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J-GLOBAL ID：200903011210779245

視覚に基く三次元位置および姿勢の認識方法ならびに視覚に基く三次元位置および姿勢の認識装置

Inventor： 斉藤 英樹 ,  笹木 美樹男 ,  金山 幸礼
Applicant, Patent owner： 日本電装株式会社
Agent (1)： 佐藤 強
Gazette classification：公開公報
Application number (International application number)：1993242495
Publication number (International publication number)：1995098208
Application date： Sep. 29, 1993
Publication date： Apr. 11, 1995
Summary：

【要約】【目的】 平面マーカを撮像手段により斜方向から撮影し、簡単な画像処理を実施するだけで、高速,高精度且つロバストに位置姿勢認識を行う。【構成】 平面状のマーカ6には大円部7,小円部8が表示される。三次元位置認識装置9は、画像処理部10,位置姿勢計算部11などから構成される。CCDカメラ5で斜方向からマーカ6を撮影すると、その画像データに基づいて楕円形状の大円部7の重心位置を求め、撮影画面の中心位置からずれているときには中心位置補正計算部13によりカメラ5の回転角度を計算して回動させる。次に、楕円近似計算を最小二乗推定法により計算してそのパラメータを求めてカメラ5の位置姿勢を計算し、この結果に基づいて座標変換行列を計算する。マーカ6の画像処理が簡単になると共に、高速且つ高精度でロバストに位置姿勢を認識できる。

Claim (excerpt)：

所定の直径寸法を有する円形部およびこの円形部と特定の位置関係にある指標部からなりそれら円形部および指標部のそれぞれを背景部分と異なる濃淡情報あるいは色情報により平面上に表示されたマーカを備え、このマーカを撮像手段により撮影したときの画像データに基づいて以下(a)〜(f)の処理ステップを実行することを特徴とした視覚に基く三次元位置および姿勢の認識方法。(a)前記撮像手段からの画像データを二値化されたデジタル画像データに変換する前処理計算処理ステップ、(b)前記デジタル画像データに基づいて前記マーカの円形部の中心位置を計算する中心位置計算処理ステップ、(c)前記撮像手段の撮影視野中心位置と前記マーカの円形部の中心位置との間の中心間距離を計算してその値が設定誤差値以内であるか否かを判定する中心位置判定処理ステップ、(d)前記中心間距離が前記設定誤差値よりも大きいときに、その中心間距離の値が前記設定誤差値以内となるように前記撮像手段の撮像姿勢を変更するための回転パラメータを前記マーカの円形部の中心位置のデータに基づいて計算する中心位置補正処理ステップ、(e)前記中心間距離の値が前記設定誤差値以内であるときに、あらかじめ記憶された前記マーカの形状寸法を示すマーカデータと前記マーカのデジタル画像データとに基づいて、最小二乗推定法により前記円形部の輪郭抽出点の楕円近似計算を行うと共に前記指標部との傾き角度の計算を行い、前記マーカに対する前記撮像手段の位置姿勢を示す各種パラメータを計算する位置姿勢計算処理ステップ、(f)この位置姿勢計算処理ステップにおける前記撮像手段の位置姿勢を示すパラメータ計算結果に基づいて、前記撮像手段の基準座標系から見た前記マーカの位置姿勢を表す座標変換行列を計算する座標変換行列計算処理ステップ。

IPC (4)：

G01B 11/00 ,  B25J 19/04 ,  G01B 11/26 ,  G05B 19/19