JP2011175477A5 - ３次元計測装置、処理方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

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上記課題を解決するため、本発明の一態様による３次元計測装置は、
各画素が対象物体との間の距離を示す距離画像を取得する画像取得手段と、
前記対象物体の概略位置姿勢を取得する取得手段と、
前記対象物体の概略位置姿勢と前記距離画像の撮影時の撮影パラメータとに基づいて前記対象物体の３次元形状モデルの幾何特徴上の点を前記距離画像上に投影し、該投影された点から所定範囲内の領域で前記３次元形状モデルの幾何特徴に対応する前記距離画像上の幾何特徴を探索して対応付ける対応探索手段と、
前記対応探索手段により対応付けられた前記３次元形状モデルの幾何特徴と前記距離画像上の幾何特徴とに基づいて、前記対象物体の位置及び姿勢を導出する導出手段と
を具備する。

Claims (9)

  1. 各画素が対象物体との間の距離を示す距離画像を取得する画像取得手段と、
    前記対象物体の概略位置姿勢を取得する取得手段と、
    前記対象物体の概略位置姿勢と前記距離画像の撮影時の撮影パラメータとに基づいて前記対象物体の３次元形状モデルの幾何特徴上の点を前記距離画像上に投影し、該投影された点から所定範囲内の領域で前記３次元形状モデルの幾何特徴に対応する前記距離画像上の幾何特徴を探索して対応付ける対応探索手段と、
    前記対応探索手段により対応付けられた前記３次元形状モデルの幾何特徴と前記距離画像上の幾何特徴とに基づいて、前記対象物体の位置及び姿勢を導出する導出手段と
    を具備することを特徴とする３次元計測装置。
  2. 前記画像取得手段は、
    前記対象物体が撮影された２次元画像を更に取得し、
    前記対応探索手段は、
    前記対象物体の概略位置姿勢と前記距離画像及び前記２次元画像それぞれの撮影時の撮影パラメータとに基づいて前記対象物体の３次元形状モデルの幾何特徴上の点を前記距離画像上及び前記２次元画像上に投影し、該投影された点から所定範囲内の領域で前記対象物体の３次元形状モデルの幾何特徴に対応する前記距離画像上及び前記２次元画像上の幾何特徴を探索して対応付け、
    前記導出手段は、
    前記対応探索手段により対応付けられた前記３次元形状モデルの幾何特徴と前記距離画像上及び２次元画像上の幾何特徴とに基づいて前記対象物体の位置及び姿勢を導出する
    ことを特徴とする請求項１記載の３次元計測装置。
  3. 前記対応探索手段は、
    前記３次元形状モデルの幾何特徴上の法線の方向と、前記距離画像上における前記投影された点の所定範囲内から探索された前記幾何特徴の法線の方向とを比較し、互いの法線方向が所定値を越えて異なっていれば、当該幾何特徴については前記対応付けを行なわない
    ことを特徴とする請求項１又は２記載の３次元計測装置。
  4. 前記２次元画像は、前記距離画像と同一視点から撮影されており、
    前記対応探索手段は、
    前記２次元画像の幾何特徴として前記２次元画像から前記対象物体のエッジを検出し、該検出したエッジと前記３次元形状モデルの幾何特徴との対応付けに際して、前記距離画像上の幾何特徴にないエッジと前記３次元形状モデルの幾何特徴との対応付けを行なわない
    ことを特徴とする請求項２記載の３次元計測装置。
  5. 前記３次元形状モデルの幾何特徴は、点又は線分により表現される
    ことを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の３次元計測装置。
  6. 前記導出手段は、前記対応探索手段により対応付けられた前記３次元形状モデルの幾何特徴と前記距離画像上の幾何特徴との３次元空間における距離の差に基づいて、前記対象物体の位置及び姿勢を導出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の３次元計測装置。
  7. 対象物体の位置及び姿勢を算出する３次元計測装置の処理方法であって、
    画像取得手段が、各画素が対象物体との間の距離を示す距離画像を取得する工程と、
    取得手段が、前記対象物体の概略位置姿勢を取得する工程と、
    対応探索手段が、前記対象物体の概略位置姿勢と前記距離画像の撮影時の撮影パラメータとに基づいて前記対象物体の３次元形状モデルの幾何特徴上の点を前記距離画像上に投影し、該投影された点から所定範囲内の領域で前記３次元形状モデルの幾何特徴に対応する前記距離画像上の幾何特徴を探索して対応付ける工程と、
    位置姿勢算出手段が、前記対応探索手段により対応付けられた前記３次元形状モデルの幾何特徴と前記距離画像上の幾何特徴とに基づいて、前記対象物体の位置及び姿勢を導出する工程と
    を含むことを特徴とする処理方法。
  8. 対象物体の位置及び姿勢を算出する３次元計測装置に内蔵されたコンピュータを、
    各画素が対象物体との間の距離を示す距離画像を取得する画像取得手段、
    前記対象物体の概略位置姿勢を取得する概略値取得手段、
    前記対象物体の概略位置姿勢と前記距離画像の撮影時の撮影パラメータとに基づいて前記対象物体の３次元形状モデルの幾何特徴上の点を前記距離画像上に投影し、該投影された点から所定範囲内の領域で前記３次元形状モデルの幾何特徴に対応する前記距離画像上の幾何特徴を探索して対応付ける対応探索手段、
    前記対応探索手段により対応付けられた前記３次元形状モデルの幾何特徴と前記距離画像上の幾何特徴とに基づいて、前記対象物体の位置及び姿勢を導出する導出手段
    として機能させるためのプログラム。
  9. 請求項８に記載のプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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