JP7191352B2 - 物体検出を実施するための方法および計算システム - Google Patents
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Description
本出願は、2021年5月4日に出願された、「A ROBOTIC SYSTEM FOR PERFORMING ATTENTION-BASED OR EDGE-BASED TEMPLATE MATCHING」と題する米国仮出願第63/183,691号の利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (20)
- ロボット、およびカメラ視野を有するカメラと通信するように構成されている通信インターフェースと、
少なくとも1つの処理回路と、を備え、
前記少なくとも1つの処理回路は、
1つ以上の物体の第1の物体を表す画像情報を取得することであって、前記画像情報が、前記第1の物体が前記カメラ視野内にあるときに前記カメラによって生成され、前記第1の物体に関する物体の外観を少なくとも記述することと、
前記画像情報の第1のエリアとモデルテンプレートの視覚的記述情報の対応する第2のエリアとの間の一致の程度を示す第1のテンプレート一致スコアを決定することであって、前記視覚的記述情報が、物体の外観を記述することと、
前記第1の物体を表す前記画像情報に基づいて画像エッジ情報を決定することであって、前記画像エッジ情報が、前記画像情報から検出された1つ以上のエッジの第1のセットを識別するか、または前記画像情報からエッジが検出されていないことを示すことと、
テンプレートエッジ情報を決定することであって、前記テンプレートエッジ情報が、前記モデルテンプレートの前記視覚的記述情報から検出された1つ以上のエッジの第2のセットを識別するか、または前記視覚的記述情報からエッジが検出されていないことを示すことと、
前記画像エッジ情報と前記テンプレートエッジ情報との間の一致の程度を示す第2のテンプレート一致スコアを決定することと、
前記第1のテンプレート一致スコアおよび前記第2のテンプレート一致スコアに基づいて、組み合わせたテンプレート一致スコアを決定することと、
前記組み合わせたテンプレート一致スコアに基づいて、ロボット相互作用計画操作を実施することであって、前記ロボット相互作用計画操作が、前記ロボットと前記第1の物体との間のロボット相互作用を計画するためのものであることと、
を実行するように構成されている、計算システム。 - 前記少なくとも1つの処理回路は、前記1つ以上のエッジの第1のセットが前記画像情報から検出されるときに、前記1つ以上のエッジの第1のセットがどこに位置しているかを識別する第1のエッジビットマップとして前記画像エッジ情報を生成するように構成されており、
前記少なくとも1つの処理回路は、前記第1のエッジビットマップと第2のエッジビットマップとの間の比較に基づいて、前記第2のテンプレート一致スコアを生成するように構成されており、前記第2のエッジビットマップが、前記視覚的記述情報に基づいて、1つ以上のエッジの第2のセットが前記モデルテンプレート内のどこに位置しているかを識別する、請求項1に記載の計算システム。 - 前記少なくとも1つの処理回路は、前記画像情報から検出された前記1つ以上のエッジの第1のセットが前記モデルテンプレートの前記視覚的記述情報からの前記1つ以上のエッジの第2のセットとオーバーラップする最大量に基づいて、前記第2のテンプレート一致スコアを決定するように構成されている、請求項2に記載の計算システム。
- 前記少なくとも1つの処理回路は、前記第1のテンプレート一致スコアとは独立した様式で、前記第2のテンプレート一致スコアを決定するように構成されている、請求項3に記載の計算システム。
- 前記第1のエッジビットマップは、少なくとも第1のピクセル値を割り当てられたエリアピクセルを含む第1のバイナリビットマップであり、
前記1つ以上のエッジの第1のセットが前記画像情報から検出されるときに、前記第1のバイナリビットマップは、エッジピクセルをさらに含み、前記第1のバイナリビットマップの前記エッジピクセルは、前記1つ以上のエッジの第1のセットが検出された前記画像情報の位置に対応するそのピクセルであり、前記第1のバイナリビットマップの前記エッジピクセルは、第2のピクセル値を割り当てられており、
前記第2のエッジビットマップは、少なくとも前記第1のピクセル値に割り当てられたエリアピクセルを含む第2のバイナリビットマップであり、
前記1つ以上のエッジの第2のセットが前記モデルテンプレートの前記視覚的記述情報から検出されるときに、前記第2のバイナリビットマップは、エッジピクセルをさらに含み、前記第2のバイナリビットマップの前記エッジピクセルは、前記1つ以上のエッジの第2のセットが検出された前記視覚的記述情報の位置に対応するそのピクセルであり、前記第2のバイナリビットマップの前記エッジピクセルは、前記第2のピクセル値を割り当てられている、請求項2に記載の計算システム。 - 前記少なくとも1つの処理回路は、前記第1のバイナリビットマップの前記エッジピクセルが前記第2のバイナリビットマップの前記エッジピクセルとオーバーラップする最大量に基づいて、前記第2のテンプレート一致スコアを決定するように構成されている、請求項5に記載の計算システム。
- 前記少なくとも1つの処理回路は、前記1つ以上のエッジの第1のセットの各エッジについて、前記エッジが前記画像情報から検出される技術に基づいて、前記エッジに対するそれぞれの優先順位レベルを決定するように構成されており、
前記第2のテンプレート一致スコアは、前記1つ以上のエッジの第1のセットに関する1つ以上のそれぞれの優先順位レベルに基づいている、請求項5に記載の計算システム。 - 前記少なくとも1つの処理回路は、
(i)前記エッジで定義されたピクセル強度不連続条件または定義されたスパイクされたピクセル強度条件を満たすこと、
(ii)前記エッジで定義された奥行き不連続条件を満たすこと、または
(iii)前記エッジで定義された配向不連続条件を満たすこと
のうちのいずれか1つが前記エッジを検出するために使用されることに基づいて、
前記1つ以上のエッジの第1のセットの各エッジに対するそれぞれの優先順位レベルを決定するように構成されている、請求項7に記載の計算システム。 - 前記少なくとも1つの処理回路は、前記画像情報の領域と前記視覚的記述情報の対応する領域との間の一致の程度に基づいて、前記第1のテンプレート一致スコアを決定するように構成されている、請求項2に記載の計算システム。
- 前記モデルテンプレートの前記視覚的記述情報がテンプレート2D領域を形成するピクセルを含むときに、
前記少なくとも1つの処理回路は、前記テンプレート2D領域と、前記画像情報からのものであるか、または前記画像情報に基づいて生成される、対応する画像2D領域との間の一致の程度に基づいて、前記第1のテンプレート一致スコアを決定するように構成されている、請求項2に記載の計算システム。 - 前記少なくとも1つの処理回路は、前記画像情報に基づいて、前記モデルテンプレートの前記視覚的記述情報に関する物体姿勢、視点、または照明条件のうちの少なくとも1つに一致する変換された画像情報を、生成することによって、画像正規化操作を実施するように構成されており、
前記対応する画像2D領域が、前記変換された画像情報からのものである、請求項10に記載の計算システム。 - 前記少なくとも1つの処理回路は、前記画像2D領域の対応するピクセルと比較したときに、前記テンプレート2D領域内の何個のピクセルが定義されたピクセル強度類似性条件を満たすかを示すオーバーラップのサイズに基づいて、前記第1のテンプレート一致スコアを決定するように構成されている、請求項10に記載の計算システム。
- 前記少なくとも1つの処理回路は、前記第1のテンプレート一致スコアと前記第2のテンプレート一致スコアの重み付けされた組み合わせに基づいて、前記組み合わせたテンプレート一致スコアを決定するように構成されている、請求項1に記載の計算システム。
- 前記少なくとも1つの処理回路は、
前記第1の物体が前記カメラ視野内にあるときに、前記第1の物体の一部分が前記画像情報によって記述されていないかどうかを決定することと、
前記第1の物体の前記部分が前記画像情報によって記述されていないという決定に応答して、前記視覚的記述情報の対応する部分を除外する前記視覚的記述情報のマスクされたバージョンを生成すること、および前記第1のテンプレート一致スコアを決定し、前記視覚的記述情報の前記マスクされたバージョンに基づいて前記テンプレートエッジ情報を決定することと、
を行うように構成されている、請求項1に記載の計算システム。 - 視野を有するカメラと通信する少なくとも1つの処理回路による実行のための命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記命令は、
1つ以上の物体の第1の物体を表す画像情報を取得することであって、前記画像情報が、前記第1の物体が前記カメラ視野内にあるときに前記カメラによって生成され、前記第1の物体に関する物体の外観を少なくとも記述することと、
前記画像情報の第1のエリアとモデルテンプレートの視覚的記述情報の対応する第2のエリアとの間の一致の程度を示す第1のテンプレート一致スコアを決定することであって、前記視覚的記述情報が、物体の外観を記述することと、
前記第1の物体を表す前記画像情報に基づいて画像エッジ情報を決定することであって、前記画像エッジ情報が、前記画像情報から検出された1つ以上のエッジの第1のセットを識別するか、または前記画像情報からエッジが検出されていないことを示すことと、
テンプレートエッジ情報を決定することであって、前記テンプレートエッジ情報が、前記モデルテンプレートの前記視覚的記述情報から検出された1つ以上のエッジの第2のセットを識別するか、または前記視覚的記述情報からエッジが検出されていないことを示すことと、
前記画像エッジ情報と前記テンプレートエッジ情報との間の一致の程度を示す第2のテンプレート一致スコアを決定することと、
前記第1のテンプレート一致スコアおよび前記第2のテンプレート一致スコアに基づいて、組み合わせたテンプレート一致スコアを決定することと、
前記組み合わせたテンプレート一致スコアに基づいて、ロボット相互作用計画操作を実施することであって、前記ロボット相互作用計画操作が、前記ロボットと前記第1の物体との間のロボット相互作用を計画するためのものであることと、
を行うために構成されている、非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記命令は、前記1つ以上のエッジの第1のセットが前記画像情報から検出されるときに、前記1つ以上のエッジの第1のセットがどこに位置しているかを識別する第1のエッジビットマップとして前記画像エッジ情報を生成するために追加的に構成されている場合に、
前記少なくとも1つの処理回路は、前記第1のエッジビットマップと第2のエッジビットマップとの間の比較に基づいて、前記第2のテンプレート一致スコアを生成するように構成されており、前記第2のエッジビットマップが、視覚的記述情報に基づいて、1つ以上のエッジの第2のセットが前記モデルテンプレート内のどこに位置しているかを識別する、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記命令は、前記画像情報から検出された前記1つ以上のエッジの第1のセットが前記モデルテンプレートの前記視覚的記述情報からの前記1つ以上のエッジの第2のセットとオーバーラップする最大量に基づいて、前記第2のテンプレート一致スコアを決定するために追加的に構成されている、請求項16に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 非一時的コンピュータ可読媒体と、視野を有するカメラと通信し、命令を実行するように構成されている少なくとも1つの処理回路と、を含むロボットシステムを制御する方法であって、
1つ以上の物体の第1の物体を表す画像情報を取得することであって、前記画像情報が、前記カメラによって生成され、前記第1の物体に関する物体の外観を少なくとも記述することと、
前記画像情報の第1のエリアとモデルテンプレートの視覚的記述情報の対応する第2のエリアとの間の一致の程度を示す第1のテンプレート一致スコアを決定することであって、前記視覚的記述情報が、物体の外観を記述することと、
前記第1の物体を表す前記画像情報に基づいて画像エッジ情報を決定することであって、前記画像エッジ情報が、前記画像情報から検出された1つ以上のエッジの第1のセットを識別するか、または前記画像情報からエッジが検出されていないことを示すことと、
テンプレートエッジ情報を決定することであって、前記テンプレートエッジ情報が、前記モデルテンプレートの前記視覚的記述情報から検出された1つ以上のエッジの第2のセットを識別するか、または前記視覚的記述情報からエッジが検出されていないことを示すことと、
前記画像エッジ情報と前記テンプレートエッジ情報との間の一致の程度を示す第2のテンプレート一致スコアを決定することと、
前記第1のテンプレート一致スコアおよび前記第2のテンプレート一致スコアに基づいて、組み合わせたテンプレート一致スコアを決定することと、
前記組み合わせたテンプレート一致スコアに基づいて、ロボット相互作用計画操作を実施することであって、前記ロボット相互作用計画操作が、前記ロボットと前記第1の物体との間のロボット相互作用を計画するためのものであることと、
を含む、方法。 - 前記命令は、前記1つ以上のエッジの第1のセットが前記画像情報から検出されるときに、前記1つ以上のエッジの第1のセットがどこに位置しているかを識別する第1のエッジビットマップとして前記画像エッジ情報を生成するために追加的に構成されている場合に、
前記少なくとも1つの処理回路は、前記第1のエッジビットマップと第2のエッジビットマップとの間の比較に基づいて、前記第2のテンプレート一致スコアを生成するように構成されており、前記第2のエッジビットマップが、視覚的記述情報に基づいて、1つ以上のエッジの第2のセットが前記モデルテンプレート内のどこに位置しているかを識別する、請求項18に記載の方法。 - 前記命令は、前記画像情報から検出された前記1つ以上のエッジの第1のセットが前記モデルテンプレートの前記視覚的記述情報からの前記1つ以上のエッジの第2のセットとオーバーラップする最大量に基づいて、前記第2のテンプレート一致スコアを決定するために追加的に構成されている、請求項19に記載の方法。
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