JP5798318B2 - 距離データ生成装置、位置姿勢計測装置、距離データ生成装置の制御方法およびプログラム - Google Patents
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Description
所定の面内方向の解像度または奥行き方向の距離分解能で被計測物体の第1の距離画像を生成する生成手段と、
前記第1の距離画像が生成された後に前記生成手段により生成される第2の距離画像を使って前記被計測物体を計測する計測手段の要求に基づいて、前記第2の距離画像の面内方向の解像度または奥行き方向の距離分解能であるパラメータを決定する決定手段と、を備え、
前記生成手段は、前記第1の距離画像と前記決定手段により決定されたパラメータとに基づいて、前記第2の距離画像を生成することを特徴とする。
本実施形態では、例えば工場の生産ラインなどで、部品群から部品のピッキング等のタスクを実行するためのロボットシステムにおいて使用される、部品の位置姿勢を計測する距離画像処理モジュールを備えた物体位置姿勢計測装置の例を説明する。なお、本実施形態では、三次元距離計測は空間コード化法によって行う。また、撮像装置から被計測物体までの距離を距離情報と定義し、その距離情報を輝度値とする2次元画像を距離データ(距離画像)として定義する。さらに、距離データの面内方向の解像度を距離データのパラメータとして定義する。
N2が小数となった場合は、値を切り上げる。ここで、投影回数N1≧投影回数N2であれば、投影並びに撮像は行われず、第1の距離データを第2の距離データとして再出力する。
本実施形態では、第1実施形態のステップS102において、距離データ生成モジュール11にコード画像を保持するメモリなどの記憶装置を設けておき、第1の距離データのコード画像を記憶装置に保持させる場合について説明を行う。なお、本実施形態においては第1実施形態における物体位置姿勢計測装置との相違点についてのみ説明を行い、その他の部分に関しては第1実施形態と同様として説明を省略する。
第1実施形態では、距離データ生成モジュール11が第1の距離データおよび第2の距離データの2種類の距離データを生成し、第2の距離データを位置姿勢認識モジュール14が用いた。本実施形態では、距離データ生成モジュール11がさらに第3の距離データを生成し、第3の距離データを用いてさらに画像処理を行う場合について説明を行う。なお、本実施形態においては第1実施形態における物体位置姿勢計測装置との相違点についてのみ説明を行い、その他の部分に関しては第1実施形態と同様として説明を省略する。
なお、三次元距離計測の方法として、前述した手法を用いるものに限るわけではなく、その他の手法を用いることも可能である。例えば、光切断法を用いても良い。その場合、スリット光の走査ピッチが空間コード化パターンの線幅に対応する。
よって、T’以内に撮像可能な回数(第2の距離データの生成に要する撮像回数)N2’は、以下のように与えられる。
すなわち、第2の距離データは、以下のように与えられる空間コード化パターンの枚数N2で生成される。
さらに、距離データのパラメータに対する位置姿勢認識モジュール14の要求が複数あっても良く、その場合は、全ての条件を満たすようにするか、もしくはいずれかの条件を優先してパラメータを決定しても良い。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (11)
- 所定の面内方向の解像度または奥行き方向の距離分解能で被計測物体の第1の距離画像を生成する生成手段と、
前記第1の距離画像が生成された後に前記生成手段により生成される第2の距離画像を使って前記被計測物体を計測する計測手段の要求に基づいて、前記第2の距離画像の面内方向の解像度または奥行き方向の距離分解能であるパラメータを決定する決定手段と、を備え、
前記生成手段は、前記第1の距離画像と前記決定手段により決定されたパラメータとに基づいて、前記第2の距離画像を生成することを特徴とする距離データ生成装置。 - 前記計測手段の要求は、該計測手段が要求する面内方向の解像度または奥行き方向の分解能であることを特徴とする請求項1に記載の距離データ生成装置。
- 前記生成手段は、前記第2の距離画像を生成した後に、前記第2の距離画像の面内方向の解像度よりも高い解像度を有する、もしくは奥行き方向の距離分解能よりも高い距離分解能を有する、第3の距離画像を生成することを特徴とする請求項1または2に記載の距離データ生成装置。
- 前記生成手段は、
投影手段に、空間コードを生成するためのパターンを前記被計測物体に投影させ、撮像手段に、前記パターンが投影された前記被計測物体を撮像させ、
前記第1の距離画像と、前記決定されたパラメータとに基づいて、前記投影手段に、前記パターンを投影させる回数を決定し、該決定された回数分パターンを投影させることにより、前記第2の距離画像を生成することを特徴とする請求項2または3に記載の距離データ生成装置。 - 前記生成手段は、前記第1の距離画像を生成する際に生成される前記空間コード画像を再使用して、前記第2の距離画像を生成することを特徴とする請求項4に記載の距離データ生成装置。
- 前記生成手段は、前記第1の距離画像を生成する際に生成される前記空間コード画像と、前記第2の距離画像を生成する際に生成される空間コード画像とを再使用して、前記第3の距離画像を生成することを特徴とする請求項4または5に記載の距離データ生成装置。
- 請求項1乃至6の何れか1項に記載の距離データ生成装置と、
前記生成手段により生成された前記第2の距離画像を用いて前記被計測物体の位置姿勢を計測する前記計測手段と、を備えることを特徴とする位置姿勢計測装置。 - 前記第2の距離画像から所定の距離データを含む領域を設定する設定手段をさらに備え、
前記計測手段は、前記領域に基づいて前記被計測物体の位置姿勢を計測することを特徴とする請求項7に記載の位置姿勢計測装置。 - 前記被計測物体の3次元形状データと、前記第2の距離画像の面内方向の解像度よりも高い解像度を有する、もしくは奥行き方向の距離分解能よりも高い距離分解能を有する第3の距離画像とに基づいて、前記計測手段により計測された前記被計測物体の位置姿勢を補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項7または8に記載の位置姿勢計測装置。
- 生成手段と決定手段とを備える距離データ生成装置の制御方法であって、
前記生成手段が、所定の面内方向の解像度または奥行き方向の距離分解能を有する、被計測物体の第1の距離画像を生成する生成工程と、
前記決定手段が、前記第1の距離画像が生成された後に前記生成工程により生成される第2の距離画像を使って前記被計測物体を計測する計測手段の要求に基づいて、前記第2の距離画像の面内方向の解像度または奥行き方向の距離分解能であるパラメータを決定する決定工程と、を備え、
前記生成工程では、前記第1の距離画像と前記決定工程により決定されたパラメータとに基づいて、前記第2の距離画像を生成することを特徴とする距離データ生成装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の距離データ生成装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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