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J-GLOBAL ID：200903042325320281

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)：1993242496
Publication number (International publication number)：1995098214
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には正方形部7,8が一つの頂点で接するようにして横方向に並べて表示されている。CCDカメラ5によりこれを撮影して三次元位置認識装置9により位置姿勢を認識する。画像データに基づいて、画像処理を行って二値化されたデジタル画像データとし、マーカ6の線分を6本の直線として検出する。複比不変の法則に基づいて消失点の座標を求めると共に、二次形式最小化問題として消失点の座標を求めて単位方向ベクトルの最適ベクトルを求める。これにより、位置姿勢を求めて座標変換行列を計算する。直線を精度良く検出でき、簡単な画像処理計算で精度良く検出できる。

Claim (excerpt)：

所定寸法を有し互いに直交する2本の線分とそれら2本の線分にそれぞれ平行な線分とを含んで囲まれた図形を背景部分に対して濃淡情報あるいは色情報の変化により平面上に表示されたマーカを備え、このマーカを斜方向から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)〜(e)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に基づいて前記マーカの画像領域を選択すると共に、その選択された画像領域内の画像データの値の変化点を検出して輪郭点位置を抽出する画像処理ステップ、(b)この画像処理ステップにて抽出された前記輪郭点位置のデータに基づいて、撮影画面上における前記マーカの直交する線分およびそれらに平行な線分をそれぞれ含む直線のパラメータを最小二乗推定法により計算する直線あてはめ処理ステップ、(c)前記マーカに表示された平行な線分に対応して前記直線あてはめ処理ステップにて計算された直線の交点である消失点のデータに基づいて前記マーカの単位方向ベクトルを計算する単位方向ベクトル計算処理ステップ、(d)前記マーカの直交する線分の交点を原点としてそれら各線分の方向およびマーカ面に垂直でその原点を通る法線方向を基準方向としたマーカ座標系を設定し、前記単位方向ベクトルに基づいて前記マーカの位置姿勢を示すパラメータを計算する位置姿勢計算処理ステップ、(e)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 11/24 ,  B25J 19/04 ,  G05B 19/19 ,  G05D 3/12