(57)【要約】【課題】マーカを含む撮像範囲を撮像して得た画像データからマーカを認識する場合に、マーカに強い光（例えば太陽光）が直接当たった場合であってもマーカを認識でき、画像データ内において、マーカの寸法が小さくてもマーカを認識でき、複数の対象物にそれぞれ設けられた複数のマーカを互いに区別して認識できるようにする。【解決手段】複数の対象物３の表面にそれぞれ設けられる各マーカ１は、複数の偏光生成領域１ａ，１ｂを有する。複数の偏光生成領域の各々は、無偏光が入射してきた場合に無偏光から第１の直線偏光の反射光を生成する第１の偏光生成領域１ａ、または、無偏光が入射してきた場合に無偏光から第２の直線偏光の反射光を生成する第２の偏光生成領域１ｂである。第１の直線偏光の偏光方向は、第２の直線偏光の偏光方向と直交する。マーカ１における複数の偏光生成領域の配列パターンを特定することにより、複数のマーカ１を互いに識別する。【選択図】図１
2014171168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の対象物にそれぞれ設けられた複数のマーカに基づいて、これらの対象物を互いに識別するための対象物識別装置であって、
前記マーカは、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第１の直線偏光の反射光を生成する第１の偏光生成領域と、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第２の直線偏光の反射光を生成する第２の偏光生成領域との少なくとも一方を有し、
マーカを含む撮像範囲を撮像するための撮像装置と、
撮像装置により得た前記撮像範囲の画像データに基づいて、前記撮像範囲内のマーカを、他のマーカから識別する画像処理装置と、を備え、
撮像装置は、光学部と、第１撮像部と、第２撮像部とを有し、
第１の直線偏光の偏光方向が第２の直線偏光の偏光方向と直交する場合に、光学部は、前記撮像範囲から進行してきた光のうち、第１の直線偏光を選択的に第１撮像部に入射させ、第２の直線偏光を選択的に第２撮像部に入射させ、
第１撮像部は、該第１撮像部への入射光に基づいて、前記撮像範囲の第１画像データを生成し、
第２撮像部は、該第２撮像部への入射光に基づいて、前記撮像範囲の第２画像データを生成し、
画像処理装置は、
（Ａ）第１画像データの各画素について、該画素の輝度を値Ａとし、前記撮像範囲において該画素と同じ位置に相当する第２画像データの画素の輝度を値Ｂとし、値Ａと値Ｂを独立変数とした関数の値ｆ（Ａ，Ｂ）を求め、
（Ｂ）第１および第２の偏光生成領域が互いに異なる種類の偏光生成領域であるとして、各画素の前記値ｆ（Ａ，Ｂ）に基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている偏光生成領域の種類、または、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている複数の偏光生成領域の配列パターンを特定し、
（Ｃ）特定した種類または配列パターンに基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内のマーカを他のマーカから識別する、ことを特徴とする対象物識別装置。
【請求項２】
前記値ｆ（Ａ，Ｂ）は、Ａ／Ｂ、または、Ａ／（Ａ＋Ｂ）、または、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）である、ことを特徴とする請求項１に記載の対象物識別装置。
【請求項３】
画像処理装置は、前記（Ｂ）において、
（Ｂ１）第１画像データまたは第２画像データの各画素について、前記値ｆ（Ａ，Ｂ）に補正値Ｋを乗じた値ｆ（Ａ，Ｂ）×Ｋ、または、前記値ｆ（Ａ，Ｂ）が、第１しきい値よりも大きいかどうかを判断し、当該判断が肯定である場合には、当該画素が、第１の偏光生成領域に相当すると判断し、
（Ｂ２）第１画像データまたは第２画像データの各画素について、前記値ｆ（Ａ，Ｂ）に補正値Ｋを乗じた値ｆ（Ａ，Ｂ）×Ｋ、または、前記値ｆ（Ａ，Ｂ）が、第１しきい値よりも小さい値の第２しきい値よりも小さいかどうかを判断し、当該判断が肯定である場合には、当該画素が、第２の偏光生成領域に相当すると判断し、
（Ｂ３）前記（Ｂ１）および（Ｂ２）の判断に基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている偏光生成領域の種類、または、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている複数の偏光生成領域の配列パターンを特定する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の対象物識別装置。
【請求項４】
複数の対象物にそれぞれ設けられた複数のマーカに基づいて、これらの対象物を互いに識別するための対象物識別方法であって、
前記マーカは、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第１の直線偏光の反射光を生成する第１の偏光生成領域と、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第２の直線偏光の反射光を生成する第２の偏光生成領域との少なくとも一方を有するものであり、
マーカを含む撮像範囲を撮像するための撮像装置と、撮像装置により得た前記撮像範囲の画像データに基づいて前記撮像範囲内のマーカを他のマーカから識別する画像処理装置と、を用意し、撮像装置は、光学部と、第１撮像部と、第２撮像部とを有し、
第１の直線偏光の偏光方向が第２の直線偏光の偏光方向と直交する場合に、光学部により、前記撮像範囲から進行してきた光のうち、第１の直線偏光を選択的に第１撮像部に入射させ、第２の直線偏光を選択的に第２撮像部に入射させ、
第１撮像部により、該第１撮像部への入射光に基づいて、前記撮像範囲の第１画像データを生成し、第２撮像部により、該第２撮像部への入射光に基づいて、前記撮像範囲の第２画像データを生成し、
画像処理装置により、
（Ａ）第１画像データの各画素について、該画素の輝度を値Ａとし、前記撮像範囲において該画素と同じ位置に相当する第２画像データの画素の輝度を値Ｂとし、値Ａと値Ｂを独立変数とした関数の値ｆ（Ａ，Ｂ）を求め、
（Ｂ）第１および第２の偏光生成領域が互いに異なる種類の偏光生成領域であるとして、各画素の前記値ｆ（Ａ，Ｂ）に基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている偏光生成領域の種類、または、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている複数の偏光生成領域の配列パターンを特定し、
（Ｃ）特定した種類または配列パターンに基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内のマーカを他のマーカから識別する、ことを特徴とする対象物識別方法。
【請求項５】
対象物の表面に設けられるマーカであって、
複数の偏光生成領域を有し、
複数の偏光生成領域の各々は、第１または第２の偏光生成領域であり、
第１の偏光生成領域は、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第１の直線偏光の反射光を生成し、
第２の偏光生成領域は、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第２の直線偏光の反射光を生成し、第２の直線偏光の偏光方向は、第１の直線偏光の偏光方向と直交する、ことを特徴とするマーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の対象物を互いに区別して認識するために対象物に設けられるマーカに関する。また、本発明は、複数の対象物にそれぞれ設けられた複数のマーカに基づいて複数の対象物を互いに識別するための対象物識別装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マーカを用いた対象物の認識方法が、例えば、下記の特許文献１、２に記載されている。
【０００３】
特許文献１では、次のように対象物を認識している。マーカは、特定のパターンで輝度が変化する発光ダイオードである。このマーカが取り付けられた対象物を含む範囲を撮像する。これにより得た動画から、発光ダイオードの発光パターンで輝度が変化する画素を特定する。特定した画素に基づいて、対象物の位置や方向を検出する。
【０００４】
特許文献２では、次のように対象物を認識している。マーカは、直線や四角形や円弧などの幾何学的模様である。このマーカが取り付けられた対象物を含む範囲を撮像する。これにより得た画像において、マーカの幾何学的模様の位置を認識する。この位置に基づいて、対象物の位置や方向を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３３３６６号公報
【特許文献２】特開２００７−３２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の場合には、他の強い光（例えば太陽光）に照らされている発光ダイオードを撮像すると、発光ダイオードの光が検出できなくなる可能性がある。この場合には、発光ダイオードの光に基づいて、対象物の位置や方向を検出できなくなる。
【０００７】
したがって、マーカに当たる光の強度に影響されずに、マーカを認識できるようにすることが望まれる。
【０００８】
特許文献２の場合には、幾何学的模様を認識するには、幾何学的模様の縦または横の寸法が、画像において、十数の画素以上になる必要がある。
しかし、幾何学的模様を、１００ｍ以上の距離から、６０度以上の視野で撮像した場合には、１００万画素程度のカメラを用いても、０．５ｍ程度の幾何学的模様では、画像において、幾何学的模様の縦または横の寸法が、５画素程度以下になってしまう。その結果、幾何学的模様を認識できなくなる。従って、幾何学的模様に基づいて、対象物の位置や方向を検出できなくなる。
【０００９】
したがって、画像内においてマーカの寸法が小さくても、マーカを認識できるようにすることが望まれる。
【００１０】
さらに、複数の対象物にそれぞれ設けられた複数のマーカを、互いに区別して認識できるようにすることが望まれる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、マーカを含む領域を撮像して得た画像データからマーカを認識する場合に、マーカに強い光（例えば太陽光）が直接当たった場合であってもマーカを認識でき、画像データ内においてマーカの寸法が小さくてもマーカを認識でき、複数の対象物にそれぞれ設けられた複数のマーカを互いに区別して認識できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明によると、対象物の表面に設けられるマーカであって、
複数の偏光生成領域を有し、
複数の偏光生成領域の各々は、第１または第２の偏光生成領域であり、
第１の偏光生成領域は、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第１の直線偏光の反射光を生成し、
第２の偏光生成領域は、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第２の直線偏光の反射光を生成し、第２の直線偏光の偏光方向は、第１の直線偏光の偏光方向と直交する、ことを特徴とするマーカが提供される。
【００１３】
また、上述の目的を達成するため、本発明によると、複数の対象物にそれぞれ設けられた複数のマーカに基づいて、これらの対象物を互いに識別するための対象物識別装置であって、
前記マーカは、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第１の直線偏光の反射光を生成する第１の偏光生成領域と、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第２の直線偏光の反射光を生成する第２の偏光生成領域との少なくとも一方を有し、
マーカを含む撮像範囲を撮像するための撮像装置と、
撮像装置により得た前記撮像範囲の画像データに基づいて、前記撮像範囲内のマーカを、他のマーカから識別する画像処理装置と、を備え、
撮像装置は、光学部と、第１撮像部と、第２撮像部とを有し、
第１の直線偏光の偏光方向が第２の直線偏光の偏光方向と直交する場合に、光学部は、前記撮像範囲から進行してきた光のうち、第１の直線偏光を選択的に第１撮像部に入射させ、第２の直線偏光を選択的に第２撮像部に入射させ、
第１撮像部は、該第１撮像部への入射光に基づいて、前記撮像範囲の第１画像データを生成し、
第２撮像部は、該第２撮像部への入射光に基づいて、前記撮像範囲の第２画像データを生成し、
画像処理装置は、
（Ａ）第１画像データの各画素について、該画素の輝度を値Ａとし、前記撮像範囲において該画素と同じ位置に相当する第２画像データの画素の輝度を値Ｂとし、値Ａと値Ｂを独立変数とした関数の値ｆ（Ａ，Ｂ）を求め、
（Ｂ）第１および第２の偏光生成領域が互いに異なる種類の偏光生成領域であるとして、各画素の前記値ｆ（Ａ，Ｂ）に基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている偏光生成領域の種類、または、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている複数の偏光生成領域の配列パターンを特定し、
（Ｃ）特定した種類または配列パターンに基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内のマーカを他のマーカから識別する、ことを特徴とする対象物識別装置が提供される。
【００１４】
好ましくは、前記値ｆ（Ａ，Ｂ）は、Ａ／Ｂ、または、Ａ／（Ａ＋Ｂ）、または、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）である。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態によると、画像処理装置は、前記（Ｂ）において、
（Ｂ１）第１画像データまたは第２画像データの各画素について、前記値ｆ（Ａ，Ｂ）に補正値Ｋを乗じた値ｆ（Ａ，Ｂ）×Ｋ、または、前記値ｆ（Ａ，Ｂ）が、第１しきい値よりも大きいかどうかを判断し、当該判断が肯定である場合には、当該画素が、第１の偏光生成領域に相当すると判断し、
（Ｂ２）第１画像データまたは第２画像データの各画素について、前記値ｆ（Ａ，Ｂ）に補正値Ｋを乗じた値ｆ（Ａ，Ｂ）×Ｋ、または、前記値ｆ（Ａ，Ｂ）が、第１しきい値よりも小さい値の第２しきい値よりも小さいかどうかを判断し、当該判断が肯定である場合には、当該画素が、第２の偏光生成領域に相当すると判断し、
（Ｂ３）前記（Ｂ１）および（Ｂ２）の判断に基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている偏光生成領域の種類、または、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている複数の偏光生成領域の配列パターンを特定する。
【００１６】
上述の目的を達成するため、本発明によると、複数の対象物にそれぞれ設けられた複数のマーカに基づいて、これらの対象物を互いに識別するための対象物識別方法であって、
前記マーカは、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第１の直線偏光の反射光を生成する第１の偏光生成領域と、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第２の直線偏光の反射光を生成する第２の偏光生成領域との少なくとも一方を有するものであり、
マーカを含む撮像範囲を撮像するための撮像装置と、撮像装置により得た前記撮像範囲の画像データに基づいて前記撮像範囲内のマーカを他のマーカから識別する画像処理装置と、を用意し、撮像装置は、光学部と、第１撮像部と、第２撮像部とを有し、
第１の直線偏光の偏光方向が第２の直線偏光の偏光方向と直交する場合に、光学部により、前記撮像範囲から進行してきた光のうち、第１の直線偏光を選択的に第１撮像部に入射させ、第２の直線偏光を選択的に第２撮像部に入射させ、
第１撮像部により、該第１撮像部への入射光に基づいて、前記撮像範囲の第１画像データを生成し、第２撮像部により、該第２撮像部への入射光に基づいて、前記撮像範囲の第２画像データを生成し、
画像処理装置により、
（Ａ）第１画像データの各画素について、該画素の輝度を値Ａとし、前記撮像範囲において該画素と同じ位置に相当する第２画像データの画素の輝度を値Ｂとし、値Ａと値Ｂを独立変数とした関数の値ｆ（Ａ，Ｂ）を求め、
（Ｂ）第１および第２の偏光生成領域が互いに異なる種類の偏光生成領域であるとして、各画素の前記値ｆ（Ａ，Ｂ）に基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている偏光生成領域の種類、または、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている複数の偏光生成領域の配列パターンを特定し、
（Ｃ）特定した種類または配列パターンに基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内のマーカを他のマーカから識別する、ことを特徴とする対象物識別方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明のマーカは、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第１の直線偏光の反射光を生成する第１の偏光生成領域と、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第２の直線偏光の反射光を生成する第２の偏光生成領域との少なくとも一方を有する。したがって、マーカにおける偏光生成領域の種類、または、マーカにおける複数の偏光生成領域の配列パターンを特定することにより、複数のマーカを互いに識別して認識できる。
【００１８】
このようなマーカの識別は、次のように、上述した本発明の対象物識別装置または対象物識別方法によりなされる。
撮像範囲からの光のうち、第１の直線偏光を選択的に第１撮像部に入射させ、第２の直線偏光を選択的に第２撮像部に入射させることにより、第１撮像部が、第１画像データを生成し、第２撮像部が、第２画像データを生成する。その後、下記（Ａ）〜（Ｃ）の処理を行う。
（Ａ）第１画像データの各画素について、該画素の輝度を値Ａとし、前記領域において該画素と同じ位置に相当する第２画像データの画素の輝度を値Ｂとし、値Ａと値Ｂを独立変数とした関数の値ｆ（Ａ，Ｂ）を求める。
（Ｂ）第１および第２の偏光生成領域が互いに異なる種類の偏光生成領域であるとして、各画素の前記値ｆ（Ａ，Ｂ）に基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている偏光生成領域の種類、または、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている複数の偏光生成領域の配列パターンを特定する。
（Ｃ）特定した種類または配列パターンに基づいて、第１画像データまたは第２画像データ内のマーカを他のマーカから識別する。
このようにして、マーカを他のマーカから識別できる。
【００１９】
また、この識別は、光の偏光方向を区別することにより行われるので、この識別は、マーカに当たる光の強度に影響されにくいようにできる。例えば、太陽光がマーカに直接当たる場合でも、マーカを識別することが可能となる。
【００２０】
さらに、第１または第２の偏光生成領域に相当する画素が１つだけ存在する場合であっても、当該画素が、第１または第２の偏光生成領域に相当することを特定できる。したがって、第１画像データまたは第２画像データ内におけるマーカの寸法が小さくても、第１画像データまたは第２画像データ内に含まれている偏光生成領域の種類、または、複数の偏光生成領域の配列パターンを特定して、マーカを識別できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態によるマーカの構成を示す。
【図２】本発明の実施形態による対象物識別装置を示す。
【図３】本発明の実施形態による対象物識別方法を示すフローチャートである。
【図４】対象物識別装置の変更例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２３】
＜目次＞
１．マーカ
２．対象物識別装置
３．対象物識別方法
４．変更例
【００２４】
１．マーカ
１．１．マーカの構成
図１は、本発明の実施形態によるマーカ１の構成を示す。マーカ１は、対象物３の表面に設けられる。図１（Ａ）は、マーカ１が設けられた対象物３の斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２５】
マーカ１は、無偏光（例えば、太陽からの光）が入射してきた場合に該無偏光から第１の直線偏光の反射光を生成する第１の偏光生成領域１ａと、無偏光が入射してきた場合に該無偏光から第２の直線偏光の反射光を生成する第２の偏光生成領域１ｂとの少なくともいずれかを有する。第１の直線偏光の偏光方向は、第２の直線偏光の偏光方向と直交する。なお、無偏光とは、偏光していない光を意味し、言い換えると、光の電場ベクトルまたは磁場ベクトルの振動方向が一様に分布している光を意味する。
【００２６】
第１および第２の偏光生成領域１ａ，１ｂの各々は、外側の偏光部７と、内側の反射部９とを有する。なお、図１（Ｂ）は、第１の偏光生成領域１ａの断面図であるが、第２の偏光生成領域１ｂは、偏光部７（後述の基準方向）の向き以外は、第１の偏光生成領域１ａと同じ構成を有する。
【００２７】
偏光部７は、この偏光部７に固定された基準方向に振動する直線偏光を通すが、基準方向と直交する方向に振動する直線偏光を通さない。このような偏光部７は、例えば偏光フィルタであってよい。図１（Ａ）において、第１の偏光生成領域１ａの偏光部７に固定された基準方向（例えば水平方向）は、第２の偏光生成領域１ｂの偏光部７に固定された基準方向（例えば鉛直方向）と直交する。
【００２８】
反射部９は、偏光部７の内側に位置する。したがって、マーカ１の各偏光生成領域１ａ，１ｂへの入射光は、偏光部７を通過した後に、反射部９に入射する。反射部９は、この入射光を反射する。反射部９に反射された光が、偏光部７を通過可能な偏光成分を有するように、反射部９が形成されていればよい。反射部９は、好ましくは、光の反射率が高いように形成され（例えば、８０％以上の光の反射率を有し）、例えば、白色、または白色に近い色の反射面を有する。なお、反射部９は、入射光を乱反射してよい。
【００２９】
上述したマーカ１の構成で、以下の作用が得られる。
マーカ１の各偏光生成領域１ａ，１ｂへの入射光は、次のように、マーカ１で反射されることにより、基準方向の偏光となる。ここで、第１の偏光生成領域１ａの場合を説明するが、第２の偏光生成領域１ｂの場合も同じである。偏光生成領域１ａへの入射光のうち、基準方向の直線偏光成分が偏光部７を通過し、基準方向と直交する方向の直線偏光成分は、偏光部７を通過しない。偏光部７を通過した基準方向の直線偏光成分は、その後、反射部９で反射され、再び、偏光部７に入射する。反射部９側から再び偏光部７を通過した光は、偏光部７により、基準方向の直線偏光になっている。このように、マーカ１における第１の偏光生成領域１ａへの入射光は、マーカ１により反射された基準方向の直線偏光（第１の直線偏光）となる。同様に、マーカ１における第２の偏光生成領域１ｂへの入射光は、マーカ１により反射された基準方向の直線偏光（第２の直線偏光）となる。
【００３０】
なお、マーカ１は、その表面（例えば、偏光部７の表面）に反射防止膜を有していてもよい。反射防止膜は、マーカ１の表面で入射光が反射することを防止することにより、マーカ１内の偏光部７へ至る入射光の割合を増やす。
また、反射部９は、対象物３に取り付けられるもの（例えばフィルム）であってもよいし、対象物３に予め設けられているもの（例えば対象物３の表面）であってもよい。この場合、マーカ１（偏光部７）が、対象物３の反射部９に取り付けられる。
【００３１】
また、反射部９は、マーカ１における複数の偏光生成領域（図１（Ａ）では、第１および第２の偏光生成領域１ａ，１ｂ）に共有されてもよい。すなわち、マーカ１は、複数の偏光生成領域にわたって延びている単一の反射部９を有していてもよい。
【００３２】
１．２．マーカと対象物との関係
上述した構成を有する複数のマーカ１を、それぞれ、複数の対象物３に設ける。これらのマーカ１は、同じ数の偏光生成領域を有している。各マーカ１が有する偏光生成領域の数は、図１の例、および、図１に対応する後述の図２の例では、２つである。代わりに、各マーカ１が有する偏光生成領域１ａ，１ｂの数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。好ましくは、同じ寸法または形状の１つまたは複数の偏光生成領域が、各マーカ１に設けられている。より好ましくは、同じ寸法と形状の１つまたは複数の偏光生成領域が、各マーカ１に設けられている。
【００３３】
各マーカ１が、複数（図１の例では２つ）の偏光生成領域１ａ，１ｂを有する場合には、各マーカ１において、これらの複数の偏光生成領域１ａ，１ｂは、予め定めた配列基準（例えば、予め定めた形状または規則）に従って（例えば、同じ直線上に一定の間隔をおいて）配列される。図１の例、および図１に対応する後述の図２の例では、各マーカ１において、２つの偏光生成領域が、円柱形状部５の外周に、円柱形状部５の軸方向に間隔をおいて配置されている。なお、円柱形状部５は、対象物３の全体であってもよいし、対象物３の一部であってもよいし、対象物３に設けられたものであってもよい。
【００３４】
複数のマーカ１は、これらにそれぞれ設けられた偏光生成領域の配列パターンの違いにより互いに識別可能になる。例えば、図２の例では、当該配列パターンの異なる複数のマーカ１は、上下（図２の上下）にそれぞれ第１の偏光生成領域１ａと第２の偏光生成領域１ｂが配列されたマーカ１と、上下にそれぞれ第１の偏光生成領域１ａと第１の偏光生成領域１ａが配列されたマーカ１と、上下にそれぞれ第２の偏光生成領域１ｂと第１の偏光生成領域１ａが配列されたマーカ１と、上下にそれぞれ第２の偏光生成領域１ｂと第２の偏光生成領域１ｂが配列されたマーカ１とからなる。このような配列パターンの違いによるマーカ１の識別は、後述する対象物識別装置１０と対象識別方法によりなされる。
【００３５】
このような複数のマーカ１が、それぞれ、複数の対象物３に設けられた状態で、複数のマーカ１の間で、かつ、各マーカ１において、各第１の偏光生成領域１ａの基準方向は同じ方向を向き、各第２の偏光生成領域１ｂの基準方向は同じ方向を向き、各第１の偏光生成領域１ａの基準方向と各第２の偏光生成領域１ａの基準方向とは互いに直交する。なお、水平面に対する対象物３の向きが、変化し得る場合には、各対象物３は、水平面に対して同じ向きにある（例えば水平方向を向いている）と仮定する。例えば、対象物３がロボットや車両などの移動体であり、移動体の姿勢（向き）が水平面に対して変化することにより、水平面に対する対象物３（移動体）の向きが、変化し得る。一方、対象物３の姿勢（向き）は、水平面に対して固定されたものであってもよい。
【００３６】
複数の対象物３には、例えば、以下のものがある。
（１）各対象物３は、ロボットや車両などの移動体である。この場合、後述する本発明の実施形態による対象物識別装置１０または対象物識別方法により、複数の移動体を互いに識別できる。
（２）各対象物３は、ロボットや車両などの移動体が自己位置を認識するための指標である。この場合、既知の複数箇所にある複数の対象物３に、それぞれマーカ１を設けておき、移動体に設けた対象物識別装置１０により、当該マーカ１を識別し、適宜の手段により、識別したマーカ１の位置と当該移動体との位置関係を認識し、認識した位置関係を用いて、当該移動体の位置を取得する。
（３）複数の対象物３は、それぞれ、搬送ライン（例えばベルトコンベア）により搬送されてくる複数種類の物体である。この場合、後述する本発明の実施形態による対象物識別装置１０または対象物識別方法により、物体に設けられたマーカ１を識別し、ロボットハンドが、当該物品を把持して当該識別の結果に応じた位置へ移動させる。
【００３７】
２．対象物識別装置
図２は、本発明の実施形態による対象物識別装置１０の構成を示す。対象物識別装置１０は、複数の対象物３にそれぞれ設けられた上述の複数のマーカ１に基づいて、これらの対象物３を互いに識別することができる。
【００３８】
対象物識別装置１０は、撮像装置１１と画像処理装置１３を備える。
【００３９】
２．１．撮像装置
撮像装置１１は、複数のマーカ１のうち少なくとも１つのマーカ１を含む撮像範囲を撮像する。撮像装置１１は、光学部１５と，第１撮像部１７と、第２撮像部１９とを有する。以下において、第１の偏光生成領域１ａの基準方向に偏光した直線偏光を第１の直線偏光といい、第２の偏光生成領域１ｂの基準方向に偏光した直線偏光を第２の直線偏光という。
【００４０】
光学部１５は、前記撮像範囲から進行してきた光のうち、第１の直線偏光を選択的に第１撮像部１７に入射させ、第２の直線偏光を選択的に第２撮像部１９に入射させる。ここで、「第１の直線偏光を選択的に第１撮像部１７に入射させ」とは、第１の直線偏光を第１撮像部１７へ（好ましくは、強度を低下させることなく）入射させる一方で、他の直線偏光成分の光が第１撮像部１７へ入射することを阻止（好ましくは完全に阻止）し、または、第１撮像部１７へ入射する他の直線偏光成分の光の強度を、第１撮像部１７へ入射する第１の直線偏光の強度に対して減らすことを意味する。同様に、「第２の直線偏光を選択的に第２撮像部１９に入射させ」とは、第２の直線偏光を第２撮像部１９へ（好ましくは、強度を低下させることなく）入射させる一方で、他の直線偏光成分の光が第２撮像部１９へ入射することを阻止（好ましくは完全に阻止）し、または、第２撮像部１９へ入射する他の直線偏光成分の光の強度を、第２撮像部１９へ入射する第２の直線偏光の強度に対して減らすことを意味する。
【００４１】
光学部１５は、偏光ビームスプリッタ１５ａと、第１レンズ１５ｂと、第２レンズ１５ｃとを有する。
【００４２】
偏光ビームスプリッタ１５ａは、入射光のうち、第１の直線偏光を、第１撮像部１７側へ選択的に反射し、第２の直線偏光を、第２撮像部１９側へ選択的に透過させる。好ましくは、偏光ビームスプリッタ１５ａは、ハーフミラーである。偏光ビームスプリッタ１５ａで反射した直線偏光の偏光方向は、偏光ビームスプリッタ１５ａを透過した直線偏光の偏光方向と直交する。
【００４３】
第１レンズ１５ｂには、偏光ビームスプリッタ１５ａにより反射された第１の直線偏光が入射する。第１レンズ１５ｂは、撮像範囲からの第１の直線偏光を第１撮像部１７の撮像面１７ａに結像させるためのものである。第２レンズ１５ｃには、偏光ビームスプリッタ１５ａを透過した第２の直線偏光が入射する。第２レンズ１５ｃは、撮像範囲からの第２の直線偏光を第２撮像部１９の撮像面１９ａに結像させるためのものである。
【００４４】
第１撮像部１７は、撮像範囲を撮像して第１画像データを生成し、第２撮像部１９は、撮像範囲を撮像して第２画像データを生成する。
【００４５】
第１撮像部１７は、撮像範囲からの光を偏光ビームスプリッタ１５ａを介して受ける撮像面１７ａを有する。この撮像面１７ａには、多数のＣＣＤ受光素子が２次元状に配列されている。第１撮像部１７は、受けた光に応じた第１画像データ（この例では、２次元画像データ）を生成する。第２撮像部１９は、撮像範囲からの光を偏光ビームスプリッタ１５ａを介して受ける撮像面１９ａを有する。この撮像面１９ａには、多数のＣＣＤ受光素子が２次元状に配列されている。第２撮像部１９は、受けた光に応じた第２画像データ（この例では、２次元画像データ）を生成する。
【００４６】
光学部１５は、図２の例のように、第３レンズ１５ｄを有していてよい。第３レンズ１５ｄは、光学部１５の光路において、偏光ビームスプリッタ１５ａよりも上流側に位置する。第３レンズ１５ｄは、撮像範囲からの入射光を、平行光に近づける（例えば平行光にする）。
【００４７】
偏光ビームスプリッタ１５ａと、第１撮像部１７と、第２撮像部１９とは、撮像装置１１の支持体２１に取り付けられていてよい。これにより、偏光ビームスプリッタ１５ａと、第１撮像部１７と、第２撮像部１９とは、向きが互いに固定されている。
【００４８】
上述した撮像装置１１の構成で、以下の作用が得られる。
マーカ１における第１の偏光生成領域１ａからの反射光が光学部１５に入射する場合には、次のようになる。第１の偏光生成領域１ａからの反射光である第１の直線偏光は、偏光ビームスプリッタ１５ａにより、第１撮像部１７に向けて反射される。これにより、第１の偏光生成領域１ａからの第１の直線偏光は、第１撮像部１７に入射する。一方、偏光ビームスプリッタ１５ａは、第１の偏光生成領域１ａからの第１の直線偏光が、自身を透過するのを阻止する。これにより、第１の偏光生成領域１ａからの第１の直線偏光は、第２撮像部１９に入射しない。
マーカ１における第２の偏光生成領域１ｂからの反射光が光学部１５に入射する場合には、次のようになる。第２の偏光生成領域１ｂからの反射光である第２の直線偏光は、第２撮像部１９側に向けて、偏光ビームスプリッタ１５ａを透過する。これにより、第２の偏光生成領域１ｂからの第２の直線偏光は、第２撮像部１９に入射する。一方、偏光ビームスプリッタ１５ａは、第２の偏光生成領域１ｂからの第２の直線偏光を、反射しない。これにより、第２の偏光生成領域１ｂからの第２の直線偏光は、第２撮像部１９に入射しない。
このように、第１撮像部１７へ入射する光は、直線偏光成分に関して第１の直線偏光が最も多くなり（理想的には、第１の直線偏光のみになり）、第２撮像部１９へ入射する光は、直線偏光成分に関して第２の直線偏光が最も多くなる（理想的には、第２の直線偏光のみになる）。
【００４９】
このような作用が得られるように、撮像装置１１の支持体２１の向きは、対象物３に設けられたマーカ１に設けられた反射部９の基準方向に対して設定される。水平面に対する対象物３の向きが一定である場合には、当該マーカ１における第１の偏光生成領域１ａの当該基準方向に対して、撮像装置１１の支持体２１の向きが設定される。
【００５０】
２．２．画像処理装置
画像処理装置１３は、画像処理部１３ａと記憶部１３ｂとを有する。
【００５１】
画像処理部１３ａは、第２画像データの各画素に対する、撮像範囲において該画素と同じ位置となる第１画像データの画素の輝度比率を求める。すなわち、第１画像データの各画素について、該画素の輝度（明るさ）を値Ａとし、撮像範囲において該画素と同じ位置に相当する第２画像データの画素の輝度を値Ｂとして、画像処理装置１３は、値Ａと値Ｂを独立変数とした関数の値ｆ（Ａ，Ｂ）を求める。画像処理部１３ａは、値ｆ（Ａ，Ｂ）に基づいて、第１画像データまたは第２画像データ（以下、第１画像データまたは第２画像データを単に画像データともいう）におけるマーカ１の位置を特定するとともに、当該マーカ１を他のマーカ１から識別する。本実施形態では、値ｆ（Ａ，Ｂ）は、値Ｂに対する値Ａの比率Ａ／Ｂである。
【００５２】
記憶部１３ｂは、画像処理部１３ａによるマーカ１の識別に用いるために予め作成されたマーカ識別用データを記憶する。マーカ識別用データについては後述する。
【００５３】
マーカ１の識別は、以下のように行われる。
【００５４】
画像処理部１３ａは、画像データの各画素に関する比率Ａ／Ｂにより、当該画素が、第１または第２の偏光生成領域１ａ，１ｂに相当するかを、次のように判断する。
第１の偏光生成領域１ａに相当する画素については、上述した光学部１５の作用により、上述の比率Ａ／Ｂは、他の画素と比べて大幅に大きくなる。したがって、画像処理部１３ａは、各画素の比率Ａ／Ｂが、予め設定した第１しきい値よりも大きいかどうかを判断する。画素の比率Ａ／Ｂが、第１しきい値よりも大きい場合には、画像処理部１３ａは、当該画素が第１の偏光生成領域１ａに相当すると判断する。一方、画素の比率Ａ／Ｂが、第１しきい値よりも大きくない場合には、画像処理部１３ａは、当該画素が第１の偏光生成領域１ａに相当しないと判断する。
第２の偏光生成領域１ｂに相当する画素については、上述した光学部１５の作用により、上述の比率Ａ／Ｂは、他の画素と比べて大幅に小さくなる。したがって、画像処理部１３ａは、各画素の比率Ａ／Ｂが、第２しきい値よりも小さいかどうかを判断する。画素の比率Ａ／Ｂが、第２しきい値よりも小さい場合には、画像処理部１３ａは、当該画素が第２の偏光生成領域１ｂに相当すると判断する。一方、画素の比率Ａ／Ｂが、第２しきい値よりも小さくない場合には、画像処理部１３ａは、当該画素が第２の偏光生成領域１ｂに相当しないと判断する。なお、第２しきい値は、第１しきい値よりも小さく、例えば、第１しきい値の逆数であってよい。一例では、第１しきい値は２であり、第２しきい値は１／２である。
第１および第２の偏光生成領域１ａ，１ｂのいずれにも相当しない画素については、上述した光学部１５の作用により、上述の比率Ａ／Ｂは、大きすぎず、かつ、小さすぎない値（１、または１に近い値）になる。したがって、画像処理部１３ａは、各画素の比率Ａ／Ｂが、第１しきい値以下であって、第２しきい値以上であるかどうかを判断する。画素の比率Ａ／Ｂが、第１しきい値以下であって、第２しきい値以上である場合には、画像処理部１３ａは、当該画素が第１および第２の偏光生成領域１ｂのいずれにも相当しないと判断する。
【００５５】
画像処理部１３ａは、各画素について、当該画素が第１または第２の偏光生成領域１ｂに相当するかどうかを判断したら、各画素に関する当該判断に基づいて、画像データ内のマーカ１の位置を特定するとともに、当該マーカ１を他のマーカ１から識別する。この時、画像処理部１３ａは、画像データにおける当該マーカ１の位置を示す位置データと、当該マーカ１を他方のマーカ１から区別するための識別データとを出力する。ここで、好ましくは、画像処理部１３ａは、位置データと識別データとを互いに関連づけた状態で、位置データと識別データを出力する。
【００５６】
各マーカ１が、ｎ個（ここでは、ｎは２以上の整数である）の偏光生成領域を有する場合には、マーカ１における偏光生成領域の可能な配列パターンは、２ｎ通りある。例えば、各マーカ１が、２個の偏光生成領域を有する場合には、マーカ１における偏光生成領域の可能な配列パターンは、図２の例のように、２２通りある。したがって、前記配列パターンが互いに異なる２ｎ個のマーカ１を、それぞれ、２ｎ個の対象物３に設けることにより、対象物識別装置１０は、当該２ｎ個のマーカ１を互いに識別できる。すなわち、対象物識別装置１０は、画像データ（すなわち、画像データによる画像）において、配列基準に従って配列されているｎ個の偏光生成領域の各々が、第１または第２の偏光生成領域１ａ，１ｂであるかを判断することにより、配列パターンを特定し、特定した配列パターンを有するマーカ１を、他のマーカ１から識別する。
【００５７】
記憶部１３ｂに記憶されているマーカ識別用データは、マーカ１における偏光生成領域１ａ，１ｂの可能な配列パターンをそれぞれ示す複数の配列パターン識別情報と、これらの配列パターン識別情報にそれぞれ対応しマーカ１を識別するための複数の前記識別データとを互いに対応づけたデータである。
【００５８】
なお、画像処理部１３ａは、画像データ内に存在するｎ個の偏光生成領域を、次のように互いに識別してよい。例えば、ここでは、各マーカ１のｎ個の偏光生成領域は、予め定めた方向に隙間なく配列され、この配列方向において同じ幅を有する。画像処理部１３ａは、画像データにおいて、第１の偏光生成領域１ａに相当する画素と第２の偏光生成領域１ｂに相当する画素とからなる領域を特定する。次いで、画像処理部１３ａは、特定した領域を、前記配列方向において、予め分かっている偏光生成領域の数ｎの区域に等分割する。画像処理部１３ａは、等分割されたｎ個の区域を、それぞれ、ｎ個の偏光生成領域として互いに識別する。
【００５９】
３．対象物識別方法
次に、図３を参照して、本発明の実施形態による対象物識別方法を説明する。この対象物識別方法は、上述した対象物識別装置１０を用いて行われる。
【００６０】
この方法の開始時点で、互いに識別可能な複数のマーカ１が、それぞれ、複数の対象物３に設けられている。複数の対象物３は、互いに異なる位置にある。
【００６１】
ステップＳ１において、撮像装置１１は、マーカ１を含む撮像範囲を撮像して上述の第１画像データと第２画像データを生成する。なお、図３の例では、複数のマーカ１のうち、１つのマーカ１が撮像範囲内に位置すると仮定する。また、図３の例では、互いに識別可能な各マーカ１は、複数の偏光生成領域を有すると仮定する。
【００６２】
ステップＳ２において、第１画像データまたは第２画像データ（以下、処理対象の画像データともいう）内の画素を１つ選択する。すなわち、画像処理部１３ａは、処理対象の画像データにおける各画素に対して、後述のステップＳ３〜ステップＳ６を行うために、ステップＳ２において、処理対象の画像データを構成する多数の画素のうち、ステップＳ３〜ステップＳ６を行っていない画素を、処理対象の画素として１つ選択する。後述の説明と図３では、処理対象の画像データを構成する多数の画素に対して、１つずつ順にステップＳ３〜ステップＳ６を行っているが、本発明は、これに限定されない。例えば、処理対象の画像データの構成する多数の画素に対して同時にステップＳ３〜ステップＳ６を行ってもよい。
【００６３】
ステップＳ３において、画像処理部１３ａは、処理対象の画素について、上述の比率Ａ／Ｂが第１しきい値より大きいかどうかを判断する。この判断が肯定である場合には、ステップＳ４へ進み、この判断が否定である場合には、ステップＳ５へ進む。
【００６４】
ステップＳ４において、画像処理部１３ａは、処理対象の画素が第１の偏光生成領域１ａに相当すると判断する。次いで、ステップＳ７へ進む。
【００６５】
ステップＳ５において、画像処理部１３ａは、処理対象の画素について、上述の比率Ａ／Ｂが第２しきい値より小さいかどうかを判断する。この判断が肯定である場合には、ステップＳ６へ進み、この判断が否定である場合には、ステップＳ７へ進む。
【００６６】
ステップＳ６において、画像処理部１３ａは、処理対象の画素が第２の偏光生成領域１ｂに相当すると判断する。次いで、ステップＳ７へ進む。
【００６７】
ステップＳ７において、画像処理部１３ａは、処理対象の画像データを構成する画素のすべてに対してステップＳ３〜ステップＳ６を行ったかどうかを判断する。すなわち、画像処理部１３ａは、処理対象の画像データを構成する画素のすべてについて、当該画素が、撮像範囲において、第１の偏光生成領域１ａと、第２の偏光生成領域１ｂと、それ以外の部分とのいずれに相当するかを判断したかどうかを判断する。この判断が肯定である場合には、ステップＳ８へ進み、この判断が否定である場合には、ステップＳ２へ戻る。
【００６８】
画像処理部１３ａは、処理対象の画像データを構成する画素のすべてに対してステップＳ３〜ステップＳ６を行うことにより、画像処理部１３ａは、処理対象の画像データにおける、第１の偏光生成領域１ａに相当する画素の分布と、第２の偏光生成領域１ｂに相当する画素の分布との一方または両方を得る。
【００６９】
ステップＳ８において、画像処理部１３ａは、各画素の前記比率に基づいて、処理対象の画像データにおける偏光生成領域１ａ，１ｂの配列パターンを特定する。すなわち、画像処理部１３ａは、第１の偏光生成領域１ａに相当する画素の前記分布と、第２の偏光生成領域１ｂに相当する画素の前記分布との一方または両方に基づいて、処理対象の画像データにおける、マーカ１の複数の偏光生成領域の配列パターンを特定する。各マーカ１が、２つの偏光生成領域を有する場合には、マーカ１における２つの偏光生成領域が、例えば、図２に示す４つのマーカ１のいずれの配列パターンになっているかを特定する。
【００７０】
ステップＳ９において、画像処理部１３ａは、ステップＳ８で特定した配列パターンと、記憶部１３ｂに記憶されたマーカ識別用データとに基づいて、処理対象の画像データにおけるマーカ１を他方のマーカ１から区別するための識別データを出力する。さらに、好ましくは、ステップＳ９では、画像処理部１３ａは、処理対象の画像データにおける、マーカ１の位置を示す位置データを、識別データと関連づけた状態で出力する。
【００７１】
４．変更例
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１〜７のいずれかを単独で採用してもよいし、変更例１〜７を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、以下で述べない点は、上述と同じである。
【００７２】
４．１．変更例１
各マーカ１が、１つの偏光生成領域を有していてもよい。この場合には、互いに識別可能なマーカ１として、第１の偏光生成領域１ａを有するマーカ１と、第２の偏光生成領域１ｂを有するマーカ１とがある。したがって、これらの２つのマーカ１を、それぞれ２つの対象物３に設けて、上述の図３に示す対象物識別方法が行われる。
【００７３】
図３の対象物識別方法において、上述のステップＳ８では、画像処理部１３ａは、第１および第２の偏光生成領域１ａ，１ｂが互いに異なる種類の偏光生成領域であるとして、各画素の前記比率に基づいて、処理対象の画像データ内に含まれている偏光生成領域の種類を特定する。ステップＳ９では、画像処理部１３ａは、ステップＳ８で特定した種類に基づいて、処理対象の画像データ内のマーカを他のマーカから識別する。すなわち、ステップＳ９では、画像処理部１３ａは、処理対象の画像データにおいて、ステップＳ４またはステップＳ６で、処理対象の画素が、第１または第２の偏光生成領域１ａ，１ｂに相当すると判断されたことに基づいて、処理対象の画像データが、第１および第２の偏光生成領域１ａ，１ｂのいずれを含むかを示すデータを、マーカ１の識別データとして出力する。
なお、第１または第２の偏光生成領域１ａ，１ｂに相当すると判断される画素が１つあれば、ステップＳ９を実行できる。ステップＳ４またはステップＳ６で、第１または第２の偏光生成領域１ａ，１ｂに相当すると判断される画素が、互いに隣接しており、かつ、設定数以上ある場合に、ステップＳ９において、マーカ１の識別データを出力するようにしてもよい。
【００７４】
４．２．変更例２
図４（Ａ）は、対象物識別装置１０の別の構成例を示す。図４（Ａ）の例では、撮像装置１１の光学部１５において、偏光ビームスプリッタ１５ａの代わりに、偏光特性を有しないビームスプリッタ１５ａを設けている。この場合、光学部１５は、さらに、第１偏光フィルタ１５ｅと、第２偏光フィルタ１５ｆとを有する。
【００７５】
ビームスプリッタ１５ａは、入射光を、その偏光特性を変化させることなく、反射光と透過光に分割する。この反射光は、第１偏光フィルタ１５ｅに入射し、この透過光は、第２偏光フィルタ１５ｆに入射する。好ましくは、ビームスプリッタ１５ａは、ハーフミラーである。
第１偏光フィルタ１５ｅは、入射光のうち、第１の直線偏光を選択的に（好ましくは、第１の直線偏光のみを）透過させる。したがって、ビームスプリッタ１５ａからの反射光は、第１偏光フィルタ１５ｅを透過すると、第１の直線偏光（好ましくは、完全な第１の直線偏光）になる。
第２偏光フィルタ１５ｆは、入射光のうち、第２の直線偏光を選択的に（好ましくは、第２の直線偏光のみを）透過させる。したがって、ビームスプリッタ１５ａからの透過光は、第２偏光フィルタ１５ｆを透過すると、第２の直線偏光（好ましくは、完全な第２の直線偏光）になる。
【００７６】
なお、第１偏光フィルタ１５ｅと、第２偏光フィルタ１５ｆと、第１撮像部１７と、第２撮像部１９とは、互いに向きが固定されるように支持体２１に取り付けられる。第１偏光フィルタ１５ｅを透過した直線偏光の偏光方向は、第２偏光フィルタ１５ｆを透過した直線偏光の偏光方向と直交する。
【００７７】
また、光学部１５の光路において、図４（Ａ）と違って、第１偏光フィルタ１５ｅを第１レンズ１５ｂの下流に設けてもよく、第２偏光フィルタ１５ｆを第２レンズ１５ｃの下流に設けてもよい。
【００７８】
４．３．変更例３
図４（Ｂ）は、対象物識別装置１０の別の構成例を示す。図４（Ｂ）の例では、上述の偏光ビームスプリッタ１５ａが省略され、光学部１５は、第１レンズ１５ｂと、第１偏光フィルタ１５ｅと、第２レンズ１５ｃと、第２偏光フィルタ１５ｆと、を有する。
撮像範囲からの光が、第１偏光フィルタ１５ｅを透過して第１撮像部１７に入射する。同様に、同じ撮像範囲からの光が、第２偏光フィルタ１５ｆを透過して第２撮像部１９に入射する。第１偏光フィルタ１５ｅは、入射光のうち、第１の直線偏光を選択的に（好ましくは、第１の直線偏光のみを）透過させる。したがって、撮像範囲からの光は、第１偏光フィルタ１５ｅを透過すると、第１の直線偏光（好ましくは、完全な第１の直線偏光）になる。第２偏光フィルタ１５ｆは、入射光のうち、第２の直線偏光を選択的に（好ましくは、第２の直線偏光のみを）透過させる。したがって、撮像範囲からの光は、第２偏光フィルタ１５ｆを透過すると、第２の直線偏光（好ましくは、完全な第２の直線偏光）になる。
【００７９】
なお、第１偏光フィルタ１５ｅと、第２偏光フィルタ１５ｆと、第１撮像部１７と、第２撮像部１９とは、互いに向きが固定されるように支持体２１に取り付けられる。第１偏光フィルタ１５ｅを透過した直線偏光の偏光方向は、第２偏光フィルタ１５ｆを透過した直線偏光の偏光方向と直交する。
【００８０】
第１撮像部１７と第２撮像部１９が、それぞれ、同じ撮像範囲、または、ほぼ同じ撮像範囲の第１画像データと第２画像データを形成するように、撮像装置１１が構成されている。なお、第１画像データと第２画像データとの間に撮像範囲のずれがある場合には、画像処理部１３ａは、第１撮像部１７により生成される第１画像データと、第２撮像部１９により生成される第２画像データとの間の撮像範囲のずれを、適宜の手段を用いて補正して、第１画像データの各画素を、撮像範囲において該画素と同じ位置に相当する第２画像データの画素に対応付ける。
【００８１】
４．４．変更例４
画像処理部１３ａは、上述の値ｆ（Ａ，Ｂ）に補正値Ｋを乗じることにより、補正後の値ｆ（Ａ，Ｂ）×Ｋを求めてもよい。補正値Ｋは次のように求める。均一な無偏光が、光学部１５を介して第１撮像部１７と第２撮像部１９に入射した場合に、当該均一な無偏光の部分に相当する画素について、補正後の値ｆ（Ａ，Ｂ）×Ｋが設定値になるように、補正値Ｋを予め求めておく。ｆ（Ａ，Ｂ）がＡ／Ｂである場合には、この設定値は、例えば、１である。
【００８２】
ステップＳ３において、画像処理部１３ａは、処理対象の画素について、補正後の値ｆ（Ａ，Ｂ）×Ｋが第１しきい値より大きいかどうかを判断する。この判断が肯定である場合には、ステップＳ４へ進み、この判断が否定である場合には、ステップＳ５へ進む。
【００８３】
ステップＳ５において、画像処理部１３ａは、処理対象の画素について、補正後の値ｆ（Ａ，Ｂ）×Ｋが第２しきい値より小さいかどうかを判断する。この判断が肯定である場合には、ステップＳ６へ進み、この判断が否定である場合には、ステップＳ７へ進む。
【００８４】
４．５．変更例５
対象物識別装置１０は、複数組の撮像装置１１と画像処理装置１３を備えていてもよい。この場合、上述の実施形態において、複数組の間で、撮像装置１１の偏光ビームスプリッタ１５ａによる反射光の偏光方向が、互いに設定角度だけずれるように、複数組の撮像装置１１と画像処理装置１３が配置される。ただし、好ましくは、複数組の間で、撮像装置１１は、同じ撮像範囲を撮像するように配置される。
【００８５】
これにより、次の不都合が生じても、マーカ１を認識できる。
ある組の撮像装置１１の偏光ビームスプリッタ１５ａによる反射光の偏光方向が、マーカ１における第１の偏光生成領域１ａの基準方向から大きくずれているとする。このずれが原因で、画像処理部１３ａが、当該マーカ１における第１の偏光生成領域１ａに相当する画素を認識できない場合がある。すなわち、ステップＳ３の判断が肯定となる画素が見つからない場合がある。
このような不都合が生じても、他の組の撮像装置１１の偏光ビームスプリッタ１５ａによる反射光の偏光方向が、マーカ１における第１の偏光生成領域１ａの基準方向に一致し、または、この基準方向に近い方向であるとする。この場合には、画像処理部１３ａは、当該マーカ１における第１の偏光生成領域１ａに相当する画素を認識できる。すなわち、ステップＳ３の判断が肯定となる画素が見つかる。
【００８６】
同様に、上述の変更例２または変更例３において、複数組の間で、撮像装置１１における第１偏光フィルタ１５ｅの透過光の偏光方向が、互いに設定角度だけずれるように、複数組の撮像装置１１と画像処理装置１３が配置されてもよい。ただし、好ましくは、複数組の間で、撮像装置１１は、同じ撮像範囲を撮像するように配置される。
【００８７】
４．６．変更例６
上述の実施形態、変更例２、または変更例３において、支持体２１は、撮像装置１１による撮像方向を向く軸回りに回転可能であってもよい。
【００８８】
これにより、次の不都合が生じても、マーカ１を認識できる。
上述の実施形態において、撮像装置１１における偏光ビームスプリッタ１５ａによる反射光または偏光ビームスプリッタ１５ａの透過光の偏光方向が、マーカ１における第１の偏光生成領域１ａまたは第２の偏光生成領域１ｂの基準方向から大きくずれているとする。このずれが原因で、画像処理部１３ａが、当該マーカ１における第１の偏光生成領域１ａまたは第２の偏光生成領域１ｂに相当する画素を認識できない場合がある。すなわち、ステップＳ３の判断またはステップＳ５の判断が肯定となる画素が見つからない場合がある。
このような不都合が生じた場合には、例えば、上述のステップＳ７の判断が肯定になったにもかかわらず、すべての処理対象の画素について、ステップＳ３とステップＳ５のいずれの判断も否定であった場合には、適宜の手段（例えば駆動装置）により、支持体２１を上述の軸回りに設定角度（例えば、１０度以上４５度以下の角度）だけ回転させる。これにより、撮像装置１１における偏光ビームスプリッタ１５ａによる反射光または偏光ビームスプリッタ１５ａの透過光の偏光方向が、マーカ１における第１の偏光生成領域１ａまたは第２の偏光生成領域１ｂの基準方向一致し、または、この基準方向に近い方向にするようになる。この状態で、図３に示す対象物識別方法を再び行う。
【００８９】
同様に、上述の変更例２または３において、第１偏光フィルタ１５ｅまたは第２偏光フィルタ１５ｆによる偏光方向が、マーカ１における第１の偏光生成領域１ａまたは第２の偏光生成領域１ｂの基準方向から大きくずれているとする。このずれが原因で、画像処理部１３ａが、当該マーカ１における第１の偏光生成領域１ａまたは第２の偏光生成領域１ｂに相当する画素を認識できない場合がある。すなわち、ステップＳ３の判断またはステップＳ５の判断が肯定となる画素が見つからない場合がある。
このような不都合が生じた場合には、例えば、上述のステップＳ７の判断が肯定になったにもかかわらず、すべての処理対象の画素について、ステップＳ３とステップＳ５のいずれの判断も否定であった場合には、適宜の手段（例えば駆動装置）により、支持体２１を上述の軸回りに設定角度（例えば、１０度以上４５度以下の角度）だけ回転させる。これにより、第１偏光フィルタ１５ｅまたは第２偏光フィルタ１５ｆによる偏光方向が、マーカ１における第１の偏光生成領域１ａまたは第２の偏光生成領域１ｂの基準方向一致し、または、この基準方向に近い方向にするようになる。この状態で、図３に示す対象物識別方法を再び行う。
【００９０】
４．７．変更例７
上述では、値Ａと値Ｂを独立変数とした関数の値ｆ（Ａ，Ｂ）は、比率Ａ／Ｂであったが、適宜に定められてよい。すなわち、第１の偏光生成領域１ａに相当する画素と、第２の偏光生成領域１ｂに相当する画素を特定できさえすれば、値ｆ（Ａ，Ｂ）は、比率Ａ／Ｂに限定されず、他のものであってもよい。この場合、第１の偏光生成領域１ａに相当する画素と、第２の偏光生成領域１ｂに相当する画素を特定できるように、上述した第１しきい値および第２しきい値は、ｆ（Ａ，Ｂ）に合わせて定められる。
例えば、値ｆ（Ａ，Ｂ）は、Ａ／（Ａ＋Ｂ）であってもよいし、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）であってもよいし、他のものであってもよい。なお、ｆ（Ａ，Ｂ）がＡ／（Ａ＋Ｂ）や（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）などである場合には、ゼロ、または、ゼロに近い分母で、分子を割る計算が避けられる。
【００９１】
なお、この変更例７を採用する場合、上述において、比率Ａ／Ｂは、値ｆ（Ａ，Ｂ）に読み替えられてよい。
【符号の説明】
【００９２】
１  マーカ、１ａ  第１の偏光生成領域、１ｂ  第２の偏光生成領域、３  対象物、５  円柱形状部、７  偏光部、９  反射部、１０  対象物識別装置、１１  撮像装置、１３  画像処理装置、１３ａ  画像処理部、１３ｂ  記憶部、１５  光学部、１５ａ  ビームスプリッタ、１５ｂ  第１レンズ、１５ｃ  第２レンズ、１５ｄ  第３レンズ、１５ｅ  第１偏光フィルタ，１５ｆ  第２偏光フィルタ，１７  第１撮像部、１７ａ  撮像面、１９  第２撮像部、１９ａ  撮像面、２１  支持体
【図１】
2014171168.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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