JP2015176217A - 画像処理装置、システム、画像処理方法、および画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態の画像処理装置は、各種のアプリケーションへの適用が可能であるが、一例として、ワークを撮像して得られる情報から、当該ワークが存在する位置、線または領域を特定するとともに、特定した位置、線または領域を基準として任意に定められる位置、線または領域において、ロボットがワークに対して何らかの作用を与えるようなアプリケーションについて説明する。ワークが存在する「線分」または「領域」、および作用が与えられる「線分」または「領域」は、複数の位置の集合とみなすこともできる。以下では、説明の便宜上、主として「位置」(すなわち、1つの座標値)を特定または検出する処理について説明するが、これに限られることなく、複数の座標値の集合である「線分」または「領域」を特定または検出することも可能である。つまり、注目する1つまたは複数の位置は、点、線、または領域に含まれることになる。このような点、線、または領域を単位として探索処理が行なわれる。
本実施の形態の画像処理装置および画像処理方法について理解を深めるために、従来技術およびその課題について概略する。
本実施の形態の画像処理装置100は、モデルとして予め登録した検出対象物と、入力画像に被写体として含まれる検出対象物との間の対応関係を決定し、この対応関係を利用して、任意に設定される検出点に対応する検出点を補間により推定する。
このように、画像処理装置100は、コントール点間の対応関係、すなわち補間関数を計算し、この補間関数を用いて、モデル画像上の検出点32を写像することで、入力画像上の検出点42を推定する。
図6は、本実施の形態の画像処理装置100のハードウェア構成を示す模式図である。図6を参照して、画像処理装置100は、典型的には、汎用的なコンピュータアーキテクチャに従う構造を有しており、予めインストールされたプログラムをプロセッサが実行することで、後述するような各種の画像処理を実現する。
図7は、本実施の形態の画像処理装置100の機能構成を示す模式図である。図7に示す各モジュールは、典型的には、プロセッサ110が画像処理プログラム116(いずれも図6)を実行することで実現される。
図8は、本実施の形態の画像処理装置100で実行される処理手順を示すフローチャートである。図8に示す各ステップは、典型的には、プロセッサ110が画像処理プログラム116(いずれも図6)を実行することで実現される。
上述した検出点の推定処理について、以下のような変形例を実装することもできる。
上述したように、本実施の形態の画像処理装置100による検出点42の推定結果を用いて、例えば、ワークの把持やワークに対する各種の加工(切断、穴あけ、研磨、印刷、塗装など)を行なうことができる。把持の場合には、入力画像上の1つの検出点の座標値を出力すればよいが、各種の加工を行なう場合には、複数の検出点の座標値を順次算出し、これらの算出結果を用いてロボット300の軌跡を示す指令を出力する必要がある。
本実施の形態の画像処理装置100によれば、モデル情報として登録された検出対象物の形状とは異なる形状を有する検出対象物が入力画像に存在している場合であっても、当該検出対象物に相対して任意に設定される任意の検出点の対応する位置をより正確に推定できる。これによって、何らかの要因によって形状が変化する検出対象物に対しても、ロボット300などに対して適切な指令を与えることで、目的の位置において目的の作用を与えることができる。
Claims (11)
- 検出対象物の複数の特徴点を示す情報を含むモデル情報を保持する記憶手段と、
2次元画像または3次元画像である入力画像に含まれる複数の特徴点を抽出するとともに、抽出された複数の特徴点と前記モデル情報の複数の特徴点との間の対応関係を決定する対応関係決定手段と、
前記対応関係に基づいて、前記検出対象物に相対して設定された1または複数の第1の位置に対応する、前記入力画像での1または複数の第2の位置を推定する位置推定手段とを備え、前記1または複数の第1の位置は、点、線、または領域に含まれる、画像処理装置。 - 被写体として前記検出対象物を含むモデル画像から複数の特徴点を抽出する抽出手段をさらに備える、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記対応関係決定手段は、前記モデル情報の各特徴点と、前記入力画像から抽出された各特徴点とをそれぞれ一対一で対応付けるとともに、互いに対応付けられた、前記モデル情報の複数の特徴点からなる集合と、前記入力画像から抽出された複数の特徴点からなる集合との間で、前記対応関係を示す関数を決定する、請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記対応関係決定手段は、一対一で対応付けられた特徴点の集合の全部または一部を用いて前記対応関係を示す関数を決定する、請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記位置推定手段は、予め設定された第1の位置を示す座標値と前記対応関係を示す関数とから、前記第2の位置の座標値を算出する、請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記推定した1または複数の第2の位置を前記入力画像に重ねて表示する表示手段をさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記位置推定手段は、前記検出対象物に相対して設定された複数の前記第1の位置に対応する、複数の第2の位置をそれぞれ推定し、
前記画像処理装置は、前記複数の第2の位置から外部装置に対する指令を生成する指令生成手段をさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - システムであって、
画像処理装置と、
前記画像処理装置からの出力に従って動作するロボットとを備え、
前記画像処理装置は、
検出対象物の複数の特徴点を示す情報を含むモデル情報を保持する記憶手段と、
2次元画像または3次元画像である入力画像に含まれる複数の特徴点を抽出するとともに、抽出された複数の特徴点と前記モデル情報の複数の特徴点との間の対応関係を決定する対応関係決定手段と、
前記対応関係に基づいて、前記検出対象物に相対して設定された1または複数の第1の位置に対応する、前記入力画像での1または複数の第2の位置を推定する位置推定手段と、
前記推定した第2の位置に基づいて前記ロボットに対する指令を生成する指令生成手段とを備え、前記1または複数の第1の位置は、点、線、または領域に含まれる、システム。 - 前記位置推定手段は、前記検出対象物に相対して設定された複数の前記第1の位置に対応する、複数の第2の位置をそれぞれ推定し、
前記指令生成手段は、前記複数の第2の位置から前記指令を生成する、請求項8に記載のシステム。 - 検出対象物の複数の特徴点を示す情報を含むモデル情報を取得するステップと、
2次元画像または3次元画像である入力画像に含まれる複数の特徴点を抽出するとともに、抽出された複数の特徴点と前記モデル情報の複数の特徴点との間の対応関係を決定するステップと、
前記対応関係に基づいて、前記検出対象物に相対して設定された1または複数の第1の位置に対応する、前記入力画像での1または複数の第2の位置を推定するステップとを備え、前記1または複数の第1の位置は、点、線、または領域に含まれる、画像処理方法。 - コンピュータによって実行される画像処理プログラムであって、前記画像処理プログラムは前記コンピュータに
検出対象物の複数の特徴点を示す情報を含むモデル情報を取得するステップと、
2次元画像または3次元画像である入力画像に含まれる複数の特徴点を抽出するとともに、抽出された複数の特徴点と前記モデル情報の複数の特徴点との間の対応関係を決定するステップと、
前記対応関係に基づいて、前記検出対象物に相対して設定された1または複数の第1の位置に対応する、前記入力画像での1または複数の第2の位置を推定するステップとを実行させ、前記1または複数の第1の位置は、点、線、または領域に含まれる、画像処理プログラム。
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