on a scattering effect of transmitted light using an uneven structure may be used. In this case, a scattering part mask pattern is formed on the front and back surfaces of the base material of the first layer 20 so that the allowing part 21 and blocking part 22 corresponding to the pattern of the slits 23 described above can be formed. Moreover, the mask patterns on the front and back surfaces of such a base material allow light to pass through at corresponding angles. Therefore, by forming a mask pattern with a concavo-convex structure corresponding to the transmission and blocking of the pattern of the slits 23 on the front and back surfaces of the base material of the first layer 20, and arranging a plurality of them, the first mask pattern has the same effect as the pattern of the slits 23. Since the layer 20 can be formed, ease of manufacture is improved.

図11(a)を参照して、このようなマスクパターンを用いた場合の構造の一例について説明する。図3に示すように、第1の層20の遮断部22は、透過性の基材60の表面60a及び裏面60bに形成された光を散乱させる散乱部61のパターンによって構成される。また、第1の層20の許容部21は、基材60の表面60a及び裏面60bのうち、散乱部61が形成されていない透過部62のパターンによって構成される。すなわち、光は直進性の特性を持つことから、基材60の表面60aと裏面60bには、図3(a)に記載のスリット23と遮断部22の配列パターンに対応した透過部62と散乱部61が形成される。このように、表面60aと裏面60bに形成されたマスクパターンによって、透過や散乱させる角度を決定させることで、許容部21及び遮断部22のパターンを実現することができる。具体的には、前述のスリットパターンでの光の許容及び遮断の態様に合わせて、基材60の表面60a及び裏面60bに凹凸構造を設けることによって、光の散乱効果によって、第1の層20の境界部で光の遮断効果を得ることができるマスクパターンを構成している。凹凸構造が形成された箇所が散乱部61に該当し、凹凸構造が形成されておらず、滑らかな平面となっている箇所が透過部62に該当する。なお、基材60の表面60a及び裏面60bにおいて光を遮断する部分は凹凸構造で散乱効果によって光の遮断するものに限定されず、塗工膜などによって構成されてもよい。この場合には、光の吸収効果によって同様の光の遮断が可能である。 An example of a structure using such a mask pattern will be described with reference to FIG. 11(a). As shown in FIG. 3, the blocking section 22 of the first layer 20 is constituted by a pattern of scattering sections 61 that are formed on the front surface 60a and the back surface 60b of the transparent base material 60 and scatter light. Further, the permissive portion 21 of the first layer 20 is configured by a pattern of a transparent portion 62 on the front surface 60a and back surface 60b of the base material 60, on which the scattering portion 61 is not formed. That is, since light has the characteristic of traveling in a straight line, the front surface 60a and back surface 60b of the base material 60 are provided with transmitting portions 62 and scattering portions corresponding to the arrangement pattern of the slits 23 and blocking portions 22 shown in FIG. 3(a). A section 61 is formed. In this way, the patterns of the allowing portion 21 and the blocking portion 22 can be realized by determining the angle of transmission and scattering using the mask patterns formed on the front surface 60a and the back surface 60b. Specifically, by providing an uneven structure on the front surface 60a and the back surface 60b of the base material 60 in accordance with the mode of allowing and blocking light in the slit pattern described above, the first layer 20 is A mask pattern is formed that can obtain a light blocking effect at the boundary of the . The portion where the uneven structure is formed corresponds to the scattering portion 61, and the portion where the uneven structure is not formed and is a smooth plane corresponds to the transmitting portion 62. Note that the light-blocking portions on the front surface 60a and back surface 60b of the base material 60 are not limited to those having a concave-convex structure that block light by a scattering effect, but may be formed of a coating film or the like. In this case, similar light blocking is possible due to the light absorption effect.

具体的に、表面60a側から入射した光は、表面60aの透過部62から基材60内に入射する。入射した光のうち、光IL3は、裏面60bの透過部62から出射することができ、第2の層で反射することができる。一方、光IL4は、裏面60bの散乱部61で散乱してしまうことで、第2の層で反射することができなくなる。従って、表面60aの透過部62の両側の縁部と、裏面60bの透過部62の両側の縁部とを結ぶ直線(一点鎖線で示される直線)で挟まれる領域が、許容部21に該当する。この許容部21の形状、配置などは、図3(a)のスリット23に対応する。そして、基材60のうち、許容部21以外の領域が遮断部22に該当する。遮断部22の形状、配置などは、図3(a)の梁部材で構成される遮断部22に対応する。 Specifically, light incident from the surface 60a side enters into the base material 60 from the transmitting portion 62 of the surface 60a. Of the incident light, the light IL3 can be emitted from the transmission section 62 on the back surface 60b and can be reflected by the second layer. On the other hand, the light IL4 is scattered by the scattering portion 61 on the back surface 60b, and therefore cannot be reflected by the second layer. Therefore, the area sandwiched by the straight line (the straight line indicated by the dashed-dotted line) connecting the edges on both sides of the transparent part 62 on the front surface 60a and the edges on both sides of the transparent part 62 on the back surface 60b corresponds to the permissible part 21. . The shape, arrangement, etc. of this allowable portion 21 correspond to the slit 23 in FIG. 3(a). The area of the base material 60 other than the allowable part 21 corresponds to the blocking part 22 . The shape, arrangement, etc. of the blocking section 22 correspond to the blocking section 22 formed of the beam member shown in FIG. 3(a).

散乱部61の凹凸構造は、光の散乱効果を高め、透過成分を減衰させる機能があればよい。凹凸構造のサイズは光の波長以上の平均間隔を持ち、高さは構造体の平均間隔以上の高さがあればよい。具体的には、波長400nm~700nmの可視波長帯域の場合には、構造体の平均間隔は400nm以上でかつ、高さは400nm以上あれば効果的に光遮断効果が得られる。また、構造体は、より大きくなると散乱効果がより望ましくなり、構造体の平均間隔は100μm~300μm程度まで効果的に発現することができる。また、より好ましくは、構造体の平均間隔80μm、構造体の直径40μm、高さ40μm以上あることが望ましい。また、これら構造体、許容部21及び遮断部22は、本体部10の他の部分と一体成形によって形成されてよい。この場合、許容部21及び遮断部22は、同一の素材で構成されても機能を発現することができる。ただし、第1の層20を構成する樹脂の部材、すなわち基材60は、対象とする光の波長を透過することが望まれる。 The uneven structure of the scattering section 61 only needs to have the function of enhancing the light scattering effect and attenuating the transmitted component. It is sufficient that the size of the concavo-convex structure has an average spacing greater than the wavelength of light, and the height has a height greater than the average spacing of the structures. Specifically, in the case of a visible wavelength band of 400 nm to 700 nm, an effective light blocking effect can be obtained if the average spacing of the structures is 400 nm or more and the height is 400 nm or more. Further, the larger the structure, the more desirable the scattering effect, and the average spacing between the structures can be effectively exhibited up to about 100 μm to 300 μm. More preferably, the average spacing between the structures is 80 μm, the diameter of the structures is 40 μm, and the height is 40 μm or more. Further, these structures, the allowing portion 21, and the blocking portion 22 may be formed integrally with other portions of the main body portion 10. In this case, the allowing part 21 and the blocking part 22 can function even if they are made of the same material. However, it is desired that the resin member constituting the first layer 20, that is, the base material 60, transmit the wavelength of the target light.

なお、散乱部61の凹凸構造の形状は特に限定されず、図11(c)(d)(e)のような四角型、山型、波型などの形状を採用してよく、その他の形状を採用してもよい。 Note that the shape of the uneven structure of the scattering portion 61 is not particularly limited, and may be square, chevron-shaped, wave-shaped, etc. as shown in FIGS. may be adopted.

さらに、凹凸構造を用いた透過光の散乱効果による遮断効果を用いた場合には、基材60の表面60aに形成された複数の透過部62及び散乱部61に対して、裏面60bに形成されたパターン1つを対応させてもよい。この場合、第2の層に再帰反射部材を用いた場合には、観測点から出射された光は、第1の層20の表面60aに形成された複数の透過部62と、裏面60bに形成された透過部62の位置関係によって、透過態様が決まる。観測点から入射した光は、再帰反射部材によって観測点に戻すことができ、位置認識部の視覚情報の認識ができる。また、この構造の場合、製造の容易性がさらに向上する。 Furthermore, when using the blocking effect due to the scattering effect of transmitted light using the uneven structure, the plurality of transmitting parts 62 and scattering parts 61 formed on the front surface 60a of the base material 60 are formed on the back surface 60b. It is also possible to make one pattern correspond to the other. In this case, when a retroreflective member is used for the second layer, the light emitted from the observation point passes through a plurality of transmitting parts 62 formed on the front surface 60a of the first layer 20 and a plurality of transmitting parts 62 formed on the back surface 60b. The transmission mode is determined by the positional relationship of the transmission portions 62. The light incident from the observation point can be returned to the observation point by the retroreflection member, allowing visual information to be recognized by the position recognition unit. Moreover, in the case of this structure, the ease of manufacture is further improved.

具体的には、図11(b)に示すような構造を採用してもよい。当該構成では、表面60aに、中央位置に一つの透過部62が形成され、それに加えて左右に透過部62が並ぶように形成されている。一方、裏面60bには、中央位置に透過部62Aが形成されているが、表面60aの左右の透過部62と対向する位置には、透過部62が形成されていない。このような構成においては、表面60aの中央位置の透過部62と裏面60bの透過部62Aとの間に一つ目の許容部21が形成され、表面60aの左側の透過部62と裏面60bの透過部62Aとの間に二つ目の許容部21が形成され、表面60aの右側の透過部62と裏面60bの透過部62Aとの間に三つ目の許容部21が形成される。この場合、第2層に再帰反射部材を用いた場合には、観測点から、出射された光は、表面60aに形成された複数の透過部62と、裏面60bに形成された透過部62Aの位置関係によって透過態様が決まる。そして、観測点から入射した光は、再帰反射部材によって観測点に戻すことができ、位置認識部の視覚情報の認識ができる。また、この構造の場合、製造の容易性や多角検出精度の向上が可能である。 Specifically, a structure as shown in FIG. 11(b) may be adopted. In this configuration, one transparent portion 62 is formed at the center of the surface 60a, and additional transparent portions 62 are formed side by side on the left and right sides. On the other hand, on the back surface 60b, a transmission section 62A is formed at the center position, but no transmission section 62 is formed at a position facing the left and right transmission sections 62 on the front surface 60a. In such a configuration, the first permissive part 21 is formed between the transparent part 62 at the center position of the front surface 60a and the transparent part 62A of the back surface 60b, and the first permissible part 21 is formed between the transparent part 62 on the left side of the front surface 60a and the transparent part 62A of the back surface 60b. A second permissible part 21 is formed between the transparent part 62A on the right side of the front surface 60a and a third permissible part 21 between the transparent part 62 on the right side of the front surface 60a and the transparent part 62A on the back surface 60b. In this case, when a retroreflective member is used for the second layer, the light emitted from the observation point is transmitted through the plurality of transmission parts 62 formed on the front surface 60a and the transmission part 62A formed on the back surface 60b. The transmission mode is determined by the positional relationship. The light incident from the observation point can be returned to the observation point by the retroreflection member, allowing visual information to be recognized by the position recognition unit. Moreover, in the case of this structure, it is possible to improve the ease of manufacturing and the accuracy of polygonal detection.

以上のような構成に係る位置認識部4Aによって、どのような視覚が得られるかについて図4を参照して説明する。図4は、マーカ1に対するカメラ102の角度と、当該角度における位置認識部4Aの見え方を示す図である。カメラ102が位置認識部4Aに対してライトで光を照射しながら撮影を行った場合、光が通過したスリット23に対応する位置では、再帰反射によって反射光が出射される。従って、画像中では、対応するスリット23が発光したような光の筋が確認される。なお、光の筋が確認される箇所以外は、反射光が出射されないため、画像中では位置認識部4A本来の色で示される。このような反射光による光の筋のように、位置認識部4Aの中で他の位置とは異なる態様で示される部分を特徴部40と称する場合がある。なお、図4においては、理解を容易とするために、光が強い部分を黒く示している。実際の画像中では、黒く塗りつぶされた筋の部分は、光の筋として確認される。 What kind of vision can be obtained by the position recognition unit 4A having the above configuration will be explained with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a diagram showing the angle of the camera 102 with respect to the marker 1 and how the position recognition unit 4A looks at the angle. When the camera 102 photographs the position recognition unit 4A while irradiating it with light, reflected light is emitted by retroreflection at a position corresponding to the slit 23 through which the light has passed. Therefore, in the image, a streak of light as if the corresponding slit 23 emitted light can be seen. Note that since reflected light is not emitted in areas other than where the light streak is confirmed, the position recognition unit 4A is shown in its original color in the image. A portion of the position recognition unit 4A that is shown in a manner different from other positions, such as a light streak caused by such reflected light, may be referred to as a characteristic portion 40. In addition, in FIG. 4, in order to facilitate understanding, portions where light is strong are shown in black. In an actual image, the black streaks are confirmed as streaks of light.

具体的に、図4(a)に示すように、マーカ1に対するカメラ102の角度が0°の場合、位置認識部4Aのうち、中央位置付近に特徴部40が確認される。そして、マーカ1に対するカメラ102の角度が右側(すなわち+側)に大きくなるに従って、特徴部40が右側へ移動する。このように、位置認識部4Aは、特徴部40が確認される位置を視覚情報として示すことができる。位置認識部4Aでは、観測する方向に応じて観測される特徴部40の位置が変化する。 Specifically, as shown in FIG. 4A, when the angle of the camera 102 with respect to the marker 1 is 0°, the characteristic part 40 is confirmed near the center position of the position recognition part 4A. Then, as the angle of the camera 102 with respect to the marker 1 increases to the right (that is, to the + side), the characteristic portion 40 moves to the right. In this way, the position recognition unit 4A can indicate the position where the characteristic part 40 is confirmed as visual information. In the position recognition unit 4A, the position of the observed characteristic portion 40 changes depending on the direction of observation.

次に、本実施形態に係るマーカ1の作用・効果について説明する。 Next, the functions and effects of the marker 1 according to this embodiment will be explained.

マーカ1の位置認識部4は、光の通過を許容する許容部21、及び光を遮断する遮断部22のパターンによって構成される第1の層20を備える。従って、観測する方向によって、一部の光が遮断部22で遮断されると共に、一部の光が許容部21を通過する。また、位置認識部4は、許容部21を介して視覚的に認識可能な部材(ここでは再帰反射部材31)を有する第2の層30を備える。従って、第1の層20における光の通過態様に基づいて、第2の層30の視覚的な認識態様が変化する。ここでは、光を反射した箇所における再帰反射部材31が光ったような態様にて視覚的に認識される。このような第2の層30の認識態様の変化は、観測する方向に応じた視覚情報として用いることができるため、当該視覚情報に基づいてマーカ1の位置を精度よく認識することが可能となる。 The position recognition section 4 of the marker 1 includes a first layer 20 configured by a pattern of a permitting section 21 that allows light to pass through and a blocking section 22 that blocks light. Therefore, depending on the direction of observation, part of the light is blocked by the blocking part 22 and part of the light passes through the allowing part 21. Further, the position recognition section 4 includes a second layer 30 having a member (retroreflective member 31 in this case) that can be visually recognized via the allowing section 21 . Therefore, the visual recognition aspect of the second layer 30 changes based on the manner in which light passes through the first layer 20. Here, the retroreflective member 31 at the location where the light is reflected is visually recognized as glowing. Such a change in the recognition mode of the second layer 30 can be used as visual information depending on the direction of observation, so it becomes possible to accurately recognize the position of the marker 1 based on the visual information. .

ここで、位置認識部4は、第1の層20の裏側に第2の層30を設けただけのシンプルな構造である。また、第2の層30の認識態様は、第1の層20のパターンの設計によって調整可能であるため、第1の層20に対して第2の層30を精度良く位置合わせする必要がない。以上より、製造が容易でありながら、高い精度でマーカの位置を認識できる。 Here, the position recognition unit 4 has a simple structure in which the second layer 30 is provided on the back side of the first layer 20. Furthermore, since the recognition mode of the second layer 30 can be adjusted by designing the pattern of the first layer 20, there is no need to precisely align the second layer 30 with respect to the first layer 20. . As described above, the position of the marker can be recognized with high precision while being easy to manufacture.

例えば、比較例としてレンチキュラーレンズを位置認識部に用いたマーカについて説明する。この場合、レンチキュラーレンズに対して、集光位置に確認可能なマークなどを印刷する必要がある。この場合、マークの位置とレンチキュラーレンズの位置とを精度よく位置合わせしなくてはならないので、製造に手間がかかる。また、本体部の樹脂成形品とは別に、レンチキュラーレンズ、及び当該レンチキュラーレンズに関連する部品を準備しなくてはならず、部品点数が増加してしまう。これに対し、本実施形態においては、位置認識部4は、第1の層20と第2の層30とを精度よく位置合わせしなくとも、再帰反射部材31を有する第2の層30に第1の層20を被せるだけで容易に製造することができる。また、レンチキュラーレンズのような特別な部品を準備しなくとも、本体部10にスリットのパターンを一体成形するだけでよいので、部品点数を少なくすることもできる。 For example, as a comparative example, a marker using a lenticular lens as a position recognition section will be described. In this case, it is necessary to print a checkable mark or the like on the lenticular lens at the condensing position. In this case, the position of the mark and the position of the lenticular lens must be precisely aligned, which takes time and effort to manufacture. In addition, a lenticular lens and parts related to the lenticular lens must be prepared separately from the resin molded product of the main body, which increases the number of parts. On the other hand, in the present embodiment, the position recognition unit 4 can detect the second layer 30 having the retroreflective member 31 even if the first layer 20 and the second layer 30 are not precisely aligned. It can be easily manufactured by simply covering the first layer 20. Further, the number of parts can be reduced because it is sufficient to integrally mold the slit pattern on the main body 10 without preparing special parts such as a lenticular lens.

第2の層30の部材は、光を反射する反射部材によって構成されてよい。これにより、第2の層30は、第1の層20の許容部21を通過して来た光を反射によって、観測位置に戻すことができる。そのため、観測位置から、第2の層30の反射光が見えやすくなるため、位置認識部4の視覚情報の視認性が向上する。 The second layer 30 may be made of a reflective member that reflects light. Thereby, the second layer 30 can reflect the light that has passed through the allowing portion 21 of the first layer 20 and return it to the observation position. Therefore, since the reflected light of the second layer 30 is easily seen from the observation position, the visibility of the visual information of the position recognition unit 4 is improved.

反射部材は、再帰反射部材31であってよい。これにより、第2の層30は、観測位置からの光を当該観測位置へ向けて反射することができる。そのため、観測位置から第2の層30の反射光が更に見えやすくなるため、位置認識部4の視覚情報の認識性が更に向上する。更に、再帰反射部材31を用いた場合、カメラ102の光を位置認識部4における視覚情報に用いることができるため、外乱(例えば暗い場所など)による影響を小さくすることができ、例えば屋内外や時間を問わずに使用できる。 The reflective member may be a retroreflective member 31. Thereby, the second layer 30 can reflect light from the observation position toward the observation position. Therefore, since the reflected light of the second layer 30 is more easily seen from the observation position, the visual information recognition ability of the position recognition unit 4 is further improved. Furthermore, when the retroreflective member 31 is used, the light from the camera 102 can be used for visual information in the position recognition unit 4, so the influence of external disturbances (for example, in a dark place) can be reduced. It can be used at any time.

第1の層20の許容部21は、一対の遮断部22間に形成されるスリット23によって形成されてよい。従って、スリット23を複数並べるだけで第1の層20を形成することができるため、製造の容易性が向上する。 The allowing portion 21 of the first layer 20 may be formed by a slit 23 formed between a pair of blocking portions 22 . Therefore, the first layer 20 can be formed by simply arranging a plurality of slits 23, which improves the ease of manufacturing.

第1の層20の遮断部22は、基材60の表面60a及び裏面60bに形成された光を散乱させる散乱部61のパターンによって構成され、第1の層20の許容部21は、基材60の表面60a及び裏面60bのうち、散乱部61が形成されていない透過部62のパターンによって構成されてよい。従って、基材60の表面60a及び裏面60bに散乱部61のパターンを形成するだけで、第1の層20を形成することができる。 The blocking part 22 of the first layer 20 is formed by a pattern of scattering parts 61 that scatter light formed on the front surface 60a and the back surface 60b of the base material 60. Of the front surface 60a and the back surface 60b of 60, the pattern may include a transmitting portion 62 on which the scattering portion 61 is not formed. Therefore, the first layer 20 can be formed simply by forming the pattern of the scattering portions 61 on the front surface 60a and the back surface 60b of the base material 60.

許容部21は、位置認識部4の中央位置から外側へ離れるに従って、通過を許容する光の厚さ方向D3に対する傾斜角度を外側へ大きくするように構成されていてよい。このような構成は、観測する方向に応じて観測する視覚情報の変化を得るのに好適である。 The permitting section 21 may be configured to increase the inclination angle of the light that is allowed to pass toward the outside with respect to the thickness direction D3 as the distance from the central position of the position recognition section 4 increases. Such a configuration is suitable for obtaining changes in visual information to be observed depending on the direction of observation.

なお、第2の層30として再帰反射部材31を用いた場合、観測点から、出射された光は、第1の層20を通り、第2の層30で反射され、観測点に戻す事が可能なため、観測点の出射パターンに合わせて画像処理することが可能である。たとえば、観測点から射出される光の強度パターンや波長パターンに応じて、そこから得られる受光画像パターンを画像処理し、差分化処理などを行う事で、外乱ノイズの影響を減らし、日中など外乱光ノイズが強い環境化においても効率的に認識することができる。 Note that when the retroreflective member 31 is used as the second layer 30, the light emitted from the observation point passes through the first layer 20, is reflected by the second layer 30, and cannot be returned to the observation point. Therefore, it is possible to process images according to the emission pattern of the observation point. For example, by processing the received light image pattern obtained from the intensity pattern and wavelength pattern of light emitted from an observation point and performing differential processing, the influence of disturbance noise can be reduced, and during the day, etc. Efficient recognition is possible even in environments with strong ambient light noise.

また、観測点から射出される光の強度パターンは、人間の残像効果が得られる時間が、50msから100msの間であるので、パルス射出時間が50ms以下でかつ、間隔が、100ms以上の場合には、人間の目には、発光現象の認識が難しくなるので、作業車の視野を妨げない利点も得ることが出来る。逆に、パルス射出時間が50ms以上でかつ、間隔が、100ms以下の場合には、人間の目には、常に光っているように見せることができる。 In addition, the intensity pattern of the light emitted from the observation point is such that the time for obtaining the human afterimage effect is between 50 ms and 100 ms, so if the pulse emission time is 50 ms or less and the interval is 100 ms or more, Since it becomes difficult for the human eye to recognize the luminescent phenomenon, it also has the advantage of not interfering with the field of view of the work vehicle. On the other hand, when the pulse emission time is 50 ms or more and the interval is 100 ms or less, it can appear as if the light is always shining to the human eye.

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。 The invention is not limited to the embodiments described above.

例えば、上述の実施形態では、第2の層30の部材として再帰反射部材31が採用されたが、許容部21を介して視覚的に視認可能な部材であれば特に限定されない。例えば、第2の層30として、鏡や鏡面仕上げされた金属などのように、単純な反射部材が採用されてもよい。一方、第2の層30として、凹凸構造などすりガラス状の構造に金属コートされた表面を用いて、反射による散乱現象を用いた反射部材が採用されてもよい。または、第2の層30として、第1の層20とは反対の色を有する部材が採用されてもよい。この場合、図4に示す特徴部40では、第2の層30の色が画像中で視覚的に視認することができる。 For example, in the above-described embodiment, the retroreflective member 31 is employed as a member of the second layer 30, but the retroreflective member 31 is not particularly limited as long as it is a member that can be visually recognized through the allowing portion 21. For example, a simple reflective member such as a mirror or mirror-finished metal may be used as the second layer 30. On the other hand, as the second layer 30, a reflective member using a scattering phenomenon due to reflection may be employed, using a surface coated with a metal in a frosted glass-like structure such as an uneven structure. Alternatively, a member having a color opposite to that of the first layer 20 may be employed as the second layer 30. In this case, in the feature 40 shown in FIG. 4, the color of the second layer 30 can be visually recognized in the image.

また、位置認識部4の視覚情報は、上述のように、真っ直ぐなスリットの配列パターンによって得られるものに限定されない。例えば、図5に示すような位置認識部4が採用されてもよい。図5では、カメラ102側から見たときの許容部21の形状、及び配列パターンが示されている。 Further, the visual information of the position recognition unit 4 is not limited to that obtained from the straight slit arrangement pattern as described above. For example, a position recognition unit 4 as shown in FIG. 5 may be employed. FIG. 5 shows the shape and arrangement pattern of the allowable portion 21 when viewed from the camera 102 side.

図5(a)(b)に示すように、許容部21がV字状に屈曲した形状を有してよい。また、図5(c)に示すように、許容部21がC字状に湾曲した形状を有してもよい。図6には、図5(a)のパターンにおいて、特徴部40がどのように変化するかが示されている。図6(a)に示すように、カメラ102が0°の場合、中央位置において互いに対向する許容部21にて特徴部40が確認される。図6(b)に示すように、カメラ102が右斜めに傾いた場合、特徴部40が右側へ移動する。 As shown in FIGS. 5(a) and 5(b), the allowing portion 21 may have a V-shaped bend. Further, as shown in FIG. 5(c), the allowing portion 21 may have a C-shaped curve. FIG. 6 shows how the characteristic portion 40 changes in the pattern of FIG. 5(a). As shown in FIG. 6(a), when the camera 102 is at 0°, the characteristic portions 40 are confirmed in the allowing portions 21 facing each other at the center position. As shown in FIG. 6(b), when the camera 102 is tilted diagonally to the right, the characteristic portion 40 moves to the right.

図5(d)に示すように、許容部21がドットの行列パターンを形成してもよい。この場合、図7に示すように、視覚情報の変化態様も様々なパターンが採用可能である。例えば、図7(a)に示すように、カメラ102が0°の場合、中央位置の列のドットにて特徴部40が確認される。図7(b)に示すように、カメラ102が右斜めに傾いた場合、特徴部40が右側へ移動する。あるいは、図7(c)の破線の矢印に示すように、カメラ102の角度に応じて特徴部40がジグザグに蛇行するように移動してよい。例えば、図7(c)に示すように、カメラ102が0°の場合に中央位置に配置される特徴部40が、カメラ102の右斜めへの移動に伴い、右側へ移動してもよい(図7(d)参照)。また、図7(e)の破線の矢印に示すように、カメラ102の角度に応じて特徴部40が往復するように蛇行してよい。例えば、図7(e)に示すように、カメラ102が0°の場合に中央位置の一番上の行に配置される特徴部40が、カメラ102の右斜めへの移動に伴い、一番下の行の右側へ移動してもよい(図7(f)参照)。 As shown in FIG. 5(d), the allowable portion 21 may form a matrix pattern of dots. In this case, as shown in FIG. 7, various patterns of changes in visual information can be adopted. For example, as shown in FIG. 7A, when the camera 102 is at 0°, the characteristic portion 40 is confirmed by the dots in the central row. As shown in FIG. 7B, when the camera 102 is tilted diagonally to the right, the characteristic portion 40 moves to the right. Alternatively, the feature portion 40 may move in a meandering zigzag manner depending on the angle of the camera 102, as shown by the broken line arrow in FIG. 7(c). For example, as shown in FIG. 7C, the feature portion 40 that is located at the center when the camera 102 is at 0° may move to the right as the camera 102 moves diagonally to the right. (See Figure 7(d)). Further, as shown by the broken line arrow in FIG. 7(e), the characteristic portion 40 may meander back and forth depending on the angle of the camera 102. For example, as shown in FIG. 7(e), when the camera 102 is at 0°, the feature portion 40 that is placed in the top row at the center position changes to the top row as the camera 102 moves diagonally to the right. It may be moved to the right side of the lower row (see FIG. 7(f)).

その他、許容部21の形状として様々なバリエーションを採用してもよい。例えば、図5(e)(f)に示すように、菱形の許容部21を採用してもよく、図5(g)に示すように、楕円の許容部21を採用してもよく、図5(h)に示すように四角形の許容部21を採用してもよい。 In addition, various variations may be adopted as the shape of the allowable portion 21. For example, as shown in FIGS. 5(e) and 5(f), a diamond-shaped allowance portion 21 may be adopted, or as shown in FIG. 5(g), an elliptical allowance portion 21 may be adopted. 5(h), a rectangular permitting portion 21 may be adopted.

また、図5(i)に示すように、許容部21の形状を混在させることで視覚情報を変化させてもよい。例えば、図8の最上段に示すように、カメラ102が0°の場合は、中央位置に特徴部40が確認されると共に、左右の端部に円形の特徴部141A,141Bが確認される。このとき、左右を移動する特徴部40は角度の絶対値を示し、右側の特徴部141Aは角度がプラスの値であることを示し、左側の特徴部141Bは角度がマイナスの値であることを示してよい。従って、二段目と三段目は絶対値が「1°」で共通するので特徴部40の位置は同じになるが、プラスの角度である二段目は右側の特徴部141Aが確認され、マイナスの角度である三段目は左側の特徴部141Bが確認される。四段目は絶対値が「5°」と大きくなるため、特徴部40が端部側へ大きく移動する。 Further, as shown in FIG. 5(i), the visual information may be changed by mixing the shapes of the allowing portions 21. For example, as shown in the top row of FIG. 8, when the camera 102 is at 0°, the characteristic portion 40 is confirmed at the center position, and circular characteristic portions 141A and 141B are confirmed at the left and right ends. At this time, the feature section 40 that moves left and right indicates the absolute value of the angle, the feature section 141A on the right side indicates that the angle is a positive value, and the feature section 141B on the left side indicates that the angle is a negative value. You can show it. Therefore, since the second and third rows have a common absolute value of "1°", the position of the characteristic part 40 is the same, but in the second stage, which has a positive angle, the characteristic part 141A on the right side is confirmed, In the third row, which is at a negative angle, the characteristic portion 141B on the left side is confirmed. At the fourth stage, the absolute value is as large as "5°", so the characteristic portion 40 moves largely toward the end.

また、カメラ102の角度によって移動する特徴部の形状や並び方は特に限定されない。例えば、図9(a)に示すように、スリット形状が縦並び(上下方向の配列)になることにより、角度によって上下方向に特徴部40が移動してもよい。また、図9(b)に示すように、スリット形状が二列に並んでいてもよい。例えば、マイナスの角度の場合には、特徴部40が上側の列を移動し、プラスの角度の場合には、特徴部40が下側の列を移動してよい。 Furthermore, the shape and arrangement of the feature parts that move depending on the angle of the camera 102 are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 9A, the slit shapes may be arranged vertically (in a vertical arrangement), so that the characteristic portion 40 may move in the vertical direction depending on the angle. Further, as shown in FIG. 9(b), the slit shapes may be arranged in two rows. For example, a negative angle may cause the feature 40 to move in the upper row, and a positive angle may cause the feature 40 to move in the lower row.

また、角度に応じて特徴部40が移動するような視覚情報だけでなく、角度に応じて複数の特徴部40の並び方のパターンが変化するような視覚情報が採用されてもよい。例えば、図10(a)に示すように、複数の特徴部40が、角度に応じて二次元パターンを変化させてもよい。また、角度に応じて、特徴部40の形状自体が変化してもよい。例えば、図10(b)に示すように、プラスの角度の場合は、角度が大きくなるに従って特徴部40が右側へ移動するのみならず、特徴部40が、下辺が右側へ寄るような平行四辺形で示されてよい。 Further, not only visual information in which the feature parts 40 move according to the angle, but also visual information in which the pattern of the arrangement of the plurality of feature parts 40 changes depending on the angle may be adopted. For example, as shown in FIG. 10(a), the plurality of feature parts 40 may change the two-dimensional pattern depending on the angle. Further, the shape itself of the feature portion 40 may change depending on the angle. For example, as shown in FIG. 10(b), in the case of a positive angle, the characteristic part 40 not only moves to the right as the angle increases, but also the characteristic part 40 is shaped like a parallelogram with the lower side closer to the right. May be shown in the form.

1・・・マーカ、4,4A,4B・・・位置認識部、20・・・第1の層、21・・・許容部、22・・・遮断部、23・・・スリット、30・・・第2の層、31・・・再帰反射部材、61・・・散乱部、62・・・透過部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Marker, 4, 4A, 4B... Position recognition part, 20... First layer, 21... Allowance part, 22... Blocking part, 23... Slit, 30... - Second layer, 31... Retroreflective member, 61... Scattering part, 62... Transmissive part.

Claims (5)

観測する方向に応じて観測される視覚情報が変化する位置認識部を有するマーカであって、
前記位置認識部は、
光の通過を許容する許容部、及び光を遮断する遮断部のパターンによって構成される第1の層と、
前記第1の層の裏面側に設けられ、前記許容部を介して視覚的に認識可能な部材を有する第2の層と、を備え
前記第1の層の前記遮断部は、基材の表面及び裏面に形成された光を散乱させる散乱部のパターンによって構成され、
前記第1の層の前記許容部は、前記基材の前記表面及び前記裏面のうち、前記散乱部が形成されていない透過部のパターンによって構成される、マーカ。
A marker having a position recognition part in which visual information observed changes depending on the direction of observation,
The position recognition unit is
A first layer configured by a pattern of a permitting portion that allows light to pass through and a blocking portion that blocks light;
a second layer provided on the back side of the first layer and having a member that can be visually recognized through the allowing portion ;
The blocking portion of the first layer is constituted by a pattern of scattering portions that scatter light formed on the front and back surfaces of the base material,
The permissible portion of the first layer is a marker configured by a pattern of a transparent portion of the front surface and the back surface of the base material, on which the scattering portion is not formed .
前記許容部は、前記位置認識部の中央位置から外側へ離れるに従って、通過を許容する光の厚さ方向に対する傾斜角度を外側へ大きくするように構成されている、請求項1に記載のマーカ。 2. The marker according to claim 1, wherein the allowing portion is configured to increase an inclination angle with respect to the thickness direction of the light that is allowed to pass outward as the distance from the central position of the position recognition portion increases. 観測する方向に応じて観測される視覚情報が変化する位置認識部を有するマーカであって、 A marker having a position recognition part in which visual information observed changes depending on the direction of observation,
前記位置認識部は、 The position recognition unit is
光の通過を許容する許容部、及び光を遮断する遮断部のパターンによって構成される第1の層と、 A first layer configured by a pattern of a permitting portion that allows light to pass through and a blocking portion that blocks light;
前記第1の層の裏面側に設けられ、前記許容部を介して視覚的に認識可能な部材を有する第2の層と、を備え、 a second layer provided on the back side of the first layer and having a member that can be visually recognized through the allowing portion;
前記第1の層の前記許容部は、一対の前記遮断部間に形成されるスリットによって形成され、 The allowing portion of the first layer is formed by a slit formed between the pair of blocking portions,
前記許容部は、前記位置認識部の中央位置から外側へ離れるに従って、通過を許容する光の厚さ方向に対する傾斜角度を外側へ大きくするように構成されている、マーカ。 The marker is configured such that the allowing portion increases outwardly an inclination angle with respect to a thickness direction of light that is allowed to pass as the distance from the central position of the position recognizing portion increases outwardly.
前記第2の層の部材は、光を反射する反射部材によって構成される、請求項1~3の何れか一項に記載のマーカ。 The marker according to any one of claims 1 to 3 , wherein the second layer member is a reflective member that reflects light. 前記反射部材は、再帰反射部材である、請求項に記載のマーカ。
The marker according to claim 4 , wherein the reflective member is a retroreflective member.
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