JP6880618B2 - 画像処理プログラム、画像処理装置、及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
Sp=(x,y,z) (1)
xp’=(u’,v’) (2)
xp=(u,v) (3)
(1)コンピュータは、物体の形状情報に含まれる複数の候補線のうち、物体の画像を撮影した撮像装置の位置から観察される複数の候補線を抽出する。
(2)コンピュータは、観察される複数の候補線のうち所定数の候補線それぞれと、画像から検出した複数の特徴線のうち所定数の特徴線それぞれとを対応付けた、所定数の組み合わせを表す対応付け情報を複数個生成する。
(3)コンピュータは、複数個の対応付け情報それぞれの誤差に基づいて対応付け結果を決定する。
カメラの位置及び姿勢を求める際に、物体のCADデータを図1の3次元マップ201として使用する場合、CADデータと物体との間で、模様又は色合いといった“見た目”の特徴が異なる場合が多い。この“見た目”の特徴が一致することを前提とした場合、画像内の特徴点とCADデータが表すマップ点との対応付けを、画像処理によって自動的に行うことが難しい。このため、PCの画面上でのマウス操作によって、特徴点とマップ点との対応付けが手作業で行われることがある。この場合、以下のような問題が発生すると考えられる。
(A)画像中から特徴点を精度よく検出することが難しい。
(B)マップ点を画像上に投影した投影点及び特徴点をマウス等で選択する操作が難しい。
(C)投影点及び特徴点を選択する操作が難しいことと、手作業の手間のため、選択する投影点と特徴点との組み合わせ(対応ペア)の個数が限られる。
(D)対応ペアの個数が少ないため、カメラの位置及び姿勢の計算精度が低下する。
(E)手作業の手間のため、選択する輪郭線とエッジ線との組み合わせ(対応ペア)の個数が限られる。
(F)対応ペアの個数が少ないため、カメラの位置及び姿勢の計算精度が低下する。
(C1)特徴線の少なくとも一部分が画像821内の指定領域に含まれる。
(C2)特徴線が画像821内の基準位置から所定距離の範囲内に存在する。
Ei=Ai (12)
Ei=Li1+Li2 (13)
(C11)N本の投影線のうち、所定の割合の投影線が画像821内に含まれている。
(C12)N本の投影線のうち、所定の割合の投影線が画像821内の所定位置の近傍に存在する。
(C13)画像821の面積に対するN本の投影線の分布範囲の割合が所定値以上である。
(C21)N本の候補線のうち少なくとも2本の候補線は平行ではない。
(C22)N本の候補線のうちいずれの2本の候補線も同一直線上に存在しない。
(C31)N本の特徴線のうち少なくとも2本の特徴線は平行ではない。
(C32)N本の特徴線のうちいずれの2本の特徴線も同一直線上に存在しない。
(付記1)
物体の形状情報に含まれる複数の候補線のうち、前記物体の画像を撮影した撮像装置の位置から観察される複数の候補線を抽出し、
前記観察される複数の候補線のうち所定数の候補線それぞれと、前記画像から検出した複数の特徴線のうち所定数の特徴線それぞれとを対応付けた、前記所定数の組み合わせを表す対応付け情報を複数個生成し、
前記複数個の対応付け情報それぞれの誤差に基づいて対応付け結果を決定する、
処理をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
(付記2)
前記コンピュータは、空間内の所定位置を前記撮像装置の位置として用いて、前記形状情報に含まれる複数の候補線のうち隠れ線を除去し、残りの候補線を前記観察される複数の候補線として抽出することを特徴とする付記1記載の画像処理プログラム。
(付記3)
前記コンピュータは、前記残りの候補線のうち前記物体の外形エッジを表す候補線を、前記観察される複数の候補線として抽出することを特徴とする付記2記載の画像処理プログラム。
(付記4)
前記コンピュータは、前記外形エッジを表す候補線のうち前記物体の外周を表す候補線を、前記観察される複数の候補線として抽出することを特徴とする付記3記載の画像処理プログラム。
(付記5)
前記所定数の候補線のうち2本の候補線は平行ではないことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
(付記6)
前記所定数の候補線のうちいずれの2本の候補線も同一直線上に存在しないことを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
(付記7)
前記コンピュータは、前記複数の特徴線のうち、前記画像内の指定領域に含まれる部分を有する複数の特徴線を抽出し、抽出した前記複数の特徴線から前記所定数の特徴線を選択することを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
(付記8)
前記コンピュータは、前記複数の特徴線のうち、前記画像内の基準位置から所定距離の範囲内に存在する複数の特徴線を抽出し、抽出した前記複数の特徴線から前記所定数の特徴線を選択することを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
(付記9)
前記所定数の特徴線のうち2本の特徴線は平行ではないことを特徴とする付記1乃至8のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
(付記10)
前記所定数の特徴線のうちいずれの2本の特徴線も同一直線上に存在しないことを特徴とする付記1乃至9のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
(付記11)
物体の形状情報を記憶する記憶部と、
前記形状情報に含まれる複数の候補線のうち、前記物体の画像を撮影した撮像装置の位置から観察される複数の候補線を抽出し、前記観察される複数の候補線のうち所定数の候補線それぞれと、前記画像から検出した複数の特徴線のうち所定数の特徴線それぞれとを対応付けた、前記所定数の組み合わせを表す対応付け情報を複数個生成する生成部と、
前記複数個の対応付け情報それぞれの誤差に基づいて対応付け結果を決定する決定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
(付記12)
前記生成部は、空間内の所定位置を前記撮像装置の位置として用いて、前記形状情報に含まれる複数の候補線のうち隠れ線を除去し、残りの候補線を前記観察される複数の候補線として抽出することを特徴とする付記11記載の画像処理装置。
(付記13)
コンピュータが、
物体の形状情報に含まれる複数の候補線のうち、前記物体の画像を撮影した撮像装置の位置から観察される複数の候補線を抽出し、
前記観察される複数の候補線のうち所定数の候補線それぞれと、前記画像から検出した複数の特徴線のうち所定数の特徴線それぞれとを対応付けた、前記所定数の組み合わせを表す対応付け情報を複数個生成し、
前記複数個の対応付け情報それぞれの誤差に基づいて対応付け結果を決定する、
ことを特徴とする画像処理方法。
(付記14)
前記コンピュータは、空間内の所定位置を前記撮像装置の位置として用いて、前記形状情報に含まれる複数の候補線のうち隠れ線を除去し、残りの候補線を前記観察される複数の候補線として抽出することを特徴とする付記13記載の画像処理方法。
202、301、302、821 画像
203 3次元座標系
204 カメラ座標系
211 マップ点
212 投影点
213、313、314 特徴点
311、312 撮影位置
601 画像処理装置
611 記憶部
612 生成部
613 決定部
621 形状情報
801 撮像装置
811 画像取得部
812 特徴検出部
813 候補検出部
814 位置計算部
815 誤差計算部
816 出力部
822 CADデータ
823、827、829 パラメータ
824、1701〜1704、2001〜2004 特徴線
825、1711〜1714 候補線
826 対応ペア
828 指標
1001 矩形領域
1101 円形領域
1201 直線
1801〜1804 線分
1901、1902 垂線
2011〜2014 投影線
2201 CPU
2202 メモリ
2203 入力装置
2204 出力装置
2205 補助記憶装置
2206 媒体駆動装置
2207 ネットワーク接続装置
2208 バス
2209 可搬型記録媒体
Claims (10)
- コンピュータのための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、
物体の形状情報に含まれる、前記物体の3次元形状を表す複数の候補線のうち、前記物体の画像を撮影した撮像装置の位置から観察される複数の候補線を抽出し、
前記観察される複数の候補線のうち所定数の候補線それぞれと、前記画像から検出した複数の特徴線のうち所定数の特徴線それぞれとを対応付けた、前記所定数の組み合わせを表す対応付け情報を複数個生成し、
前記複数個の対応付け情報それぞれに含まれる前記所定数の候補線それぞれを前記画像上に投影することで、前記所定数の候補線それぞれの投影線を生成し、
前記所定数の候補線それぞれの投影線の位置と、前記複数個の対応付け情報それぞれに含まれる前記所定数の特徴線それぞれの位置との間のずれに基づいて、前記複数個の対応付け情報それぞれの誤差を計算し、
前記複数個の対応付け情報それぞれの誤差に基づいて対応付け結果を決定する、
処理を前記コンピュータに実行させ、
前記所定数の候補線のうち少なくとも2本の候補線は平行ではなく、前記所定数の候補線のうちいずれの2本の候補線も同一直線上に存在しないことを特徴とする画像処理プログラム。 - 前記コンピュータは、空間内の所定位置を前記撮像装置の位置として用いて、前記形状情報に含まれる複数の候補線のうち隠れ線を除去し、残りの候補線を前記観察される複数の候補線として抽出することを特徴とする請求項1記載の画像処理プログラム。
- 前記コンピュータは、前記残りの候補線のうち前記物体の外形エッジを表す候補線を、前記観察される複数の候補線として抽出することを特徴とする請求項2記載の画像処理プログラム。
- 前記コンピュータは、前記外形エッジを表す候補線のうち前記物体の外周を表す候補線を、前記観察される複数の候補線として抽出することを特徴とする請求項3記載の画像処理プログラム。
- 前記コンピュータは、前記複数の特徴線のうち、前記画像内の指定領域に含まれる部分を有する複数の特徴線を抽出し、抽出した前記複数の特徴線から前記所定数の特徴線を選択することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
- 前記コンピュータは、前記複数の特徴線のうち、前記画像内の基準位置から所定距離の範囲内に存在する複数の特徴線を抽出し、抽出した前記複数の特徴線から前記所定数の特徴線を選択することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
- 前記所定数の特徴線のうち2本の特徴線は平行ではないことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
- 前記所定数の特徴線のうちいずれの2本の特徴線も同一直線上に存在しないことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像処理プログラム。
- 物体の形状情報を記憶する記憶部と、
前記形状情報に含まれる、前記物体の3次元形状を表す複数の候補線のうち、前記物体の画像を撮影した撮像装置の位置から観察される複数の候補線を抽出し、前記観察される複数の候補線のうち所定数の候補線それぞれと、前記画像から検出した複数の特徴線のうち所定数の特徴線それぞれとを対応付けた、前記所定数の組み合わせを表す対応付け情報を複数個生成する生成部と、
前記複数個の対応付け情報それぞれに含まれる前記所定数の候補線それぞれを前記画像上に投影することで、前記所定数の候補線それぞれの投影線を生成し、前記所定数の候補線それぞれの投影線の位置と、前記複数個の対応付け情報それぞれに含まれる前記所定数の特徴線それぞれの位置との間のずれに基づいて、前記複数個の対応付け情報それぞれの誤差を計算し、前記複数個の対応付け情報それぞれの誤差に基づいて対応付け結果を決定する決定部とを備え、
前記所定数の候補線のうち少なくとも2本の候補線は平行ではなく、前記所定数の候補線のうちいずれの2本の候補線も同一直線上に存在しないことを特徴とする画像処理装置。 - コンピュータが、
物体の形状情報に含まれる、前記物体の3次元形状を表す複数の候補線のうち、前記物体の画像を撮影した撮像装置の位置から観察される複数の候補線を抽出し、
前記観察される複数の候補線のうち所定数の候補線それぞれと、前記画像から検出した複数の特徴線のうち所定数の特徴線それぞれとを対応付けた、前記所定数の組み合わせを表す対応付け情報を複数個生成し、
前記複数個の対応付け情報それぞれに含まれる前記所定数の候補線それぞれを前記画像上に投影することで、前記所定数の候補線それぞれの投影線を生成し、
前記所定数の候補線それぞれの投影線の位置と、前記複数個の対応付け情報それぞれに含まれる前記所定数の特徴線それぞれの位置との間のずれに基づいて、前記複数個の対応付け情報それぞれの誤差を計算し、
前記複数個の対応付け情報それぞれの誤差に基づいて対応付け結果を決定し、
前記所定数の候補線のうち少なくとも2本の候補線は平行ではなく、前記所定数の候補線のうちいずれの2本の候補線も同一直線上に存在しないことを特徴とする画像処理方法。
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