(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方向により観測されるパターンが変化するマーカであって、
二次元平面に形成された縞模様と、
前記縞模様が形成された前記二次元平面上に複数のレンズが配列されたレンズアレイと
を備え、
前記二次元平面は長方形であり、
前記縞模様は、前記長方形の短辺方向における前記複数のレンズの並びと平行である第一のマーカと、前記長方形の長辺方向における前記複数のレンズの並びに対して斜交する第二のマーカとを含み、
前記第一のマーカと前記第二のマーカとは、前記長方形の長辺方向に対応する長辺が互いに同一線上若しくは平行線上に位置するように配設されたマーカ。
【請求項２】
前記第一のマーカと前記第二のマーカは、前記長辺同士が互いに接するように配設された請求項１に記載のマーカ。
【請求項３】
前記縞模様は、前記複数のレンズの並びと平行である第一の縞模様と、前記第一の縞模様と直交する方向における前記複数のレンズの並びに対して斜交する第二の縞模様とが重畳されている請求項１に記載のマーカ。
【請求項４】
方向により観測されるパターンが変化するマーカの製造方法であって、
一つのレンズ基板の表面若しくはレンズアレイの裏面に複数の異なる模様を形成する第一のステップと、
前記模様が形成された前記レンズ基板の表面に複数のレンズからなるレンズアレイを載置し、若しくは裏面に前記模様が形成された前記レンズアレイをレンズ基板の表面に載置し、若しくは前記模様が形成された前記裏面の全体を前記模様と異なる色とする第二のステップとを備え、
前記複数の異なる模様は、前記複数のレンズの並びと平行である第一の縞模様と、前記第一の縞模様と直交する方向における前記複数のレンズの並びに対して斜交する第二の縞模様とを含むマーカの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の位置や姿勢を計測するためのマーカとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラにより対象物を撮像して得られる画像を処理することにより、３次元空間における上記対象物と上記カメラ（視点）との相対的な位置や姿勢を計測するための目印は一般にマーカと呼ばれているが、このうち、平面パターンからなるマーカは平面視覚マーカと呼ばれている。【０００３】
そして、このような平面視覚マーカの一つとして、図２１に示されるように二次元平面４０上の複数のドットからなる模様の上に図中矢印のようにレンズアレイを載置し、見る方向により変化する濃淡パターンを観測することによって、軸Ａ及び軸Ｂの２軸周りの視線角度を計測することができる可変モアレパターンを含む平面視覚マーカが考案されている（特許文献１及び２参照）。なお、視線角度の定義については、改めて後述する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４５５５９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０２２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようなドット模様の上にレンズアレイを載置した構造を持つ可変モアレパターンにおいては、上記のように２軸周りの視線角度を計測する場合には、その対称性から、二次元平面４０をなす縦及び横の長さＬ１，Ｌ２を同じにする必要があるため、二次元平面４０の面積が比較的大きなものとなってしまい使い勝手が悪いという問題がある。なお、一般的に、平面視覚マーカは人間の生活環境において設置され使われるものであるため、美観の観点などから大きさはなるべく小さいことが望まれる。【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、より小さな面積で対象物の位置や姿勢を計測できるマーカとその製造方法を提供することを目的とする。    
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、方向により観測されるパターンが変化するマーカであって、二次元平面に形成された縞模様と、縞模様が形成された二次元平面上に複数のレンズが配列されたレンズアレイとを備え、前記二次元平面は長方形であり、前記縞模様は、前記長方形の短辺方向における前記複数のレンズの並びと平行である第一のマーカと、前記長方形の長辺方向における前記複数のレンズの並びに対して斜交する第二のマーカとを含み、前記第一のマーカと前記第二のマーカとは、前記長方形の長辺方向に対応する長辺が互いに同一線上若しくは平行線上に位置するように配設されたマーカを提供する。
【０００８】
また、上記課題を解決するため、本発明は、方向により観測されるパターンが変化するマーカの製造方法であって、一つのレンズ基板の表面若しくはレンズアレイの裏面に複数の異なる模様を形成する第一のステップと、上記模様が形成されたレンズ基板の表面に複数のレンズからなるレンズアレイを載置し、若しくは裏面に上記模様が形成されたレンズアレイをレンズ基板の表面に載置し、若しくは上記模様が形成された上記裏面の全体を上記模様と異なる色とする第二のステップとを備え、前記複数の異なる模様は、前記複数のレンズの並びと平行である第一の縞模様と、前記第一の縞模様と直交する方向における前記複数のレンズの並びに対して斜交する第二の縞模様とを含むマーカの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より小さな面積で対象物の位置や姿勢を計測できるマーカとその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】視線及び視線角度の定義を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る平面視覚マーカ１の構成を示す平面図である。
【図３】図２に示された可変モアレパターン３の製造方法を説明するための平面図である。
【図４】図３に示された可変モアレパターン３の構造を示す斜視図である。
【図５】図２に示された可変モアレパターン５の製造方法を説明するための平面図である。
【図６】図２に示された可変モアレパターン３，５の製造方法を示すフローチャートである。
【図７】図６に示された可変モアレパターン３，５の製造方法を説明するための平面図である。
【図８Ａ】図２に示された平面視覚マーカ１の効果を説明するために、従来の平面視覚マーカの構成を示した平面図である。
【図８Ｂ】図２に示された平面視覚マーカ１の効果を説明するために、平面視覚マーカ１の構成を示した平面図である。
【図９】図２に示された平面視覚マーカ１を用いた姿勢計測方法を説明するための斜視図である。
【図１０】図２に示された平面視覚マーカ１の第一の変形例を示す平面図である。
【図１１】図２に示された平面視覚マーカ１の第二の変形例を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る平面視覚マーカ１５の構成を示す平面図である。
【図１３】図１２に示された平面視覚マーカ１５の第一の変形例を示す平面図である。
【図１４】図１２に示された平面視覚マーカ１５の第二の変形例を示す平面図である。
【図１５Ａ】本発明の実施の形態１及び２に係る平面視覚マーカの効果を説明するために、従来の平面視覚マーカの例を示した平面図である。
【図１５Ｂ】本発明の実施の形態１及び２に係る平面視覚マーカの効果を説明するために、本発明の実施の形態１に係る平面視覚マーカの第一の例を示した平面図である。
【図１５Ｃ】本発明の実施の形態１及び２に係る平面視覚マーカの効果を説明するために、本発明の実施の形態１に係る平面視覚マーカの第二の例を示した平面図である。
【図１５Ｄ】本発明の実施の形態１及び２に係る平面視覚マーカの効果を説明するために、本発明の実施の形態２に係る平面視覚マーカの例を示した平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る立体型マーカ２１の構成を示す図である。
【図１７】図１６に示された立体型マーカ２１の変形例を示す図である。
【図１８Ａ】本発明の実施の形態１から３に係るマーカの効果を説明するために、二つの可変モアレパターン３，５が同一平面上に配設される場合の例を示した斜視図である。
【図１８Ｂ】本発明の実施の形態１から３に係るマーカの効果を説明するために、二つの可変モアレパターン３，５が異なる平面上に配設される場合の例を示した斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係る可変モアレパターン３０の製造方法を説明するための平面図である。
【図２０】図１９に示された可変モアレパターン３０の変形例を説明するための平面図である。
【図２１】ドットの上にレンズアレイを載置した従来の可変モアレパターンの構成を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１２】
最初に、図１を参照しつつ、用語の定義を説明する。なお、以下ではＸ軸周りの事象を例として説明するが、任意の軸周りの事象も同様に定義されることはいうまでもない。
【００１３】
図１において、後述する移動マークＭ１，Ｍ２の中心を注視点Ｐ０とし、測定対象物のなす平面Ｂ上においてＸ軸と平行で注視点Ｐ０を通る軸をＸ１軸、平面Ｂと垂直なＺ軸と平行で注視点Ｐ０を通る軸をＺ１軸とする。
【００１４】
ここで、図１に示された観測視点ＶＰと注視点Ｐ０を結ぶ線Ｌを視線という。また、図１に示されるように、Ｚ１軸と、Ｚ１軸に直交するＸ１軸とを含む平面を平面Ｐ１、線ＬとＸ１軸とを含む平面を平面Ｐ２とするとき、平面Ｐ１と平面Ｐ２のなす角ＳＡをＸ軸周りの視線角度という。
【００１５】
［実施の形態１］
図２は、本発明の実施の形態１に係る平面視覚マーカ１の構成を示す平面図である。図２に示されるように、平面視覚マーカ１は二次元パターン２と可変モアレパターン３，５を備える。ここで、可変モアレパターン３，５の平面形状は共に長方形であって、当該長方形の長辺同士が接合されている。なお、可変モアレパターン３，５においては、それぞれ、視線角度に応じて図中左右方向に連続的かつ滑らかに動くように見える移動マークＭ１，Ｍ２が観測される。
【００１６】
図３は、図２に示された可変モアレパターン３の製造方法を説明するための平面図である。可変モアレパターン３は、レンズ基板の表面をなす二次元平面に図３に示された縞模様９を形成し、レンズ６を配列したレンズアレイ７を当該縞模様９の上に載置する方法により製造され、図４に示される構造を有する。
【００１７】
ここで、縞模様９は、レンズ６の図中縦方向の並びと平行で、かつ間隔がレンズ６の当該並びの間隔と微小に異なる複数の直線８からなるものとされる。なお、レンズアレイ７は、図３においてはレンズ６が格子配列された例が示されているが、ハニカム配列されたものであっても良い。また、図３に示された可変モアレパターン３の構成は一例に過ぎず、レンズ６の個数や直線８の本数等は、図３に示されたものに限られない。
【００１８】
このような構成を有する可変モアレパターン３では、軸Ａ周りの視線角度の変化に応じて移動マークＭ１が矢印方向（図中左右方向）に動くように見えることになる。なお、移動マークＭ１は、見かけ上、上記縞模様９の一部が拡大された形で現れたものである。
【００１９】
従って、可変モアレパターン３は、観測される移動マークＭ１の位置に応じて軸Ａ周りの視線角度を一意に求められるため、必要な面積を削減して平面視覚マーカ１を小型化することができる。
【００２０】
図５は、図２に示された可変モアレパターン５の製造方法を説明するための平面図である。可変モアレパターン５は、レンズ基板の表面をなす二次元平面に図５に示された縞模様１０を形成し、レンズアレイ７を当該縞模様１０の上に載置する方法により製造される。
【００２１】
ここで、縞模様１０の方向は、αを傾斜角とするとき、図３に示された縞模様９と［９０±α］度異なり、縞模様１０は図５の図中左右方向のレンズ６の並びに対して少し斜めに形成される。なお、縞模様１０を構成する直線の間隔は、上記レンズ６の並びの間隔とほぼ同じものとされ、レンズアレイ７はレンズ６がハニカム配列されたものであっても良い。また、図５に示された可変モアレパターン５の構成は一例に過ぎず、レンズ６の個数や縞模様１０を構成する直線の本数等は、図５に示されたものに限られない。
【００２２】
このような構成を有する可変モアレパターン５では、図３に示された軸Ａと直交する軸Ｂ周りの視線角度の変化に応じて移動マークＭ２が矢印方向（図中左右方向）に動くように見えることになる。なお、移動マークＭ２は、上記縞模様１０の一部が拡大された形で現れたものである。
【００２３】
従って、可変モアレパターン５は、観測される移動マークＭ２の位置に応じて軸Ｂ周りの視線角度を一意に求められるため、必要な面積を削減して平面視覚マーカ１を小型化することができる。
【００２４】
図２に示された平面視覚マーカ１は、上記のような方法により製造された二つの可変モアレパターン３，５を、外形をなす長方形の長辺同士が接するように配置することによって製造できるが、図６に示される手順により、可変モアレパターン３，５を一体的に製造しても良い。
【００２５】
すなわち、ステップＳ１において、一つのレンズ基板の表面若しくはレンズアレイの裏面に複数の異なる模様、例えば上記の縞模様９，１０を含む図７に示された縞模様２５、を形成する。次に、ステップＳ２において、上記複数の異なる模様が形成された上記レンズ基板の表面に、図７に示される上記のレンズアレイ７を載置し、若しくは裏面に上記模様が形成されたレンズアレイをレンズ基板の表面に載置し、若しくは上記模様が形成された上記裏面の全体を上記模様と異なる色とする。
【００２６】
ここで、ステップＳ１における模様の形成は、レンズ基板の表面若しくはレンズアレイの裏面に当該模様を直接印刷する方法の他、レンズ基板の表面若しくはレンズアレイの裏面に溝を形成して当該溝を着色する方法などにより実現される。なお、後者の溝を形成する方法においては、レンズアレイの表面とレンズアレイの裏面の溝とを一体成型することにより、製造を容易化してコストを低減すると共に、レンズアレイと当該模様との位置関係の精度を高めることができる。
【００２７】
また、ステップＳ２におけるレンズアレイの裏面全体の着色は、当該裏面に直接色をつけたり、色がついたシートを当該裏面に貼付したりする方法などにより実現される。なお、上記色は透明であっても良く、この場合にはレンズアレイの裏面からバックライトで照らすことにより夜間でも模様の観測が可能となる。また、レンズアレイの裏面全体を上記模様と異なる色とした場合には、上記レンズアレイ自体において模様の観測が可能となるため、必ずしも上記レンズ基板若しくは上記レンズ基板に相当するものと組み合わせる必要はない。
【００２８】
以上のような製造方法によれば、レンズ基板の表面若しくはレンズアレイの裏面に異なる模様を同時に形成することができ、かつ、異なる模様毎にレンズアレイを用意する必要がなくなるため載置するレンズアレイ７を共通化することができることから、製造コストを低減することができる。
【００２９】
図８は、図２に示された平面視覚マーカ１の効果を説明するための平面図であり、それぞれ図８Ａは従来の平面視覚マーカ、図８Ｂは図２に示された平面視覚マーカ１の構成を示すものである。図８Ａに示されるように、従来の平面視覚マーカ５４は二次元パターン５０と、図２１に示された従来の可変モアレパターンと同じ構造を有する可変モアレパターン５２とを組み合わせた構成を有する。なお、可変モアレパターン５２では、見かけ上、図２１に示されるドットが可変モアレパターン５２内において二次元的に動くことになる。
【００３０】
これに対し、図２に示された平面視覚マーカ１は、図８Ｂに示されるように、二次元パターン２と可変モアレパターン３，５とを組み合わせた構成を有する。なお、可変モアレパターン３，５では、上記のように、見かけ上、図２に示された移動マークＭ１，Ｍ２が、直交する２軸周りの姿勢の変化に対してそれぞれ一次元的に動くことになる。
【００３１】
ここで図８Ａと図８Ｂに示されるように、可変モアレパターン３，５は従来の可変モアレパターン５２と同じ機能をより小さな面積で実現できるため、平面視覚マーカ１を平面視覚マーカ５４に比してより細長く、小さく作ることができる。
【００３２】
以下において、図９を参照しつつ、図２に示された平面視覚マーカ１を用いた姿勢計測方法を説明する。
【００３３】
可変モアレパターン３において観測される移動マークＭ１の位置に応じて軸Ａ周りの視線角度が一意に特定されるため、視点が存在する平面（視点平面）ＰＡを求めることができる。また、可変モアレパターン５において観測される移動マークＭ２の位置に応じて軸Ｂ周りの視線角度が一意に特定されるため、視点平面ＰＢを求めることができる。そして、このようにして二つの視点平面ＰＡ，ＰＢが得られることから、これら二つの平面の交わりとして視点が存在する直線（視点直線）ＶＰＬが求められることになる。この視点直線ＶＰＬは、平面視覚マーカ１に対する視線の方向を示すものとなる。
【００３４】
ここで、図２に示された平面視覚マーカ１は、二つの可変モアレパターン３，５が可変モアレパターン３，５の長辺同士が互いに接するように配設されたものであるが、上記のように求められた二つの視点平面がある交線で交わるような配置であれば、他の組み合わせ方や並べ方であってもよい。なお、二つの可変モアレパターン３，５の大きさは同一でなくてもよく、組み合わせる可変モアレパターンの個数は三つ以上であってもよい。
【００３５】
図１０は、図２に示された平面視覚マーカ１の第一の変形例を示す平面図である。なお、図１０から図１４においては平面視覚マーカ１１，１３，１５，１７，１９に含まれる二次元パターンは省略されており、図１６及び図１７においても同様である。
【００３６】
図１０に示されるように、第一の変形例である平面視覚マーカ１１では、可変モアレパターン３，５の対応する長辺が同一線上に位置するように横に並べて配設される。なお、図１０においては、隣り合う可変モアレパターン３，５は近接しているが、横方向の間隔はより広いものであってもよい。
【００３７】
図１１は、図２に示された平面視覚マーカ１の第二の変形例を示す平面図である。図１０に示された平面視覚マーカ１１では、上記のように、二つの可変モアレパターン３，５は、対応する長辺が互いに同一線上に位置するように配設されるのに対して、図１１に示されるように、第二の変形例である平面視覚マーカ１３では、二つの可変モアレパターン３，５は、上記の対応する長辺が互いに平行線上に位置するように配設される。なお、図１１においては、二つの可変モアレパターン３，５が当該平行線上において、図中横方向にずれた位置に配設されているが、このずれの大きさは任意のものが考えられ、全くずれていなくても良い。
【００３８】
以上より、本発明の実施の形態１に係る平面視覚マーカ１，１１，１３によれば、軸Ａ及び軸Ｂ周りの視線角度を移動マークＭ１，Ｍ２の位置に応じて求めることによって平面視覚マーカ１，１１，１３に対する視点の相対的な姿勢を計測することができるため、ドット模様の上にレンズアレイを載置した従来のマーカに比して必要な面積を削減してマーカを小型化することができる。
【００３９】
［実施の形態２］
図１２は、本発明の実施の形態２に係る平面視覚マーカ１５の構成を示す平面図である。図１２に示されるように、本発明の実施の形態２に係る平面視覚マーカ１５は、同種の可変モアレパターン３を二つ組み合わせたものである。
【００４０】
なお、組み合わせる数は三つ以上であってもよく、可変モアレパターン３に替えて可変モアレパターン５を組み合わせても良い。
【００４１】
図１２に示されるように、平面視覚マーカ１５では、長方形をなす二つの可変モアレパターン３は、当該長方形の長辺の方向が互いに直交し、交点が一方の可変モアレパターン３の中央に位置する、いわゆるＴ字形をなすように配設される。
【００４２】
このように、同種の可変モアレパターン３を互いに直交するように配設することにより、上記実施の形態１に係る平面視覚マーカ１，１１，１３と同様に、直交する二軸周りの視線角度を得ることができる。
【００４３】
図１３及び図１４には、図１２に示された平面視覚マーカ１５の変形例としての平面視覚マーカ１７，１９が示される。これらの平面視覚マーカ１７，１９では、二つの可変モアレパターン３は、当該長辺の方向が互いに直交すると共に、矩形をなす平面視覚マーカ１７，１９の隣接した二辺に沿うように配設される。
【００４４】
ここで、二つの可変モアレパターン３の図中横方向における間隔は任意の大きさでよく、近接させた場合には図１３に示された平面視覚マーカ１７、間隔をあけた場合には図１４に示された平面視覚マーカ１９がそれぞれ得られることになる。
【００４５】
以上のような本発明の実施の形態２に係る平面視覚マーカ１５，１７，１９によれば、同種の可変モアレパターン３若しくは可変モアレパターン５を用いて実施の形態１に係る平面視覚マーカ１，１１，１３と同じ機能を持つ平面視覚マーカ１５，１７，１９を得ることができるため、製造コストを低減することができる。
【００４６】
図１５は、本発明の実施の形態１及び２に係る平面視覚マーカの効果を説明するための平面図であり、それぞれ図１５Ａは従来の平面視覚マーカの例、図１５Ｂ及び図１５Ｃは本発明の実施の形態１に係る平面視覚マーカの例、図１５Ｄは本発明の実施の形態２に係る平面視覚マーカの例を示すものである。なお、図中破線は平面視覚マーカ全体を表す。
【００４７】
図１５Ａに示されるように、図２１に示された従来の可変モアレパターンを用いる場合には、その構造における対称性から縦横同サイズの可変モアレパターン５２を二次元パターンＭＫと組み合わせる必要がある。このため、組み合わせた平面視覚マーカ全体の占有面積が大きくなると共に、可変モアレパターン５２を配置する方法は二次元パターンＭＫの図中上下左右のいずれかに限られることになる。
【００４８】
これに対し、上記実施の形態１及び２において説明した可変モアレパターン３，５を用いる場合には、図１５Ｂから図１５Ｄに示されるように、異種又は同種の可変モアレパターン３，５を二次元パターンＭＫの外形をなす辺の一つ若しくは複数に沿って配置することができる。このため、平面視覚マーカ全体の占有面積を小さくすることができ、かつ、可変モアレパターン３，５の配置パターンのバリエーションを増やすことにより平面視覚マーカ全体のデザインの多様性や柔軟性を高めることができる。
【００４９】
［実施の形態３］
実施の形態１及び２においては、可変モアレパターン３，５が同一の二次元平面上に配置された平面視覚マーカ１，１１，１３，１５，１７，１９について説明したが、可変モアレパターン３，５は任意の複数平面に配置しても良い。以下において、具体例を説明する。
【００５０】
図１６は、本発明の実施の形態３に係る立体型マーカ２１の構成を示す図である。図１６に示されるように、立体型マーカ２１においては、直方体２０の上面に可変モアレパターン３が、側面に可変モアレパターン５がそれぞれ配設される。また、図１７には立体型マーカ２１の変形例として立体型マーカ２４が示されるが、立体型マーカ２４では同種の可変モアレパターン３が異なる面２２，２３に配設される。
【００５１】
以上のような実施の形態３に係る立体型マーカ２１，２４によっても、実施の形態１及び２に係る平面視覚マーカ１，１１，１３，１５，１７，１９と同様に、可変モアレパターン３，５において観測される移動マークＭ１，Ｍ２の位置に応じて視線角度を求めることによって、当該立体物の姿勢を計測することができる。
【００５２】
図１８は、本発明の実施の形態１から３に係るマーカの効果を説明するための斜視図であり、図１８Ａは二つの可変モアレパターン３が同一平面上に配設される場合の例、図１８Ｂは二つの可変モアレパターン３，５が異なる平面上に配設される場合の例を示すものである。図１８Ａ及び図１８Ｂに示されるように、本発明の実施の形態に係る可変モアレパターン３，５によれば、従来の可変モアレパターン５２を配設できないような狭い領域からなるテーブルの側面Ｔｂ等においても配設することができるため、二次元パターンＭＫと共に、測定対象物の形状などの環境の多様性に応じて柔軟にマーカを構成することができる。なお、図１８Ａにおいては、二つの可変モアレパターン３の使用例が示されているが、二つの可変モアレパターン３の替わりに二つの可変モアレパターン５を使用してもよい。
【００５３】
［実施の形態４］
図１９は、本発明の実施の形態４に係る可変モアレパターン３０の製造方法を説明するための平面図である。可変モアレパターン３０は、レンズ基板の表面をなす二次元平面に図１９に示された模様２９を形成し、レンズアレイ７を当該模様２９の上に載置する方法により製造される。ここで、模様２９は、例えば、図３に示された縞模様９と図５に示された縞模様１０とが重畳されたものとされる。
【００５４】
このような構成を有する可変モアレパターン３０では、図１９に示されるように、模様２９に含まれる縞模様９に対応して軸Ａ周りの視線角度に応じた移動マークＭ１の移動が観測され、模様２９に含まれる縞模様１０に対応して軸Ｂ周りの視線角度に応じた移動マークＭ２の移動が観測される。
【００５５】
すなわち、一つの可変モアレパターン３０において、二つの移動マークＭ１，Ｍ２が観測され、移動マークＭ１の位置に応じて軸Ａ周りの視線角度が、移動マークＭ２の位置に応じて軸Ｂの周りの視線角度がそれぞれ求められる。
【００５６】
ただし、可変モアレパターン３０においては、二つの移動マークＭ１，Ｍ２が識別されなければならない。そのための方法としては、例えば、重畳させる縞模様を色分けすることにより、移動マークＭ１，Ｍ２の色を相互に異なるものとすることが考えられる。
【００５７】
そして、二つの移動マークＭ１，Ｍ２を撮像した画像を処理することにより、両移動マークＭ１，Ｍ２を識別することができる。
【００５８】
しかし、二つの移動マークＭ１，Ｍ２が重なる場合には、下側の移動マークの位置を測定することが容易でない。そこで、下側となる移動マークを可変モアレパターン３０の中で複数本生じさせ、いずれかが必ず上側の移動マークと重ならないよう縞模様９，１０を形成させる。
【００５９】
また、二つの移動マークＭ１，Ｍ２を識別するためには、図２０に示されるように、移動マークＭ２の傾きが移動マークＭ１と異なる可変モアレパターン３２が考えられる。
【００６０】
ここで、移動マークＭ２の傾き、すなわち移動マークＭ２と軸Ｂとのなす角は、縞模様１０の間隔に応じて変化させることができる。
【００６１】
このような可変モアレパターン３２を使用すれば、図中左右方向に移動する移動マークＭ１，Ｍ２が、ある視点から見た場合に重なった場合であっても、両移動マークＭ１，Ｍ２が完全に重なることはないため、当該移動マークＭ１，Ｍ２を撮像することにより得られた画像を処理することによって両移動マークＭ１，Ｍ２を識別することができる。
【００６２】
なお、上記において、縞模様９の傾きを変えることにより、移動マークＭ２の替わりに移動マークＭ１だけを上記の移動マークＭ２と同様に傾くようにしてもよい。さらに、画像処理による移動マークＭ１，Ｍ２の識別をより容易にするため、上記のような方法によって移動マークＭ１，Ｍ２の両方を同時に、互いに逆向きに傾かせるようにしてもよい。
【００６３】
以上より、本発明の実施の形態４に係る可変モアレパターン３２によれば、一つの可変モアレパターン３２を使用することにより、移動マークＭ１，Ｍ２の位置に応じて軸Ａ及び軸Ｂ周りの視線角度を求めることができるため、二次元パターン等と組み合わせることによって、対象物の姿勢を計測するために必要なマーカの面積をさらに低減することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１１，１３，１５，１７，１９，５４  平面視覚マーカ
２，５０  二次元パターン
３，５，３０，３２，５２  可変モアレパターン
６  レンズ
７  レンズアレイ
９，１０，２５，２９  縞模様
【図１】
0006710370.tif 000002
【図２】
0006710370.tif 000003
【図３】
0006710370.tif 000004
【図４】
0006710370.tif 000005
【図５】
0006710370.tif 000006
【図６】
0006710370.tif 000007
【図７】
0006710370.tif 000008
【図８Ａ】
0006710370.tif 000009
【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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