JPH07182517A - 情報接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、対象物に関する複数種類の情報
と、情報自体の誤差とが存在する環境において、変換の
パラメータの修正量を推定し得る情報接続方法の提供を
目的とする。 【構成】 本発明の情報接続方法は、対象物に関する複
数の情報集合間の誤差に対応する変換修正量の算出と、
変換修正量に基づいて修正された複数の情報集合に対す
る変換とを反復的に行い、変換された複数の情報集合の
和を求めて対象物に関する情報集合を合成し、対象物に
関する情報集合１０の情報の要素は複数の情報種類を有
し、複数の情報種類の各々に関して情報集合間誤差２０
を計算し（ステップ１０）、情報集合間誤差２０と複数
の情報種類の各々に対応する情報種類別誤差３０とに基
づいて複数の情報種類の各々に関する副変換修正量４０
を推定し（ステップ２０）、副変換修正量４０に基づい
て複数の情報集合の間の変換修正量５０を導出する（ス
テップ３０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の情報集合の各々
を足し合わせて一つの合成情報集合を得る情報接続方法
に係り、特に、対象物に関する情報を要素とする複数の
情報集合の間の情報集合間誤差に対応する変換修正量の
算出と、変換修正量に基づいて修正された複数の情報集
合に対する変換とを反復的に行い、変換された複数の情
報集合の和を求めて対象物に関する複数の情報集合を合
成する情報接続方法に関する。

【０００２】本発明の情報接続方法は、異なる方向又は
位置から物体を計測し、若しくは、異なる計測装置によ
って物体を計測することにより物体の画像情報や形状情
報等の情報の集合（情報集合）が、例えば、奥行き情報
と色情報のように、複数得られる場合、この複数の情報
集合の間の変換式を推定して、各情報集合に変換を施し
て、物体に関する情報を接続する際に利用できる。更
に、本発明の情報接続方法は、例えば、大図面を分割し
て入力した後、分割された各部をつなぎ合わせて一つの
図面にする場合の情報接続、或いは、大きな物体を部分
毎に計測した後、各部分の計測データを接続して元の大
きな物体の立体形状情報を合成する情報接続に利用し得
る。

【０００３】

【従来の技術】従来より、複数の情報集合を接続して一
つの合成された情報集合を得る情報接続方法として、例
えば、全ての可能性を試行して情報の一致度を調べる全
探索法、及び、情報内の特徴点のマッチングにより情報
の一致度を調べる接続方法が周知である。一般に、前者
の方法によれば、探索のためのコストが大きく非効率的
であり、後者の方法によれば、特徴点の抽出における信
頼性及び抽出精度が低い。

【０００４】一方、情報集合の変換式を設け、この変換
式により変換された情報集合の各々を足し合わせて、す
なわち、変換された情報集合の和を求めて情報を接続す
る方法も周知である。この方法によれば、接続される情
報集合間の誤差が最小になるようにこの変換式を最適化
することが、最適な情報接続の方法を求めることに等し
くなる。この際の最適化手法として、通常は最小２乗法
が利用され、情報集合の変換式のパラメータが最適化さ
れる。この場合、パラメータは情報集合の全ての要素
（以下では、情報集合の全ての要素に関わることを全情
報間と呼ぶ）の誤差に基づいて推定されるので、特徴点
の設定は不要である。更に、パラメータの推定に適切な
手法を利用することにより、パラメータの最適化もある
程度高速に実現し得る。この方法を画像データに適用し
た例が、野村、原田、藤井による、“画素データレベル
でのアフィン変換画像のマッチング”、電子情報通信学
会論文誌（D-II) 、J75-D-II、第９号、pp.1498-1503(1
992)に記載されている。

【０００５】図５は、従来の上記の変換式により情報を
接続するシステムの概要を説明する図であり、基準の情
報集合９００と、基準の情報集合９００に接続される情
報集合９０１とより成る複数の情報集合（同図では、情
報集合は２つ）が与えられた例を表し、変換式に基づい
て情報集合を変換する情報変換部１００と、情報変換部
１００により変換された情報集合９０１と基準の情報集
合９００との接続時における全情報間の誤差を計算する
情報誤差計算部２００と、情報誤差計算部２００により
計算された情報誤差に基づいて変換式のパラメータの修
正量を推定するパラメータ修正量推定部３００と、パラ
メータ修正量推定部３００により推定された修正量にし
たがって情報変換部１００における情報集合の変換に利
用される変換式のパラメータを修正するパラメータ修正
部４００とから成る。処理フロー制御部５００は、情報
集合の変換、情報誤差の計算、パラメータ修正量の推
定、及びパラメータの修正から成る一連の処理が反復さ
れるよう制御し、変換式のパラメータの修正量を監視し
て変換式の最適なパラメータが得られた時、この反復的
な処理を停止させるよう制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の最小２乗
法を用いる情報接続方法によれば、情報集合として与え
られる情報自体に含まれ得る誤差が考慮されていないの
で、この方法を実際に適用する場合、変換式のパラメー
タが正しく推定されない、或いは、パラメータの推定の
ための一連の処理の反復に要する時間が長くなる等の欠
点が生ずる。更に、情報集合の各要素が、例えば色情報
と形状情報とのように異なる種類の情報を含む場合、こ
れらの異なる種類の情報の夫々が別々に取り扱われない
ので、情報の種類によって実質的に異なる誤差及び信頼
性を考慮したパラメータの推定がなされない。

【０００７】本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑
み、対象物に関する複数種類の情報が存在し、及びその
複数の種類の情報自体に誤差が存在する環境において、
かかる環境を考慮して変換のパラメータの修正量を推定
し得る情報接続方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理を
説明するための図である。本発明の情報接続方法は、対
象物に関する情報を要素とする複数の情報集合１０の間
の情報集合間誤差２０に対応する変換修正量５０の算出
と、変換修正量５０に基づいて修正された複数の情報集
合１０に対する変換とを反復的に行い、変換された複数
の情報集合１０の和を求めて対象物に関する複数の情報
集合１０を合成する情報接続方法であって、対象物に関
する複数の情報集合１０の情報の要素は複数の情報種類
を有し、複数の情報種類の各々に関して情報集合間誤差
２０を計算し（ステップ１０）、情報集合間誤差２０と
複数の情報種類の各々に対応する情報種類別誤差３０と
に基づいて複数の情報種類の各々に関する副変換修正量
４０を推定し（ステップ２０）、副変換修正量４０に基
づいて複数の情報集合の間の変換修正量５０を導出する
（ステップ３０）ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の情報接続方法によれば、情報の種類毎
に、情報集合を接続した場合の集合間の情報誤差を計算
し、その情報種類毎の集合間情報誤差から夫々の情報種
類の変換パラメータの修正量、すなわち、副変換修正量
を推定する。したがって、情報の種類毎に異なる情報の
性質を考慮して副変換修正量を推定し得る。この副変換
修正量を推定する際、情報の種類毎に情報自体の誤差を
考慮した推定式を利用する。これにより、情報の種類毎
に情報自体の誤差の大きさを考慮した最適な推定を実行
し得る。次に情報の種類毎に得られた副変換修正量に基
づいて、実際に情報変換に利用される変換パラメータの
修正量、すなわち、変換修正量を導出する。したがっ
て、情報の種類毎に信頼度に応じて副変換修正量を重み
付けすることにより、情報の種類毎の信頼度に応じて変
換修正量を推定し得る。例えば、変換修正量は、情報の
種類毎の誤差の分散の逆数を重み係数として利用する重
み付け平均計算を用いて導出され得る。かくして得られ
た変換修正量により、変換パラメータを修正し、この修
正された変換パラメータに基づいて情報集合を変換す
る。情報集合間誤差の算出、副変換修正量の推定、変換
修正量の導出、及び情報集合の変換の一連の処理を反復
して、最終的に最適な変換パラメータを推定し得る。

【００１０】上記の如く、本発明の情報接続方法及び装
置によれば、複数の種類の情報及び情報の誤差の存在を
考慮した情報接続が可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。図２は、本発明の情報接続装置の一実施例
の構成を説明するための図であり、対象物に関する情報
を要素とする複数の情報集合を記憶する情報記憶部７０
０と、複数の情報集合を変換する情報変換部１００と、
複数の情報集合の間の情報集合間誤差を計算する情報誤
差計算部２００と、情報集合間誤差に応じて変換の変換
修正量を推定する修正量推定部３００と、変換修正量に
より複数の情報集合の変換処理を修正する変換量修正部
４００と、変換された複数の情報集合の和を求める合成
情報生成部６００と、変換修正量に応じて変換処理の反
復的な修正動作及び合成情報の生成動作を制御する処理
フロー制御部５００とから成る。更に本発明の情報接続
装置は、情報記憶部７００に記憶される複数の情報集合
の要素が複数の情報種類を含み、情報誤差計算部２００
は、情報記憶部７００から一の情報集合に含まれる一の
情報種類の情報を抽出し、情報変換部１００によって変
換された他の情報集合に含まれる一の情報種類の情報を
抽出し、一の情報集合と他の情報集合との間の一の情報
種類に関する情報集合間誤差を計算する副情報誤差計算
部２１０₁ 、２１０₂ 、・・・、２１０_m から成り、修
正量推定部３００は、一の情報種類に依存する情報種類
別誤差と、副情報誤差計算部２１０₁ 、２１０₂ 、・・
・、２１０_m で計算された一の情報種類に関する情報集
合間誤差に基づいて、一の情報種類に対応する副変換修
正量を推定する副修正量推定部３１０ ₁ 、３１０₂ 、・
・・、３１０_n と、副修正量推定部３１０₁ 、３１
０₂ 、・・・、３１０_n により推定された副変換修正量
に対して一の情報種類に応じて重みを付けて、一の情報
集合と、他の情報集合との間の変換修正量を得る重み付
け計算部３２０とより成る。

【００１２】以下では、説明の便宜上、本発明の一実施
例を、３次元物体を計測して得られる形状情報（奥行き
情報）と色情報との接続を例として説明する。更に、本
発明の一実施例において、副変換修正量の推定手法の例
としてＧａｕｓｓ−Ｎｅｗｔｏｎ法を利用し、変換修正
量の導出の例として重み付け計算を利用して説明を行
う。

【００１３】図３は本発明の一実施例による形状情報及
び色情報から成る情報を接続する情報接続装置の構成を
示すブロック図である。情報集合記憶部７０１、７０２
は、３次元物体の形状情報及び色情報を計測する計測装
置（図示されず）から入力された複数の情報集合を記憶
する。情報集合記憶部７０１、７０２において、物体表
面上の複数の計測点における計測情報が一つの情報集合
を構成し、一の計測点における形状情報及び色情報（す
なわち、複数の情報種類を含む）が情報集合の一つの要
素を成す。情報集合記憶部７０１に記憶された基準情報
集合に関して情報記憶部７０２に記憶された情報集合を
変換する情報変換部１０１は、基準情報集合と接続し得
る（すなわち、集合の和を求め得る）変換情報集合を出
力する。情報集合記憶部７０１からの基準情報集合と、
情報変換部１０１からの変換情報集合とが入力される情
報誤差計算部２１１、２１２は、基準情報集合と変換情
報集合とが接続される時の情報集合間誤差を計算する。
情報誤差計算部２１１は、形状情報に関する情報集合間
誤差を計算し、情報誤差計算部２１２は色情報に関する
情報集合間誤差を計算する。情報誤差計算部２１１から
形状情報に関する情報集合間誤差が入力されるパラメー
タ修正量推定部３１１は、形状情報自体の誤差（計測誤
差）、すなわち、情報種類別誤差を考慮した推定式に基
づいて形状情報に関するパラメータ修正量、すなわち、
副変換修正量を推定する。情報誤差計算部２１２から色
情報に関する情報集合間誤差が入力されるパラメータ修
正量推定部３１２は、色情報自体の誤差（計測誤差）を
考慮した推定式に基づいて色情報に関するパラメータ修
正量を推定する。パラメータ修正量推定部３１１、３１
２夫々から形状情報に関するパラメータ修正量及び色情
報に関するパラメータ修正量夫々が入力される重み付け
計算部３２１は、形状情報及び色情報夫々に対応する計
測誤差の分散の逆数を夫々の重み付け係数として形状情
報に関するパラメータ修正量及び色情報修正量夫々の重
み付け計算を行い、情報集合全体のパラメータ修正量、
すなわち、変換修正量を算出する。重み付け計算部３２
１からパラメータ修正量を入力されるパラメータ修正部
４０１は、入力されたパラメータ修正量に応じて、情報
変換部１０１により利用される変換式のパラメータを修
正する。パラメータ修正部４０１により修正されたパラ
メータは、情報変換部１０１の変換式にフィードバック
され、上記の一連のパラメータ修正処理が反復される。
重み付け計算部３２１により計算されたパラメータ修正
量が入力される処理フロー制御部５０１は、入力された
パラメータ修正量が十分小さな値に設定された所定の値
を下回る場合、一連のパラメータ修正処理を停止させ、
入力されたパラメータ修正量がこの所定の値を下回らな
い場合、一連のパラメータ修正処理を継続させる。処理
フロー制御部５０１からの一連のパラメータ修正処理の
停止信号が入力される合成情報生成部６０１は、情報集
合記憶部７０１からの基準情報集合と、情報変換部１０
１からの変換情報集合との和を求めて合成情報集合を作
成する。情報は既に変換されているので、上記の２つの
情報集合の重ね合わせ、すなわち、和集合演算だけによ
り、情報集合の接続がなされ得る。

【００１４】図４は本発明の一実施例による情報接続装
置の動作を説明するためのフローチャートである。ステ
ップ１１０）情報変換部１０１により利用される情報変
換式の変換パラメータの初期値（ｕ₀ ，ｖ₀ ，θ₀ ）が
設定される。

【００１５】ステップ１２０）情報集合記憶部７０１、
７０２に計測装置若しくは計測位置が異なる状態で同一
の物体を計測した結果の計測情報集合Ｄ₁ 及びＤ₂ 夫々
が取り込まれる。以下では、計測位置を変えて計測した
結果が得られるものとして説明する。計測された情報集
合の各要素は、物体表面上の一つの計測点における形状
情報と色情報とを含む。この計測点の３次元座標をＤ₁
及びＤ₂ に関して夫々、（ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ）及び（ｘ
₂ ，ｙ₂ ，ｚ₂ ）と表わす。例えば、形状情報（奥行き
情報）がｚ座標値に一致するように座標系を定めること
ができ、この場合、形状情報は情報集合Ｄ₁ 及びＤ₂ に
関して夫々、ｚ＝ｚ₁ （ｘ₁ ，ｙ₁ ）及びｚ＝ｚ₂ （ｘ
₂ ，ｙ₂ ）と表わし得る。色情報は、例えば、各計測点
における輝度値であるとすると、Ｄ₁ 及びＤ₂ に関して
夫々、ｃ＝ｃ₁ （ｘ₁ ，ｙ₁ ）及びｃ＝ｃ₂ （ｘ₂ ，ｙ
₂ ）と表わし得る。他の色情報の例として、例えば、Ｒ
ＧＢの３つの値の組を利用することができ、この場合、
色情報は３次元ベクトル量になる。上記の如く、本発明
の一実施例によれば、情報集合の各要素の情報は、Ｄ₁
及びＤ₂ に関して夫々、ｐ₁ （ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ，
ｃ₁ ）及びｐ₂ （ｘ₂ ，ｙ₂ ，ｚ₂ ，ｃ₂ ）と表わされ
る。かかる４つの値の組から成る要素の集合は情報集合
記憶部７０１、７０２夫々にテーブル形式で保持され、
情報集合Ｄ₁ 及びＤ₂ と夫々表わされる。

【００１６】ステップ１３０）情報変換部１０１は、情
報集合Ｄ₁ を基準として、情報集合Ｄ₂ を変換する。本
発明の一実施例によれば、計測位置を変えて計測された
情報集合の接続になるので、情報の変換は３次元の座標
変換になる。座標変換のための変換式は、計測位置の変
化に応じて種々の形式が考えられ得るが、本発明の一実
施例においては、例えば、（ｘ，ｙ）平面上の移動及び
回転により表される座標変換を想定する。この場合、座
標変換式は以下のようになる。

【００１７】

【数１】

【００１８】これにより、情報集合記憶部７０２に格納
されている情報集合Ｄ₂ の一つの要素ｐ₂ （ｘ₂ ，
ｙ₂ ，ｚ₂ ，ｃ₂ ）は、ｐ₂ ’（ｘ₂ ’，ｙ₂ ’，
ｚ₂ ’，ｃ₂ ’）に変換される。ここで、変換式のパラ
メータは（ｕ，ｖ，θ）の３つである。ｕ及びｖは平行
移動を表わし、θは回転移動を表わすパラメータであ
る。更に、ある時点ｔにおけるパラメータの値を
（ｕ_t ，ｖ_t ，θ_t ）と表わす。情報変換部１０１は、
上記の変換式にしたがって、情報集合Ｄ₂ を情報集合Ｄ
₂ ’に変換する。

【００１９】ステップ１４０）情報誤差計算部２１１
は、情報集合記憶部７０１に格納される情報集合Ｄ
₁ と、情報変換部１０１により変換された情報集合
Ｄ₂ ’とを入力されて、情報集合接続時の形状情報に関
する情報集合間誤差を計算する。情報集合間誤差は、情
報集合の各要素に対して計算される。情報集合Ｄ₁ の要
素ｐ₁ （ｘ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ，ｃ₁ ）に対して情報集合Ｄ
₂ ’の要素ｐ₂ ’（ｘ₂ ’，ｙ₂’，ｚ₂ ’，ｃ₂ ’）
が対応している場合、

【００２０】

【数２】

【００２１】及び、

【００２２】

【数３】

【００２３】が成立する。したがって、情報誤差計算部
２１１において、誤差：

【００２４】

【数４】

【００２５】が計算される。この誤差は、情報集合Ｄ₁
及びＤ₂ ’の対応する要素に対して計算される。

【００２６】ステップ１５０）情報誤差計算部２１２
は、情報集合記憶部７０１に格納される情報集合Ｄ
₁ と、情報変換部１０１により変換された情報集合
Ｄ₂ ’とを入力されて、情報集合接続時の色情報に関す
る情報集合間誤差を計算する。情報集合間誤差は、情報
集合の各要素に対して計算される。情報集合Ｄ₁ の要素
ｐ₁ （ｘ ₁ ，ｙ₁ ，ｚ₁ ，ｃ₁ ）に対して情報集合
Ｄ₂ ’の要素ｐ₂ ’（ｘ₂ ’，ｙ₂ ’，ｚ₂ ’，
ｃ₂ ’）が対応している場合、情報誤差計算部２１１に
おいて、

【００２７】

【数５】

【００２８】が計算される。この誤差は、情報集合Ｄ₁
及びＤ₂ ’の対応する要素に対して計算される。尚、ス
テップ１４０とステップ１５０の実行順序は、いずれが
先でも良く、或いは、同時に並行して実行されても良
い。

【００２９】ステップ１６０）パラメータ修正量推定部
３１１は、情報誤差計算部２１１で得られた形状情報の
情報集合間誤差に基づき、更に、形状情報の計測誤差も
考慮して、情報の変換式の形状情報に関するパラメータ
の修正量を推定する。パラメータの推定は最小２乗法に
基づいて行われる。情報誤差計算部２１１によって計算
された形状情報の誤差より、全ての要素に関して誤差の
２乗和を求めると、

【００３０】

【数６】

【００３１】となる。ここで、更に、形状情報自体の計
測誤差を考慮して、

【００３２】

【数７】

【００３３】を最小にするようなパラメータを推定す
る。ここでσ_z ² は形状情報の計測誤差の分散である。
本発明の一実施例では、形状情報が１変数（ｚ）である
ため分散を用いているが、２変数以上の場合、計測誤差
の共分散行列の逆行列を利用することが可能であり、そ
の場合、上式は行列式で表わされる。

【００３４】パラメータ修正量推定部３１１は、このＥ
_z を最小にするためにこの時のパラメータ修正量をＧａ
ｕｓｓ−Ｎｅｗｔｏｎ法により推定する。パラメータの
修正量は情報誤差計算部２１１から入力された各要素に
関する形状情報の誤差と、情報集合記憶部７０１、７０
２から入力された各要素の形状情報を用いて推定され
る。形状情報のパラメータ修正量Ｅｒｒ_z は、

【００３５】

【数８】

【００３６】により求められる。ここでｎ_z は形状情報
の誤差ｅ_z （ｐ₁ ，ｐ₂ ）を要素とするベクトル：

【００３７】

【数９】

【００３８】であり、例えば要素の個数をｍ個とすると
ｍ×１ベクトルになる。Ａは形状情報の誤差の偏微分係
数：

【００３９】

【数１０】

【００４０】を要素とするｍ×３行列：

【００４１】

【数１１】

【００４２】である。ここで、

【００４３】

【数１２】

【００４４】である。尚、

【００４５】

【数１３】

【００４６】及び

【００４７】

【数１４】

【００４８】である。パラメータ修正量推定部３１１
は、以上の式にしたがって、パラメータ修正量Ｅｒｒ_z
を推定する。Ｅｒｒ_z は３×１ベクトルであり、ベクト
ルの各成分は、夫々変換式のパラメータ（ｕ，ｖ，θ）
の修正量の推定値になる。

【００４９】ステップ１７０）パラメータ修正量推定部
３１２は、情報誤差計算部２１２で得られた色情報の情
報集合間誤差に基づき、更に、色情報の計測誤差も考慮
して、情報の変換式の色情報に関するパラメータの修正
量の推定を行う。色情報のパラメータ修正量も形状情報
の修正量と同様にして求めることができ、パラメータ修
正量推定部３１２は、パラメータ修正量Ｅｒｒ_c を：

【００５０】

【数１５】

【００５１】により求める。ここでｎ_c は色情報の誤差
ｅ_c （ｐ₁ ，ｐ₂ ）を要素とするベクトル：

【００５２】

【数１６】

【００５３】であり、Ｂは色情報の誤差の偏微分係数：

【００５４】

【数１７】

【００５５】を要素とする行列：

【００５６】

【数１８】

【００５７】であり、ここで、

【００５８】

【数１９】

【００５９】である。尚、

【００６０】

【数２０】

【００６１】及び

【００６２】

【数２１】

【００６３】である。パラメータ修正量推定部３１２
は、以上の式にしたがって、パラメータ修正量Ｅｒｒ_c
を推定する。Ｅｒｒ_c は３×１ベクトルであり、ベクト
ルの各成分は、夫々変換式のパラメータ（ｕ，ｖ，θ）
の修正量の推定値になる。

【００６４】ステップ１８０）重み付け計算部３２１
は、パラメータ修正量推定部３１１、３１２により推定
されたパラメータ修正量の重み付け計算を行い、結果と
して一つのパラメータ修正量Ｅｒｒを算出する。Ｅｒｒ
は、

【００６５】

【数２２】

【００６６】により算出される。ここで重み付け係数ｗ
_z 及びｗ_c は、

【００６７】

【数２３】

【００６８】として、夫々、

【００６９】

【数２４】

【００７０】で求められる。重み付け係数ｗ_z 及びｗ_c
は３×３行列である。この重み付け係数により、各情報
種類別の計測誤差を考慮したパラメータ修正量の推定が
可能になる。

【００７１】ステップ１９０）処理フロー制御部５０１
は、重み付け計算部３２１により得られたパラメータ修
正量Ｅｒｒを監視して、Ｅｒｒを所定の閾値Ｔｈと比較
して、Ｅｒｒ＜Ｔｈとなる時点で、一連のパラメータ修
正量の推定処理の反復を停止させる。

【００７２】ステップ２００）パラメータ修正部４０１
は、重み付け計算部３２１により得られたパラメータ修
正量Ｅｒｒを用いて、変換式のパラメータを修正する。

【００７３】

【数２５】

【００７４】とし、現在のパラメータを：

【００７５】

【数２６】

【００７６】とすると、修正された新しいパラメータ
は：

【００７７】

【数２７】

【００７８】により求められる。かくして得られた変換
式の新しいパラメータは、情報変換部１０１にフィード
バックされて変換式が更新され、一連のパラメータ修正
量の推定処理が継続して反復させられる。

【００７９】ステップ２１０）処理フロー制御部より一
連のパラメータ修正量の推定処理の停止信号を入力され
た合成情報生成部６０１は、情報集合記憶部７０１に格
納された情報集合Ｄ₁ と、情報変換部１０１により変換
された情報集合Ｄ₂ ’を入力させられて、合成情報集合
を生成する。情報集合の座標変換は、情報変換部１０１
により既に行われているので、ここでは、情報集合Ｄ₁
と情報集合Ｄ₂ ’の重ね合わせ（すなわち、和集合演
算）だけが行われる。得られる合成情報集合Ｄは、

【００８０】

【数２８】

【００８１】になる。合成情報集合Ｄが得られた時点
で、一連の情報接続処理が終了する。

【００８２】図６は、本発明の一実施例による情報接続
の例を示す図である。同図の（ａ）は、形状情報と色情
報とを含む人形の顔の部分の計測情報と、同様に形状情
報と色情報とを含む人形の首の部分の計測情報との情報
接続を例として、分割して入力された物体各部の情報を
接続して、物体の一つの情報を合成する情報接続を示
す。この例では、顔の部分の計測情報を情報集合Ｄ₁ と
し、首の部分の計測情報を情報集合Ｄ₂ とする。この情
報集合Ｄ₂ に対して、パラメータ変換式のパラメータの
修正と、情報変換、すなわち、座標変換を反復して施す
と、例えば、図の上方向をｙ軸方向として、情報集合Ｄ
₂ が−ｙ方向にＬだけ平行移動された時、パラメータ修
正量が所定の閾値Ｔｈを下回って反復的なパラメータ修
正量の推定処理が停止する。このとき得られる情報集合
Ｄ₂ の変換パラメータ（ｕ，ｖ，θ）は、（０，−Ｌ，
０）になる。同図の＋記号は集合の和を求める演算を示
し、得られた結果が＝記号の右側に示される。同図の
（ｂ）は、同一の物体を計測位置を変えて計測した場合
の情報接続の例を示す。この例の場合、パラメータ修正
量の推定処理は、一方の情報集合を略９０度だけ回転移
動させた時、停止させられ、合成情報集合が生成され
る。

【００８３】尚、上記の本発明の一実施例によれば、重
み付け計算部３１１で利用される重み付け係数は、夫々
の情報種類の計測誤差の分散の逆数、すなわち、固定値
を採用しているが、例えば、情報集合記憶部７０１、７
０２に記憶される情報集合に基づいて重み付け係数を接
続処理毎に定めたり、或いは、パラメータ修正部４０１
により得られたパラメータの値に基づいて重み付け係数
を反復毎に変化させることも可能である。更に、上記の
本発明の一実施例によれば、処理フロー制御部５０１に
おける反復処理継続の判定処理は、パラメータ修正量と
所定の閾値との比較により行われているが、この例に限
定されることはなく、例えば、情報集合間の誤差の分散
が小さくなる時点でパラメータ修正の反復処理を停止さ
れることも可能である。

【００８４】更に、上記の本発明の一実施例では、３次
元物体を計測して得られる形状情報（奥行き情報）と色
情報とを用いて情報を接続する場合を例として説明して
いるが、本発明の情報接続方法は、かかる３次元物体の
形状情報及び色情報の利用に限定されることはなく、任
意の情報を利用し得る。更に、本発明の一実施例によれ
ば、パラメータの修正量の推定方法は、Ｇａｕｓｓ−Ｎ
ｅｗｔｏｎ法に基づいているがかかる例に限定されない
ことはない。同様に、パラメータ修正量の導出計算は、
重み付け計算の例に限定されることはなく、各々の情報
種類のパラメータ修正量に基づいて全体のパラメータ修
正量が定められる計算方法であれば良い。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数種類の情報を有する情報集合が情報の誤差の存在を
考慮して高速かつ高精度に接続され得る。これにより、
例えば、形状情報と色情報とを有する物体の情報をいず
れの情報にも違和感がないように接続することが可能に
なる。更に、同一物体を複数回計測して接続すること
で、物体の計測精度を改善させることも可能である。更
に、本発明によれば、特願平３第１３７８７４号に記載
の「物体表面計測装置」における照合手段の具体的手法
の一例を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の情報接続装置の構成を説明するための
図である。

【図３】本発明の一実施例による情報接続装置の構成図
である。

【図４】本発明の一実施例による情報接続装置の動作を
説明するフローチャートである。

【図５】従来技術の説明図である。

【図６】本発明の物体の情報接続の例を示す図である。

【符号の説明】

１０，９００，９０１ 情報集合 ２０ 情報集合間誤差 ３０ 情報種類別誤差 ４０ 副変換修正量 ５０ 変換修正量 ６０ 合成情報集合 １００，１０１ 情報変換部 ２００，２１１，２１２ 情報誤差計算部 ２１０₁ ，２１０₂ ，．．．，２１０_m 副情報誤差計
算部 ３００ 修正量推定部 ３１０₁ ，３１０₂ ，．．．，３１０_n 副修正量推定
部 ３１１，３１２ パラメータ修正量推定部 ３２０，３２１ 重み付け計算部 ４００ 変換量修正部 ４０１ パラメータ修正部 ５００，５０１ 処理フロー制御部 ６００，６０１ 合成情報生成部 ７００ 情報記憶部 ７０１，７０２ 情報集合記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/60 9061−5Ｌ Ｇ０６Ｆ 15/70 ３５０ Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物に関する情報を要素とする複数の
   情報集合の間の情報集合間誤差に対応する変換修正量の
   算出と、該変換修正量に基づいて修正された該複数の情
   報集合に対する変換とを反復的に行い、該変換された複
   数の情報集合の和を求めて該対象物に関する該複数の情
   報集合を合成する情報接続方法であって、 該情報集合の要素は複数の情報種類を有し、 該複数の情報種類の各々に関して該情報集合間誤差を計
   算し、 該情報集合間誤差と該複数の情報種類の各々に対応する
   情報種類別誤差とに基づいて該複数の情報種類の各々に
   関する副変換修正量を推定し、 該副変換修正量に基づいて該複数の情報集合の間の該変
   換修正量を導出することを特徴とする情報接続方法。