(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体上にパターンを生成する複数の生成部と、
前記パターンの生成に連動して、前記パターンの画像を取得する撮像部と、
を含み、
前記撮像部は、前記パターンが安定したか否かを判定する判定部を有し、
前記判定部は、前記パターンの生成後に前記パターンを時系列で撮像して得た前記パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較した結果に基づいて前記判定を行う、
個体識別装置。
【請求項２】
前記撮像部は、前記基準値より前記特徴点の数が多くなった前記画像を、前記パターンの安定後の画像として取得する、
請求項１に記載の個体識別装置。
【請求項３】
物体上にパターンを生成する複数の生成部と、
前記パターンの生成に連動して、前記パターンの画像を取得する撮像部と、
を含み、
携帯可能な外装ケースに、前記複数の生成部と前記撮像部とを移動自在に支持するプレートを内蔵し、複数の前記生成部によってパターンの生成を行った位置に前記撮像部を移動させて前記パターンの撮像を行うように構成されている、
個体識別装置。
【請求項４】
前記生成部は、前記物体上にインクを塗布することによって前記パターンを生成する、
請求項１乃至３の何れかに記載の個体識別装置。
【請求項５】
複数の生成部によって物体上にパターンを生成し、
前記パターンが安定したか否かを判定し、
前記安定した後の前記パターンの画像を取得し、
前記判定では、前記パターンの生成後に前記パターンを時系列で撮像して得た前記パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較した結果に基づいて前記判定を行う、
個体識別方法。
【請求項６】
複数の生成部と撮像部とを移動自在に支持するプレートを内蔵する携帯可能な外装ケースを物体上に載置し、
前記複数の生成部によって前記物体上にパターンを生成し、
前記パターンの生成を行った位置に前記撮像部を移動させて、前記パターンの安定後の画像の撮像を行う、
個体識別方法。
【請求項７】
コンピュータに、
複数の生成部によって物体上にパターンを生成する処理と、
前記パターンが安定したか否かを判定する処理と、
前記安定した後の前記パターンの画像を取得する処理と、
を行わせるためのプログラムであって、
前記判定では、前記パターンの生成後に前記パターンを時系列で撮像して得た前記パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較した結果に基づいて前記判定を行う、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個体識別装置、個体識別方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
流通する物体のトレーサビリティを確保すること等を目的として、工業製品や商品などの各種の物体上に個体識別のためのパターンを生成することが行われている。例えば特許文献１および特許文献２では、物体上にタガント粒子のランダム分布パターンを生成している。【０００３】
また、個体識別のために物体上に生成したパターンを撮像することが行われている。例えば特許文献１および特許文献２では、物体上のランダム分布パターンをカメラで撮像している。【０００４】
さらに、特許文献３には、設定トルク値で締付を行った締結部材であることを確認できるように当該締結部材の頭部に着色インクで所定のパターンを生成する機能を有するトルクレンチが記載されている。また、特許文献３では、締付が完了すると、検査員がカメラにより締結部材を撮像し、撮像して得られた画像を画面表示部に表示している。【０００５】
他方、本発明に関連する他の技術として以下のような技術がある。【０００６】
特許文献４には、電子写真複写装置および識別情報読取装置として機能する複合機が記載されている。【０００７】
特許文献４に記載される電子写真複写装置では、発行トナーを各画像上にランダムに存在させることにより、複写物１枚毎にＩＤ機能を付与する。具体的には、先ず、露光手段によって、感光体ドラム上の電子写真感光体の表面に、原画像に基づいて静電潜像を形成する。次に、現像手段によって、静電潜像が形成された電子写真感光体上に、帯電した現像剤を付着させて、静電潜像を現像する。ここで、現像剤として、可視光以外の特定波長の光により発光するトナー（発光トナー）を非発光トナー中に混在させたトナーを含む現像剤を使用する。次に、転写手段によって、電子写真感光体に現像された像を、コピー用紙に転写する。次に、定着手段によって、上記発光トナーおよび非発光トナーを含む像を、コピー用紙上に定着させる。これによって、原画像に識別情報を付加したコピー画像が得られる。【０００８】
次に、特許文献４に記載される識別情報読取装置では、発光トナーおよび非発光トナーで構成される画像が形成されている印刷物に可視光以外の特定波長の光を照射し、上記画像を光学的に読み取る。上記画像には、発光トナーがランダムに定着しているので、このパターンを可視光以外の特定波長光で読み取ることにより、媒体上の画像情報を識別するための識別情報が得られる。この識別情報は、保存され、或いは予め保存された他の画像の識別情報と照合される。【０００９】
特許文献４に記載される複合機を使用して、原画像に識別情報を付与したコピー画像を作成し、その作成したコピー画像の識別情報を取得するためには、利用者は、２つの作業工程を実施する必要がある。即ち、先ず、電子写真複写装置を使って原画像からコピー画像を生成する。次に、上記生成したコピー画像を識別情報読取装置に読み取らせて識別情報を取得する。【００１０】
また、特許文献５には、インクジェット方式によりインクを透明基材上に塗布する光学散乱層の形成方法が記載されている。具体的には、インクジェットヘッドから透明基材上にインク滴を着弾させる塗布工程を複数回繰り返すことにより、透明基材上に凹凸構造を有する光学散乱層を形成する。また、複数の塗布工程間に、先の塗布工程によって透明基材上に塗布されたインクを乾燥させる乾燥工程が設けられる。この乾燥工程は、乾燥工程の後の塗布工程において塗布されるインクが、下地の表面エネルギー状態に応じて濡れ性が変化し、一種の自己組織化現象により盛り上がり、最終的に得られる塗膜の表面に、周期的な凹凸構造を形成するために実施される。そのため、最後の乾燥工程の後には、その必要性がないため、乾燥工程は実施されない。【００１１】
上記乾燥工程においては、乾燥温度および乾燥時間により、先に透明基材上に塗布されたインクの乾燥状態を制御することが好ましいとされている。また、乾燥状態は、例えば、目視、顕微鏡観察、あるいは画像解析等を行うことによって確認することができるとされており、反射光の様子を観察することによってインクが乾燥したことを確認することが例示されている。また、乾燥工程では、ヒータのような加熱手段やファンのような送風手段による乾燥手段を用いて、インク中の溶剤の蒸発を促進することが記載されている。【００１２】
また、特許文献６には、偽造防止性の高い微粒子含有シートの製造方法および微粒子含有シートの検査方法が記載されている。【００１３】
特許文献６に記載される製造方法は、拡大して観察することで識別可能な情報を有する微粒子が透明樹脂中に分散された微粒子含有層を形成する工程を含む。拡大して観察することで識別可能な情報を有する微粒子として、立体形状を有すると共に凹部がパターン上に形成され、拡大して観察することで“ＴＥＡ”の文字の立体形状を成すものが例示されている。また、特許文献６に記載される検査方法では、微粒子含有シートに光を照射し、カメラにより画像を取得する。そして、画像から微粒子の位置をマッピングし、データベースに保存し、照合を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特表２００７−５３４０６７号公報
【特許文献２】特開２０１３−６９１８８号公報
【特許文献３】特許第５６３４１２１号公報
【特許文献４】特開２００６−１０６６５５号公報
【特許文献５】特開２０１５−２００８２０号公報
【特許文献６】特開２０１５−４４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように特許文献１、特許文献２、特許文献４、および特許文献６には、個体識別のために物体上にパターンを生成すること、及び生成したパターンの画像を取得することが記載されているけれども、物体上に個体識別のためのパターンを生成した後、直ちにその生成したパターンの画像を取得することは言及されていない。【００１６】
一方、特許文献３には、物体上にパターンを生成する作業と生成したパターンの画像を取得する作業とを連続的に行う旨の記載がある。しかしながら、特許文献３では、物体にパターンを生成した後、その生成したパターンの画像を取得するか否かはカメラを操作する人の判断に委ねられている。このため、物体上にパターンを生成したにもかかわらず、当該生成したパターンの画像が取得されなかったり、その反対に、パターンを生成していない物体の画像が取得されたりして、パターンの生成と画像の取得との間に食い違いが生じる可能性がある。【００１７】
本発明の目的は、上述した課題を解決する個体識別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一形態に係る個体識別装置は、
物体上にパターンを生成する複数の生成部と、
前記パターンの生成に連動して、前記パターンの画像を取得する撮像部と、
を含む。【００１９】
本発明の他の形態に係る個体識別方法は、
複数の生成部によって物体上にパターンを生成し、
前記パターンの生成に連動して、前記パターンの画像を取得する。【００２０】
本発明の他の形態に係るプログラムは、
コンピュータを、
物体上のパターンの生成に連動して、前記パターンの画像を取得する撮像部、
として機能させる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上述した構成を有するため、パターンの生成とその撮像との間に食い違いが生じるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における生成部として使用可能なインク付与ユニットの一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における生成部として使用可能なインク付与ユニットの他の例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における生成部として使用可能なインク付与ユニットの別の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における生成部の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における生成部のインク付与ユニットがパターン生成位置まで降下した状態を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における撮像部の一例を示す構成図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における撮像部に備わる判定部の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における撮像部に備わる判定部に含まれる比較部の動作を説明するグラフの一例である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における撮像部に備わる判定部に含まれる照合部の動作を説明するグラフの一例である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における撮像部に備わる判定部に含まれる照合部の動作を説明するグラフの他の例である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における撮像部に備わる判定部の他の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置における撮像部に備わる画像処理部の構成例を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置を用いて実行する個体識別方法の手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る個体識別装置の構成例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る個体識別装置を用いて実行する個体識別方法の手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る個体識別装置を斜め下から見た外観斜視図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る個体識別装置を斜め上から見た外観斜視図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る個体識別装置を用いて実行する個体識別方法の手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る個体識別装置の構成例を示す図である。
【図２１】本発明の個体識別装置を実現するためのコンピュータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
[第１の実施形態]
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る個体識別装置１００は、物体１１０上に個体識別のためのパターン１１１を生成する装置である。また個体識別装置１００は、生成したパターン１１１の画像を取得するためにパターン１１１を撮像する装置である。さらに個体識別装置１００は、取得したパターン１１１の画像から物体１１０の個体識別に用いる個体識別子を生成する装置である。
【００２５】
物体１１０は、個体識別のためのパターン１１１を生成する対象物である。物体１１０は、例えば工業製品や商品パッケージである。また物体１１０は、個人の持ち物（名刺や手帳など）あるいは個人の身体の一部（例えば指など）であってもよい。
【００２６】
個体識別装置１００は、主な機能部として、２つの生成部１０１と、撮像部１０２とを有する。この例では、生成部の個数は２であるが、３つ以上の生成部を有していてもよい。
【００２７】
生成部１０１は、物体１１０上に個体識別のためのパターン１１１を生成する機能を有する。生成部１０１は、例えば、物体１１０上にインクを塗布することによってパターン１１１を生成する。生成部１０１は、例えば、インクペンやインクジェットなどのインク付与ユニットを含むことができる。
【００２８】
図２は、生成部１０１として使用可能なインク付与ユニットの一例を示す。この例のインク付与ユニット１３１は、ペン状のハウジング１２２の先端部分に設けられた貫通孔にフェルト材で構成されたペン先部１２３が装着されている。また、ハウジング１２２内にインク１２４が充填されている。ハウジング１２２の後端に取り付けられたキャップ１２７は、インク１２４を補充できるように着脱自在になっている。ハウジング１２２内のインク１２４は、毛細管現象によりペン先部１２３に常に染み込む。その結果、ペン先部１２３を物体１１０の面に当てると、ペン先部１２３の先端から染み出るインクを物体１１０に塗布することできる。なお、ペン先部１２３はフェルト材でなく、ボールペンのペン先のように、ボールとチップ（インクをインクタンクからボールに供給する部材）とを備えた構造としてもよい。
【００２９】
２つの生成部１０１のそれぞれに図２に示したインク付与ユニット１３１を使用する場合、一方の生成部１０１に使用するインク付与ユニット１３１のインク色と他方の生成部１０１に使用するインク付与ユニット１３１のインク色とは、互いに相違するようにする。例えば、一方のインクは黒色であり、他方のインクは赤色である。或いは、一方のインクは濃い赤色であり、他方のインクは薄い赤色である。そして、互いに色の相違するインクを使用した２つのインク付与ユニット１３１を用いて、物体１１０上の略同一の位置に略同時にインクを塗布することによって、物体１１０上にパターンを生成する。ここで、物体１１０上の略同一の位置にインクを塗布するとは、最初のインクを塗布した物体１１０上の領域の少なくとも一部と重なるように次のインクを塗布することを意味する。また、物体１１０上に略同時にインクを塗布するとは、最初に塗布したインクが完全に乾燥するまでに次のインクを塗布することを意味する。このように物体１１０上の略同一の位置に略同時にインクを塗布することによって、インクが乾燥し固化するまでに互いのインクが混入し、ランダムなパターン１１１が生成される。
【００３０】
図３は、生成部１０１として使用可能なインク付与ユニットの他の例を示す。この例のインク付与ユニット１４１は、インクジェットノズル１４２と駆動部１４３とインクタンク１４４とを備える。インクタンク１４４には、インクが蓄えられている。駆動部１４３は、図示しない信号線を通じて出力指令を受けると、インクタンク１４４から供給されるインクを所定の圧力で一定時間だけインクジェットノズル１４２の先端から外部に噴出させる。外部に噴出したインクは、物体の面に付着し、パターンを形成する。このようなインク付与ユニット１４１は、例えば、市販のインクジェットマーカーを使用することができる。
【００３１】
２つの生成部１０１のそれぞれに図３に示したインク付与ユニット１４１を使用する場合、一方の生成部１０１に使用するインク付与ユニット１４１のインク色と他方の生成部１０１に使用するインク付与ユニット１４１のインク色とは、互いに相違するようにする。そして、互いに色の相違するインクを使用した２つのインク付与ユニット１４１を用いて、物体１１０上の略同一の位置に略同時にインクを塗布することによって、物体１１０上にパターンを生成する。これによって、インクが乾燥し固化するまでに互いのインクが混入し、ランダムなパターン１１１が生成される。
【００３２】
図４は、２つの生成部１０１として使用可能なインク付与ユニットの一例を示す。この例のインク付与ユニット１２１は、ペン状のハウジング１２２の先端部分に設けられた貫通孔にフェルト材で構成されたペン先部１２３が装着されている。ペン先部１２３はフェルト材でなく、ボールペンのペン先のように、ボールとチップとを備えた構造としてもよい。また、ハウジング１２２内は隔壁１２６により２つの部屋に仕切られており、それぞれの部屋にインク１２４、１２５が充填されている。インク１２４とインク１２５とは、互いに色が相違している。例えば、一方のインクは黒色であり、他方のインクは赤色である。或いは、一方のインクは濃い赤色であり、他方のインクは薄い赤色である。ハウジング１２２の後端に取り付けられたキャップ１２７は、インク１２４、１２５を補充できるように着脱自在になっている。ハウジング１２２内の各々の部屋に充填してあるインク１２４、１２５は、毛細管現象によりペン先部１２３に常に染み込むようになっているが、ペン先部１２３の先端部分においても双方にインクは完全に混合されない。その結果、ペン先部１２３を物体１１０の面に当てると、ペン先部１２３の先端から染み出るインクを物体１１０に塗布することでき、その際に物体１１０上に２色のインクによるランダムなパターンを生成することができる。
【００３３】
図５は、生成部１０１の一例を示す構成図である。この例の生成部１０１は、プレート１５１に設けられた貫通孔にインク付与ユニット１５２が着脱自在に装着されている。インク付与ユニット１５２は、インク付与ユニット１５２を常時上方へ弾性力を付与するリターンスプリング１５３を備えている。インク付与ユニット１５２の上方には、外部から所定のコマンドを受信すると、シリンダのピストンロッド１５４を上下動させる駆動部１５５が設けられている。駆動部１５５の筐体とプレート１５１とは連結部材１５７によって連結されている。図６に示すように、駆動部１５５によりピストンロッド１５４を下方にストロークさせてインク付与ユニット１５２を押圧すると、インク付与ユニット１５２がリターンスプリング１５３の弾性力に抗して、待機位置からインク付与位置まで降下する。これにより、インク付与ユニット１５２が図２または図４に示したようなペン型の場合、ペン先部１２３が物体１１０の面に当接し、物体１１０の面にインクが付与される。また、インク付与ユニット１５２が図３に示したようなインクジェット型の場合、インクジェットノズル１４２の先端部がインクを噴射するための適切な高さに位置決めされ、その位置からインクを噴射すると物体１１０の面にインクが付与される。他方、駆動部１５５によりピストンロッド１５４を上昇させると、インク付与ユニット１５２がリターンスプリング１５３の弾性力により待機位置まで上昇する。
【００３４】
図５に示した生成部１０１では、インク付与ユニット１５２を待機位置からインク付与位置まで移動させ、またインク付与位置から待機位置まで移動させるために、シリンダのピストンロッド１５４を使ったシリンダストローク機構を使用した。しかし、インク付与ユニット１５２を上下動させる機構は、シリンダストローク機構に限定されず、その他の機構、例えばリニアガイドとボールねじによる直動機構を使用してもよい。
【００３５】
再び図１を参照すると、撮像部１０２は、複数の生成部１０１によるパターン１１１の生成に連動して、パターン１１１を撮像する機能を有する。また、撮像部１０２は、複数の生成部１０１によって生成されたパターン１１１の安定後、パターン１１１の画像を取得する機能を有する。更に、撮像部１０２は、取得したパターン１１１の画像から個体識別子を抽出する機能を有する。
【００３６】
図７は撮像部１０２の一例を示す構成図である。この例の撮像部１０２は、カメラ１６１と検出部１６２と判定部１６３と画像処理部１６４とを備える。検出部１６２と判定部１６３と画像処理部１６４は、専用のハードウェアで実現することができる以外に、図２１に示すような演算処理部５０１と記憶部５０２とを有するコンピュータ５００とプログラム５０３とで実現することができる。プログラム５０３は、コンピュータ５００の立ち上げ時等にコンピュータ５００に読み取られ、コンピュータ５００の動作を制御することにより、コンピュータ５００上に検出部１６２と判定部１６３と画像処理部１６４とを実現する。
【００３７】
カメラ１６１は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ）イメージセンサを使用したカメラで構成することができる。
【００３８】
検出部１６２は、複数の生成部１０１によってパターンの生成が行われたか否かを検出する機能を有する。判定部１６３は、検出部１６２によって生成されたパターンが安定したか否かを判定する機能を有する。画像処理部１６４は、パターンが安定したと判定された後のパターンの画像を取得する機能を有する。また画像処理部１６４は、取得した画像から個体識別のための特徴量を抽出して出力する機能を有する。以下、検出部１６２、判定部１６３、および画像取得部１６４の構成例について詳細に説明する。
【００３９】
まず、検出部１６２の構成例について説明する。
【００４０】
検出部１６２は、パターンを生成する際の複数の生成部１０１の動きをセンサによって検出することによって、複数の生成部１０１によってパターンの生成が行われたか否かを検出するように構成することができる。例えば、複数の生成部１０１がパターンを生成する際に所定の動き行う場合、検出部１６２は、複数の生成部１０１の上記所定の動きを検出するように構成することができる。例えば、複数の生成部１０１が図５に示した構成を有する場合、図５および図６に示すように、インク付与ユニット１５２がインク付与位置まで降下したことをリミットスイッチ１５６によって検出するように構成することができる。
【００４１】
また検出部１６２は、複数の生成部１０１との間で信号を授受することによって、生成部１０１によってパターンの生成が行われたか否かを検出するように構成することができる。例えば、複数の生成部１０１が図５に示した構成を有する場合、駆動部１５５に対して外部から与えられるコマンドを検出部１６２にも同時に与える。検出部１６２は、複数の生成部１０１からコマンドを受信したときに複数の生成部１０１によるパターンの生成が行われたことを検出する。
【００４２】
また検出部１６２は、物体１１０上の所定の領域の視覚的な変化を画像認識によって検出することによって、複数の生成部１０１によってパターンの生成が行われたか否かを検出するように構成することができる。例えば、検出部１６２は、画像取得部１６４を通じてカメラ１６１によって物体１１０上の所定領域の画像を一定の時間間隔で取得する。所定領域としては、パターン１１１が生成される予定の箇所を含む領域が望ましい。次に、検出部１６２は、取得した１枚の画像から抽出した所定の特徴量と直前に取得した１枚の画像から抽出した所定の特徴量との差分を算出し、算出した差分の絶対値を閾値と比較する。ここで、特徴量としては、画像の輝度値の平均値を使用することができるが、それに限定されない。次に、検出部１６２は、差分の絶対値が閾値より大きければ、複数の生成部１０１がパターンの生成を行ったと判断し、そうでなければ生成部１０１によるパターンの生成は行われていないと判断する。一般に、パターンの生成前後でパターンが生成される予定の領域は、視覚的に大きく変化する。そのため、そのような視覚的な変化を検出することにより、複数の生成部１０１がパターンの生成を行ったか否かを検出することができる。
【００４３】
次に、判定部１６３の構成例について説明する。
【００４４】
図８は、判定部１６３の一例を示す構成図である。この例の判定部１６３は、物体１１０上に生成されたパターン１１１を時系列で撮像して得た時系列画像に基づいて、パターン１１１が安定したか否かを画像処理により判定する。この判定部１６３は、画像取得部１７１、特徴点抽出部１７２、局所特徴量算出部１７３、基準値記憶部１７４、特徴点記憶部１７５、局所特徴量記憶部１７６、比較部１７７、照合部１７８〜１７９、および判定結果出力部１８０を備えている。
【００４５】
画像取得部１７１は、物体１１０上に生成されたパターン１１１の時系列画像をカメラ１６１から直接あるいは画像処理部１６４を介して間接的に取得する。取得された画像には画像番号のような画像識別子ｉが付与される。
【００４６】
特徴点抽出部１７２は、画像取得部１７１によって取得された画像の２次元の輝度分布に対して微分フィルタ（ｓｏｂｅｌ等）を作用させることにより、画像からエッジやコーナなどにある特徴的な点（特徴点）を抽出する。局所特徴量算出部１７３は、抽出された特徴点とその近傍の画素の画素値とから、その特徴点に関する特徴量（局所特徴量）を算出する。局所特徴量としては、例えば、２次元配列における画素値の分布の勾配や勾配方向に基づいて特徴点ごとにオリエンテーション（方向）を割当てる方法、例えばＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）特徴量、ＢＲＩＥＦ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ）を使用することができるが、それに限定されない。
【００４７】
基準値記憶部１７４は、時系列画像の各画像から抽出された特徴点の数と比較するための基準値を記憶する。この基準値は、所定の照合精度を得るために必要な特徴点の数に基づいて決定される。特徴点記憶部１７５は、時系列画像の各画像から抽出された特徴点の情報（特徴点の数や画像における位置など）を画像識別子ｉに関連付けて記憶する。局所特徴量記憶部１７６は、時系列画像の各画像の各特徴点から算出された局所特徴量を画像識別子ｉに関連付けて記憶する。
【００４８】
比較部１７７は、特徴点抽出部１７２において画像識別子ｉを有する画像から特徴点が抽出される毎に、その画像から抽出された特徴点の数と基準値記憶部１７４に記憶された基準値とを比較し、抽出された特徴点の数が基準値を超えていれば、画像識別子ｉと値１との組を出力し、そうでなければ画像識別子ｉと値０との組を出力する。
【００４９】
照合部１７８は、特徴点抽出部１７２において画像識別子ｉを有する画像から特徴点が抽出される毎に、その抽出された特徴点の情報と特徴点記憶部１７５に記憶されている時間的に１つ前の画像（画像識別子ｉ−１）から抽出された特徴点の情報とを照合し、両者が類似している程度を表すスコアを算出する。例えば、照合部１７８は、双方の画像間で対応する特徴点の数を用いてスコアを算出する。或いは照合部１７８は、双方の画像間で対応する特徴点の数を照合画像の特徴点数で正規化してスコアを算出する。但し、スコアの算出方法はこれらに限定されない。照合部１７８は、算出したスコアを閾値と比較し、閾値に比べてより類似していれば、画像識別子ｉと値１との組を出力し、そうでなければ画像識別子ｉと値０との組を出力する。
【００５０】
照合部１７９は、局所特徴量算出部１７３において画像識別子ｉを有する画像から局所特徴量が抽出される毎に、その抽出された局所特徴量と局所特徴量記憶部１７６に記憶されている時間的に１つ前の画像（画像識別子ｉ−１）から抽出された局所特徴量とを照合し、両者が類似している程度を表すスコアを算出する。例えば、照合部１７９は、双方の画像間で対応する局所特徴量の数を用いてスコアを算出する。或いは照合部１７９は、双方の画像間で対応する局所特徴量の数を照合画像の局所特徴量の数で正規化してスコアを算出する。或いは照合部１７９は、双方の局所特徴量を表すコード間のハミング距離によりスコアを算出する。但し、スコアの算出方法はこれらに限定されない。照合部１７９は、算出したスコアを閾値と比較し、閾値に比べてより類似していれば、画像識別子ｉと値１との組を出力し、そうでなければ画像識別子ｉと値０との組を出力する。
【００５１】
図９は、判定部１６３における比較部１７７の動作を説明するグラフであり、横軸はインク付与後の経過時間を示し、縦軸は特徴点の検出数を示し、黒丸は時系列画像を構成する個々の画像から取得した特徴点の数を示している。また、一点鎖線は基準値記憶部１７４に記憶された基準値である。図９に示されるように、一般に、インク付与後の時間が経過するに従って画像から抽出される特徴点の数が増加していく。その理由は、インクが乾燥するまでの間（数ミリ秒〜数秒ないし数十秒）、インクの基材の光の反射や透過の特性が特徴点の数を増やす方向に変化するためである。そこで、或る基準値を定め、抽出される特徴点の数が基準値を超えた時点で、パターンが安定したと判定する。図９の例では、時刻ｔ１と時刻ｔ２に撮像された２枚の画像から抽出された特徴点の数は何れも基準値を下回っているが、時刻ｔ３に撮像された画像から抽出された特徴点の数が基準値を超えている。そのため、比較部１７７は、時刻ｔ１、ｔ２で撮像された画像についてはその画像識別子と値０との組を出力し、時刻ｔ３で撮像された画像についてはその画像識別子と値１との組を出力する。
【００５２】
図１０は、判定部１６３における照合部１７８、１７９の動作を説明するグラフであり、横軸はインク付与後の経過時間を示し、縦軸は照合スコアを示し、黒丸は時系列画像を構成する個々の画像とその直前画像との間の照合スコアを示している。また、一点鎖線は閾値である。図１０に示す例は、照合スコアがより大きいほど、２つの画像の特徴点の情報、局所特徴量がより類似しているケースである。図１０に示されるように、一般に、インク付与後の時間が経過するに従って直前画像との間の照合スコアはより高くなる。その理由は、インクが乾燥するまでの間（数ミリ秒〜数秒ないし数十秒）、インクの基材の光の反射や透過の特性が変化するが、インクがほぼ乾燥するとそのような変化が起きないためである。そこで、或る閾値を定め、直前画像との間のスコアが閾値を超えた時点で、パターンが安定したと判定する。図１０の例では、時刻ｔ１と時刻ｔ２に撮像された２枚の画像間の照合スコアは閾値を下回っているが、時刻ｔ３に撮像された画像と時刻ｔ２に撮像された画像間の照合スコアは閾値を超えている。そのため、照合部１７８、１７９は、時刻ｔ２で撮像された画像についてはその画像識別子と値０との組を出力し、時刻ｔ３で撮像された画像についてはその画像識別子と値１との組を出力する。また、照合部１７８、１７９は、インク付与後に最初に撮像された時刻ｔ１の画像については無条件に値０を出力する。
【００５３】
図１１は、判定部１６３における照合部１７８、１７９の動作を説明するグラフであり、横軸はインク付与後の経過時間を示し、縦軸は照合スコアを示し、黒丸は時系列画像を構成する個々の画像と直前画像との間の照合スコアを示している。また、一点鎖線は閾値である。図１１に示す例は、照合スコアがより小さいほど、２つの画像の特徴点の情報、局所特徴量がより類似しているケースである。図１１の例では、時刻ｔ１と時刻ｔ２に撮像された２枚の画像間の照合スコアは閾値を上回っているが、時刻ｔ３に撮像された画像と時刻ｔ２に撮像された画像間の照合スコアは閾値を下回っている。そのため、照合部１７８、１７９は、時刻ｔ２で撮像された画像についてはその画像識別子と値０との組を出力し、時刻ｔ３で撮像された画像についてはその画像識別子と値１との組を出力する。また、照合部１７８、１７９は、インク付与後に最初に撮像された時刻ｔ１の画像については無条件に値０を出力する。
【００５４】
図１２は、判定部１６３の別の例を示す構成図である。この例の判定部１６３は、タイマ１８１を備えている。
【００５５】
タイマ１８１は、検出部１６２によってパターン１１１の生成が行われたことが検出された時点で起動され、その後の所定期間の経過後に、パターン１１１が安定した状態になった旨の信号を出力する。上記所定期間は、物体１１０にインクを付与してパターン１１１を生成してからパターン１１１が安定するまでに要した時間を実際に計測した結果に基づいて定められている。
【００５６】
次に、画像処理部１６４について説明する。
【００５７】
図１３は、画像処理部１６４の一例を示す構成図である。この例の画像処理部１６４は、画像取得部１９１、特徴点抽出部１９２、局所特徴量算出部１９３、および局所特徴量出力部１９４を備えている。
【００５８】
画像取得部１９１は、カメラ１６１を使用して物体１１０上のパターン１１１の画像を取得する機能を有する。画像取得部１９１は、例えば、シャッターを切るコマンドをカメラ１６１へ送信し、そのコマンドに従ってカメラ１６１が撮像して得た画像をカメラ１６１から読み取ることで、１枚の画像を取得する。画像取得部１９１は、取得した画像を後段の処理部に伝達し、或いは検出部１６２や判定部１６３に出力する。
【００５９】
特徴点抽出部１９２と局所特徴量算出部１９３は、図８に示した特徴点抽出部１７２と局所特徴量算出部１７３と同様の機能を有する。即ち、特徴点抽出部１９２は、画像取得部１９１によって取得された画像からエッジやコーナなどにある特徴的な点（特徴点）を抽出する。また局所特徴量算出部１９３は、抽出された特徴点とその近傍の画素の画素値とから、その特徴点に関する特徴量（局所特徴量）を算出する。
【００６０】
局所特徴量出力部１９４は、局所特徴量算出部１９３で算出された局所特徴量を物体１１０の個体識別子として外部に出力する。局所特徴量出力部１９４は、例えば、有線または無線によって局所特徴量を外部のサーバ装置などに出力し、或いは外部のデータベースに局所特徴量を出力して記憶させる。
【００６１】
図１４は個体識別装置１００を用いて実行する個体識別方法の手順を示すフローチャートである。以下、図１４を参照して本実施形態に係る個体識別方法について説明する。
【００６２】
まず、個体識別装置１００の複数の生成部１０１は、物体１１０上の略同じ位置に略同時にインクを塗布することによって個体識別のためのパターン１１１を生成する（ステップＳ１０１）。例えば、図５に示した生成部１０１の場合、駆動部１５５によりピストンロッド１５４を下方にストロークさせてインク付与ユニット１５２を待機位置からインク付与位置まで降下させる。これにより、インク付与ユニット１５２が図２または図４に示したようなペン型の場合、ペン先部１２３が物体１１０の面に当接し、物体１１０の面にインクが付与される。また、インク付与ユニット１５２が図３に示したようなインクジェット型の場合、インクジェットノズル１４２の先端部がインクを噴射するための適切な高さに位置決めされ、その位置からインクを噴射すると物体１１０の面にインクが付与される。このようにしてインクが付与された箇所に対して略同時あるいは連続して、インク色の異なる他の生成部１０１を使用してインクを付与することによって、２色のインクによるランダムパターンが生成される。他方、インク付与ユニット１５２が図４に示したような１本のペンで２色の非混合なインクを塗布できるインク付与ユニットの場合、ペン先部１２３が物体１１０の面に当接し、物体１１０の面にインクが付与されることにより、２色のインクによるランダムパターンが生成される。何れの場合も、その後、駆動部１５５によりピストンロッド１５４を上昇させることにより、インク付与ユニット１５２を待機位置まで上昇させる。
【００６３】
次に、個体識別装置１００の撮像部１０２は、複数の生成部１０１によってパターンの生成が行われたか否かを検出する（ステップＳ１０２）。具体的には、撮像部１０２は、検出部１６２を使用して、複数の生成部１０１の所定の動きを検出することにより、パターンの生成が行われたか否かを検出する。或いは、撮像部１０２は、検出部１６２を使用して、物体１１０上のパターン生成予定領域の視覚的な変化を画像認識によって検出することにより、パターンの生成が行われたか否かを検出する。或いは、撮像部１０２は、検出部１６２を使用して、複数の生成部１０１との間で駆動部１５５へのコマンドを授受することにより、パターンの生成が行われたか否かを検出する。
【００６４】
次に、撮像部１０２は、複数の生成部１０１によってパターンの生成が行われたことを検出すると、生成されたパターン１１１が安定した状態になったか否かを判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、撮像部１０２は、判定部１６３を使用して、パターン生成後にパターンを時系列で撮像して得たパターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較し、基準値より特徴点の数が多くなった画像が得られた時点で、パターンが安定した状態になったと判定する。或いは、撮像部１０２は、判定部１６３を使用して、パターンの生成後にパターンを時系列で撮像して得たパターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した複数の特徴点に関する情報を互いに比較し、時間的に先行する画像から抽出した複数の特徴点に関する情報とほぼ等しい複数の特徴点に関する情報を抽出した時間的に後続する画像が得られた時点で、パターンが安定した状態になったと判定する。或いは、撮像部１０２は、判定部１６３を使用して、パターンの生成から所定時間が経過した時点で、パターンが安定した状態になったと判定する。
【００６５】
次に、撮像部１０２は、生成されたパターン１１１が安定した状態になったことを検出すると、パターン安定後のパターン１１１の画像を取得する（ステップＳ１０４）。具体的には、撮像部１０２は、画像処理部１６４を使用して、パターン１１１が安定した状態になったことが検出された後、カメラ１６１を使用してパターン１１１の画像を取得する。或いは、撮像部１０２は、判定部１６３が図８に示した構成を有する場合、安定化した後のパターンが画像取得部１７１により既に取得されているので、あらためて取得する動作を省略する。
【００６６】
次に、撮像部１０２は、取得したパターンの画像から個体識別のための局所特徴量を抽出する（ステップＳ１０５）。具体的には、撮像部１０２は、画像処理部１６４を使用して、安定した状態のパターンの画像から個体識別のための局所特徴量を抽出する。或いは、撮像部１０２は、判定部１６３が図８に示した構成を有する場合、安定化した後のパターンの画像から画像取得部１７１により既に個体識別のための局所特徴量が抽出されているので、あらためて抽出する動作を省略する。
【００６７】
次に、撮像部１０２は、抽出した個体識別子を外部へ出力する（ステップＳ１０６）。具体的には、撮像部１０２は、画像処理部１６４を使用して、安定した状態のパターンの画像から抽出した局所特徴量を物体１１０の属性情報（物体１１０の名前や番号など）と共に外部のサーバ装置へ送信し、或いはデータベースに記憶する。判定部１６３が図８に示した構成を有する場合、撮像部１０２は、画像処理部１６４の局所特徴量記憶部１７６から安定した状態のパターンの画像から抽出した局所特徴量を読み出して、物体１１０の属性情報と共に外部のサーバ装置へ送信し、或いはデータベースに記憶する。
【００６８】
このように本実施形態によれば、撮像部１０２は、複数の生成部１０１によるパターンの生成に連動して、生成されたパターンの画像を取得する。そのため、物体１１１上にパターンを生成したにもかかわらず、当該生成したパターンの画像を取得し忘れる事態を防止でき、またパターンを生成していない物体の画像を取得する事態を防止することができる。これにより、パターンの生成と画像の取得との間に食い違いが生じるのを防ぐことができる。
【００６９】
また、金属粉やガラス粉などの微粒子や特許文献１および２に記載されるタガントなどで構成される微小な粒を混入したインクを物体上にランダムパターンを生成する構成は、次のような課題がある。即ち、微粒子含有インクはノズルやペン先の詰まりの原因となるため、粒子を大きくすることが困難である。このため、付与できるランダムパターンが微小となり、画像撮影の倍率を高める必要があり、また動いている物体はランダムパターンを鮮明に撮影するのが困難になる。そのため、高精度な高価なカメラが必要となり、利便性も低くなる。また、粒子含有インクを安定して付与するためには、インクジェットやペン先などの機構自体や、そのメンテナンスが高価になる。これに対して本実施形態では、複数の生成部１０１によって、物体１１０上の略同一の位置に略同時に色の異なる複数のインクを塗布することによって、ランダムなパターンを生成する。このとき生成されるランダムなパターンは、金属粉やガラス粉などの微小な粒を含有するインクによって生成されるパターンよりもスケールの大きなパターンになる。従って、低倍率で撮影した画像から個体識別のための特徴量を抽出することができるため、カメラ装置を安価にできる。また、金属粉やガラス粉などの微小な粒を含まないインクを使用するため、インクジェットやペン先などの機構自体やそのメンテナンスが安価になる。
【００７０】
また、一般的に不安定な状態のパターンの画像は、その後の安定した状態のパターンの画像と完全に同一ではなく相違している。そのため、不安定な状態のパターンの画像を物体の個体識別に使用すると、個体識別の精度が劣化する。しかし、本実施形態によれば、撮像部１０２は、生成部１０１によって生成されたパターンが安定した状態になった後のパターンの画像を取得する。そのため、本実施形態によれば、不安定な状態のパターンの画像が取得されるのを防止することができ、それによって個体識別の精度を高めることができる。
【００７１】
また、複数の生成部１０１と撮像部１０２を対応付けておくことで、撮像時にパターンに対して適切な倍率、焦点合わせ、照明の点灯、撮影の距離、露出等の設定をあらかじめ最適に設定しておくことが可能であり、適時調整が不要で撮像ミスを防ぐことができる。
【００７２】
[第２の実施形態]
図１５を参照すると、本発明の第２の実施形態に係る個体識別装置２００は、ベルトコンベア２０５の上面で送りピッチ毎に物体２１０上へのパターン２１１の生成とパターン２１１の画像の取得とを実施する。物体２１０およびパターン２１１は、図１に示した物体１１０およびパターン１１１と同じである。ベルトコンベア２０５は、搬送路とも呼ばれる。
【００７３】
個体識別装置２００は、２つの生成器２０１と撮像器２０２と乾燥器２０３と制御器２０４とベルトコンベア駆動器２０６と光スイッチ２０７、２０８とを備えている。この例では、生成器の個数は２であるが、３つ以上の生成器を有していてもよい。２つの生成器２０１と撮像器２０２は、ベルトコンベア２０５の上方に、ベルトコンベア２０５の長手方向に間隔を置いて配置されている。
【００７４】
ベルトコンベア駆動器２０６は、ベルトコンベア２０５をピッチ送りするステッピングモータなどで構成されている。光スイッチ２０７は、生成器２０１直下のベルトコンベア２０５上に物体２１１が存在するか否かを検出するセンサである。光スイッチ２０８は、撮像器２０２直下のベルトコンベア２０５上に物体２１１が存在するか否かを検出するセンサである。
【００７５】
２つの生成器２０１は、２つの生成器２０１直下に位置決めされたコンベアベルト２０５上の物体２１０に対してパターン２１１を生成するユニットである。２つの生成器２０１のそれぞれは、例えば図２または図３に示したようなインク付与ユニット１３１、１４１を使用した図５に示したような生成部１０１によって実現することができる。その場合、コンベアベルト２０５上の物体の略同じ位置にインクを塗布できるように、２つの生成器２０１のインク付与ユニット１５２は互いに角度を付けて取り付けられる。例えば、一方のインク付与ユニット１５２は、そのペン先部やインクジェットノズルが垂直方向に延びるように取り付けられ、他方のインク付与ユニット１５２は、そのペン先部やインクジェットノズルが垂直より若干水平に近い角度で延びるように取り付けられる。
【００７６】
乾燥器２０３は、パターン２１１の乾燥を促進するユニットである。乾燥器２０３は、撮像器２０２直下に位置決めされたコンベアベルト２０５上の物体２１０のパターン２１１に対して温風を吹き付けることができるように取り付けられている。乾燥器２０３は、温風でなく、冷風を吹き出すものでもよい。また、乾燥器２０３は、紫外線を照射するように構成されていてもよい。
【００７７】
撮像器２０２は、撮像器２０２直下に位置決めされたコンベアベルト２０５上の物体２１０のパターン２１１が安定したか否かを判定し、安定した後のパターン２１１の画像を取得するユニットである。また、撮像器２０２は、取得したパターン２１１の画像から個体識別のための特徴量を抽出し、制御器２０４に出力するユニットである。
【００７８】
制御器２０４は、個体識別装置２００全体の制御を司るユニットである。制御器２０４は、２つの生成器２０１、撮像器２０２、乾燥機２０３、ベルトコンベア駆動器２０６および光センサ２０７、２０８に有線または無線により接続され、それらに対してコマンドを送信することによりそれらの動作を制御し、或いはそれらから信号を受信する。
【００７９】
図１６は、個体識別装置２００が実行する個体識別方法の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１６を参照して、本実施形態に係る個体識別方法について説明する。
【００８０】
ベルトコンベア２０５上には、２つの生成器２０１と撮像器２０２との間隔に等しいピッチで複数の物体２１０が載せられる。制御器２０４は、ベルトコンベア駆動器２０６に対して指令を出すことによりベルトコンベア２０５を１ピッチだけ駆動し、２つの生成器２０１の直下のベルトコンベア２０５上に一つの物体２１０を位置決めする（Ｓ２０１）。２つの生成器２０１直下のベルトコンベア２０５上に物体２１０が位置決めされたことは、光スイッチ２０７によって検出される。このとき、それまで２つの生成器２０１の直下に存在していた物体２１０は、パターン２１１の生成が行われた状態で撮像器２０２直下へ移動する。撮像器２０２直下のベルトコンベア２０５上に物体２１０が位置決めされたことは、光スイッチ２０８によって検出される。
【００８１】
次に制御器２０４は、２つの生成器２０１に指令を出すことにより２つの生成器２０１直下のベルトコンベア２０５上の物体２１０に対してパターン２１１の生成を行う（Ｓ２０２）。具体的には、生成器２０１として図５に示した生成部１０１を使用する場合、駆動部１５５によりピストンロッド１５４を下方にストロークさせてインク付与ユニット１５２を待機位置からインク付与位置まで降下させる。これにより、インク付与ユニット１５２が図２または図４に示したようなペン型の場合、ペン先部１２３がベルトコンベア２０５上の物体２１０の面に当接し、物体２１０の面にインクが付与される。また、インク付与ユニット１５２が図３に示したようなインクジェット型の場合、インクジェットノズル１４２の先端部がインクを噴射するための適切な高さに位置決めされ、その位置からインクを噴射するとベルトコンベア２０５上の物体２１０の面にインクが付与される。その後、駆動部１５５によりピストンロッド１５４を上昇させることにより、インク付与ユニット１５２を待機位置まで上昇させる。なお、２つの生成器２０１のインク付与ユニットの先端部が互いに干渉するのを防止するために、２つの生成部２０１の動きに時間差を持たせるようにしてもよい。
【００８２】
次に制御器２０４は、その時点で撮像器２０２直下にパターンの生成が行われた物体２１０が存在しているか否かを検出する（Ｓ２０３）。例えば、制御器２０４は、光センサ２０８によって撮像器２０２直下に物体２１０が検出されており、１ピッチ移動前に光センサ２０７によって生成器２０１直下に物体２１０が検出されていて生成器２０１に対してパターンを生成する指令を送信していたのであれば、撮像器２０２直下にパターンの生成が行われた物体２１０が存在していると判断する。次に、制御部２０４は、その時点で撮像器２０２直下に物体２１０が存在していなければ（Ｓ２０３）、ステップＳ２０１の処理へ戻る。また、制御部２０４は、その時点で撮像器２０２直下に物体２１０が存在していれば（Ｓ２０３）、まず乾燥器２０３に指令を出すことにより撮像器２０２直下のベルトコンベア２０５上の物体２１０に生成されたパターン２１１に温風を吹き付ける（ステップＳ２０４）。
【００８３】
次に制御器２０４は、撮像器２０２に指令を出すことにより、まず撮像器２０２直下のベルトコンベア２０５上の物体２１０に生成されたパターン２１１が安定したか否かを判定する（Ｓ２０５）。次に制御器２０４は、パターン２１１が安定したと判定すると（Ｓ２０６）、撮像器２０２に指令を出すことにより、撮像器２０２直下のベルトコンベア２０５上の物体２１０に生成されたパターン２１１の画像を取得する（Ｓ２０７）。次に制御器２０４は、撮像器２０２に指令を出すことにより、上記取得したパターン２１１の画像から個体識別のための特徴量を抽出し、外部の図示しないサーバ装置へ出力し、或いはデータベースに記憶する（Ｓ２０８）。そして、ステップＳ２０１の処理へ戻る。ステップＳ２０５におけるパターンが安定したか否かの判定、ステップＳ２０６におけるパターンの画像の取得、ステップＳ２０７における個体識別のための特徴量の抽出は、第１の実施形態で説明した方法と同様の方法により実施される。
【００８４】
このように本実施形態によれば、ベルトコンベア２０５の上面で送りピッチ毎に、パターンの生成、パターンの乾燥、パターンの画像の取得等の加工を行うことができる。
【００８５】
また本実施形態によれば、乾燥器２０３によって物体２１０に生成されたパターン２１１の安定化を促進するため、自然乾燥に比べて単位時間当たりに処理できる物体の個数を増加することができる。
【００８６】
[第３の実施形態]
図１７および図１８を参照すると、本発明の第３の実施形態に係る個体識別装置３００は、小型で軽量な可搬型の個体識別装置である。個体識別装置３００は、３本の脚部３０１を有する中空構造の外装ケース３０２と、この外装ケース３０２に対して回転自在に設けられた円盤状のプレート３０３と、このプレート３０３に装着された２つのインク付与ユニット３０４、撮像器３０５、および乾燥器３０６とを備えている。２つのインク付与ユニット３０４は、例えば図２乃至図４に示したようなインク付与ユニットを使用することができる。２つのインク付与ユニット３０４を区別して呼ぶとき、第１のインク付与ユニット３０４、第２のインク付与ユニット３０４と称す。
【００８７】
２つのインク付与ユニット３０４と撮像器３０５と乾燥器３０６とは、プレート３０３の外周部において円周方向に所定間隔で装着されている。具体的には、プレート３０３の外周部において円周方向に所定間隔で複数設けられた貫通孔に２つのインク付与ユニット３０４、撮像器３０５および乾燥器３０６が着脱自在に装着されている。乾燥器３０６は、撮像器３０５直下に存在するパターンに対して温風などを吹き付けることができるように取り付けられている。また２つのインク付与ユニット３０４は、インク付与ユニット３０４を常時上方へ弾性力を付与するリターンスプリング３０７を備えている。３本の脚部３０１を使用して外装ケース３０２を平面に載置した状態では、２つのインク付与ユニット３０４、撮像器３０５、および乾燥器３０６の下端は、平面から所定の距離だけ離れた位置に来るように、３本の脚部３０１の長さと取り付け角度とが調整されている。
【００８８】
外装ケース３０２の内部には、プレート３０３の回転軸３０８に連結されたステッピングモータ３０９、シリンダのピストンロッド３１０を上下動させる駆動部３１１、個体識別装置３００全体の制御を司る制御器３１２、各部に電力を供給する電池３１５が設けられている。駆動部３１１のピストンロッド３１０は、インク付与ユニット３０４と回転軸３０８との間の距離と同じ距離だけ回転軸３０８から離れた箇所に装着されている。また外装ケース３０２の上面には、操作ボタン３１３とＬＥＤ３１４とが設けられている。
【００８９】
制御器２０４は、２つのインク付与ユニット３０４、撮像器３０５、乾燥器３０６、ステッピングモータ３０９、駆動部３１１、操作ボタン３１３およびＬＥＤ３１４に対して信号線により接続され、それらとの間で信号やコマンドを授受することによりそれらの動作を制御し、またそれらから信号を受信する。制御器２０４および電池３１５と２つのインク付与ユニット３０４、撮像器３０５および乾燥器３０６とをつなぐ信号線および電力線は、例えば、回転軸３０８を中空構造とし、回転軸３０８の内部を経由して引き回すことができる。
【００９０】
図１９は、個体識別装置３００が実行する個体識別方法の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１９を参照して、本実施形態に係る個体識別方法について説明する。
【００９１】
物体にパターンを生成し、その生成したパターンの画像を取得し、その取得したパターンの画像から個体識別子を抽出する場合、利用者は、パターンを生成したい物体の面に外装ケース３０２の脚部３０１を載せる。そして、利用者は操作ボタン３１３をオンにする。
【００９２】
制御器３１２は、操作ボタン３１３がオンされると（図１９のＳ３０１）、動作中である旨を利用者に知らせるためにＬＥＤ３１４を点灯する（Ｓ３０２）。次に制御器３１２は、ステッピングモータ３０９に指令を出してプレート３０３を第１のパターン生成位置に位置決めする（Ｓ３０３）。第１のパターン生成位置とは、ピストンロッド３１０の真下に第１のインク付与ユニット３０４が来る位置である。次に制御器３１２は、第１のインク付与ユニット３０４によって物体上にパターンを生成する（Ｓ３０４）。具体的には、駆動部３１１に指令を出してピストンロッド３１０を所定量だけ降下させる。これによりピストンロッド３１０に押されて第１のインク付与ユニット１５２がリターンスプリング３０７の弾性力に抗して、インク付与位置まで降下する。そのため、第１のインク付与ユニット３０４が図２または図３に示したようなペン型の場合、ペン先部１２３が物体の面に当接し、物体の面にインクが付与される。また、第１のインク付与ユニット３０４が図４に示したようなインクジェット型の場合、インクジェットノズル１４２の先端部がインクを噴射するための適切な高さに位置決めされ、制御器３１２からの指令に応じてインクジェットノズル１４２からインクが噴射されると、物体の面にインクが付与される。また制御器３１２は、第１のインク付与ユニット３０４によるパターンの生成を終えると、駆動部３１１に指令を出してピストンロッド３１０を元の位置まで上昇させる。ピストンロッド３１０が上昇すると、第１のインク付与ユニット３０４がリターンスプリング３０７の弾性力により上昇する。
【００９３】
次に制御器３１２は、ステッピングモータ３０９に指令を出してプレート３０３を第２のパターン生成位置に位置決めする（Ｓ３０５）。第２のパターン生成位置とは、ピストンロッド３１０の真下に第２のインク付与ユニット３０４が来る位置である。次に制御器３１２は、第１のインク付与ユニット３０４の場合と同様な動作によって、第２のインク付与ユニット３０４によって物体上にパターンを生成する（Ｓ３０６）。即ち、第１のインク付与ユニット３０４によって物体上に塗布されたインクの上に、第２のインク付与ユニット３０４によって物体上に色の異なるインクを塗布する。制御器３１２は、第２のインク付与ユニット３０４によるパターンの生成を終えると、駆動部３１１に指令を出してピストンロッド３１０を元の位置まで上昇させる。ピストンロッド３１０が上昇すると、第２のインク付与ユニット３０４がリターンスプリング３０７の弾性力により上昇する。
【００９４】
次に制御器３１２は、ステッピングモータ３０９に指令を出してプレート３０３をパターン撮像位置に位置決めする（Ｓ３０７）。パターン撮像位置は、ピストンロッド３１０の真下に撮像器３０５が来る位置である。次に制御器３１２は、乾燥器３０６を駆動して生成されたパターンに温風を吹き付ける（Ｓ３０８）。次に制御器３１２は、撮像器３０５に指令を出すことにより、生成されたパターンが安定したか否かを判定する（Ｓ３０９）。次に制御器３１２は、パターンが安定したと判定すると（Ｓ３１０）、撮像器３０５に指令を出すことにより、生成されたパターンの画像を取得する（Ｓ３１１）。次に制御器３１２は、撮像器３０５に指令を出すことにより、上記取得したパターンの画像から個体識別のための特徴量を抽出し、外部のサーバ装置へ出力し、またデータベースに記憶する（Ｓ３１２）。ステップＳ３０９におけるパターンが安定したか否かの判定、ステップＳ３１０におけるパターンの画像の取得、ステップＳ３１１における個体識別のための特徴量の抽出は、第１の実施形態で説明した方法と同様の方法により実施される。
【００９５】
次に制御器３１２は、動作が終了したことを利用者に通知するためにＬＥＤ３１４を消灯する（Ｓ３１３）。そして制御器３１２は、図１９の処理を終える。なお、図１９の処理を終える前に、制御器３１２は、ステッピングモータ３０９に指令を出してプレート３０３を第１のパターン生成位置に位置決めするように構成してもよい。
【００９６】
このように本実施形態によれば、時と場所を選ばす簡単な操作で物体上にパターンを生成し且つそのパターンを撮像して得た画像から個体識別のための特徴量を抽出することができる携帯可能な個体識別装置３００を提供することができる。
【００９７】
[第４の実施形態]
図２０を参照すると、本発明の第４の実施形態に係る個体識別装置４００は、複数の生成部４０１と撮像部４０２とを備えている。
【００９８】
複数の生成部４０１は、物体上にパターンを生成する機能を有する。複数の生成部４０１は、例えば、図１の生成部１０１と同様な構成とすることができるが、それに限定されない。
【００９９】
撮像部４０２は、複数の生成部４０１によるパターンの生成に連動して、生成されたパターンの画像を取得する機能を有する。撮像部４０２は、例えば、図１の撮像部１０２と同様な構成とすることができるが、それに限定されない。撮像部４０２は、専用のハードウェアで実現することができる以外に、図２１に示すような演算処理部５０１と記憶部５０２とを有するコンピュータ５００とプログラム５０３とで実現することができる。プログラム５０３は、コンピュータ５００の立ち上げ時等にコンピュータ５００に読み取られ、コンピュータ５００の動作を制御することにより、コンピュータ５００上に撮像部４０２を実現する。
【０１００】
このように構成された本実施形態に係る個体識別装置４００は、以下のように動作する。即ち、まず複数の生成部４０１が、物体上にパターンを生成する。次に撮像部４０２が、上記パターンの生成に連動して、生成されたパターンの画像を取得する。
【０１０１】
このように本実施形態に係る個体識別装置４００は、パターンの生成に連動してパターンの画像を取得するため、パターンの生成とその画像の取得との間に食い違いが生じるのを防ぐことができる。
【０１０２】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、工業製品や製品パッケージの表面に個体識別のためのパターンを生成し、そのパターンの画像を撮像し、その画像から個体識別のための特徴量を抽出する分野に適用できる。【０１０４】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
［付記１］
物体上にパターンを生成する複数の生成部と、
前記パターンの生成に連動して、前記パターンの画像を取得する撮像部と、
を含む個体識別装置。
［付記２］
前記複数の生成部は、前記物体上の略同一の位置にインクを塗布する、
付記１に記載の個体識別装置。
［付記３］
前記複数の生成部は、前記物体上にインクを略同時に塗布する、
付記１または２に記載の個体識別装置。
［付記４］
前記複数の生成部は、前記物体上に異なる色の複数のインクを塗布する、
付記１乃至３の何れかに記載の個体識別装置。
［付記５］
前記撮像部は、前記パターンの安定後の画像を取得する、
付記１乃至４の何れかに記載の個体識別装置。
［付記６］
前記撮像部は、前記パターンの生成が行われたか否かを検出する検出部を有する、
付記１乃至５の何れかに記載の個体識別装置。
［付記７］
前記撮像部は、前記パターンが安定したか否かを判定する判定部を有する、
付記１乃至６の何れかに記載の個体識別装置。
［付記８］
前記判定部は、前記パターンの生成後に前記パターンを時系列で撮像して得た前記パターンの時系列画像に基づいて前記判定を行う、
付記７に記載の個体識別装置。
［付記９］
前記判定部は、前記パターンの生成後に前記パターンを時系列で撮像して得た前記パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較した結果に基づいて前記判定を行う、
付記７に記載の個体識別装置。
［付記１０］
前記撮像部は、前記基準値より前記特徴点の数が多くなった前記画像を、前記パターンの安定後の画像として取得する、
付記９に記載の個体識別装置。
［付記１１］
前記判定部は、前記パターンの生成後に前記パターンを時系列で撮像して得た前記パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した複数の特徴点に関する情報を互いに比較した結果に基づいて前記判定を行う、
付記７に記載の個体識別装置。
［付記１２］
前記撮像部は、時間的に先行する画像から抽出した複数の特徴点に関する情報とほぼ等しい複数の特徴点に関する情報を抽出した時間的に後続する画像を、前記パターンの安定後の画像として取得する、
付記１１に記載の個体識別装置。
［付記１３］
前記判定部は、前記パターンの生成から所定時間が経過したか否かに基づいて前記判定を行う、
付記７に記載の個体識別装置。
［付記１４］
前記検出部は、前記検出を行うために前記生成部の所定の動きを検出する、
付記６に記載の個体識別装置。
［付記１５］
前記検出部は、前記検出を行うために前記物体上の所定領域の視覚的な変化を画像認識によって検出する、
付記６に記載の個体識別装置。
［付記１６］
前記検出部は、前記検出を行うために前記生成部との間で所定の信号を授受する、
付記７に記載の個体識別装置。
［付記１７］
前記生成部は、前記物体上にインクを塗布することによって前記パターンを生成する、
付記１乃至１６の何れかに記載の個体識別装置。
［付記１８］
前記複数の生成部は、インクジェットまたはペンを含む、
付記１乃至１７の何れかに記載の個体識別装置。
［付記１９］
前記複数の生成部と前記撮像部とは、前記物体を搬送する搬送路の長手方向に間隔を置いて配置され、前記搬送路上の前記物体に対して前記生成と前記取得とを行うように構成されている、
付記１乃至１８の何れかに記載の個体識別装置。
［付記２０］
携帯可能な外装ケースに、前記複数の生成部と前記撮像部とを移動自在に指示するプレートを内蔵し、複数の前記生成部によってパターンの生成を行った位置に前記撮像部を移動させて前記パターンの撮像を行うように構成されている、
付記１乃至１８の何れかに記載の個体識別装置。
［付記２１］
複数の生成部によって物体上にパターンを生成し、
前記パターンの生成に連動して、前記パターンの画像を取得する、
個体識別方法。
［付記２２］
前記生成では、前記複数の生成部によって前記物体上の略同一の位置にインクを塗布する、
付記２１に記載の個体識別方法。
［付記２３］
前記生成では、前記複数の生成部によって前記物体上にインクを略同時に塗布する、
付記２１または２２に記載の個体識別方法。
［付記２４］
前記生成では、前記複数の生成部によって前記物体上に異なる色の複数のインクを塗布する、
付記２１乃至２３の何れかに記載の個体識別方法。
［付記２５］
前記取得では、前記パターンの安定後の画像を取得する、
付記２１乃至２４の何れかに記載の個体識別方法。
［付記２６］
前記取得の前に、前記パターンの生成が行われたか否かを検出する、
付記２１乃至２５の何れかに記載の個体識別方法。
［付記２７］
前記取得の前に、前記パターンが安定したか否かを判定する、
付記２１乃至２６の何れかに記載の個体識別方法。
［付記２８］
前記パターンの生成後に前記パターンを時系列で撮像して得た前記パターンの時系列画像に基づいて前記判定を行う、
付記２７に記載の個体識別方法。
［付記２９］
前記パターンの生成後に前記パターンを時系列で撮像して得た前記パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した特徴点の数を基準値と比較した結果に基づいて前記判定を行う、
付記２７に記載の個体識別方法。
［付記３０］
前記取得では、前記基準値より前記特徴点の数が多くなった前記画像を、前記パターンの安定後の画像として取得する、
付記２９に記載の個体識別方法。
［付記３１］
前記パターンの生成後に前記パターンを時系列で撮像して得た前記パターンの時系列画像を構成する複数の画像から抽出した複数の特徴点に関する情報を互いに比較した結果に基づいて前記判定を行う、
付記２７に記載の個体識別方法。
［付記３２］
前記取得では、時間的に先行する画像から抽出した複数の特徴点に関する情報とほぼ等しい複数の特徴点に関する情報を抽出した時間的に後続する画像を、前記パターンの安定後の画像として取得する、
付記３１に記載の個体識別方法。
［付記３３］
前記パターンの生成から所定時間が経過したか否かに基づいて前記判定を行う、
付記２７に記載の個体識別方法。
［付記３４］
前記検出を行うために前記物体上に前記パターンを生成する生成部の動きを検出する、
付記２６に記載の個体識別方法。
［付記３５］
前記検出を行うために前記物体上の所定領域の視覚的な変化を画像認識によって検出する、
付記２６に記載の個体識別方法。
［付記３６］
前記検出を行うために前記物体上に前記パターンを生成する生成部との間で所定の信号を授受する、
付記２７に記載の個体識別方法。
［付記３７］
前記生成では、前記物体上にインクを塗布することによって前記パターンを生成する、
付記２１乃至３６の何れかに記載の個体識別方法。
［付記３８］
前記生成では、複数のインクジェットまたはペンを使用して前記パターンを生成する、
付記２１乃至３７の何れかに記載の個体識別方法。
［付記３９］
前記物体を搬送する搬送路の長手方向に間隔を置いて配置された複数の生成部と撮像部とを使用して、前記搬送路上の前記物体に対して前記生成と前記取得とを行う、
付記２１乃至３８の何れかに記載の個体識別方法。
［付記４０］
複数の生成部と撮像部とを移動自在に支持するプレートを内蔵する携帯可能な外装ケースを前記物体上に載置し、前記複数の前記生成部によって前記物体上に前記パターンの生成を行った後、前記パターンの生成を行った位置に前記撮像部を移動させて前記パターンの撮像を行う、
付記２１乃至３８の何れかに記載の個体識別方法。
［付記４１］
コンピュータを、
物体上のパターンの生成に連動して、前記パターンの画像を取得する撮像部、
として機能させるためのプログラム。
【符号の説明】
【０１０５】
１００…個体識別装置
１０１…生成部
１０２…撮像部
１１０…物体
１１１…パターン
１２１…インク付与ユニット
１２２…ハウジング
１２３…ペン先部
１２４…インク
１２５…インク
１２６…隔壁
１２７…キャップ
１３１…インク付与ユニット
１４１…インク付与ユニット
１４２…インクジェットノズル
１４３…駆動部
１４４…インクタンク
１５１…プレート
１５２…インク付与ユニット
１５３…リターンスプリング
１５４…ピストンロッド
１５５…駆動部
１５６…リミットスイッチ
１６１…カメラ
１６２…検出部
１６３…判定部
１６４…画像処理部
１７１…画像取得部
１７２…特徴点抽出部
１７３…局所特徴量算出部
１７４…基準値記憶部
１７５…特徴点記憶部
１７６…局所特徴量記憶部
１７７…比較部
１７８…照合部
１７９…照合部
１８０…判定結果出力部
１８１…タイマ
１９１…画像取得部
１９２…特徴点抽出部
１９３…局所特徴量算出部
１９４…局所特徴量出力部
２００…個体識別装置
２０１…生成器
２０２…撮像器
２０３…乾燥器
２０４…制御器
２０５…ベルトコンベア
２０６…ベルトコンベア駆動器
２１０…物体
２１１…パターン
３００…個体識別装置
３０１…脚部
３０２…外装ケース
３０３…プレート
３０４…インク付与ユニット
３０５…撮像器
３０６…乾燥器
３０７…リターンスプリング
３０８…回転軸
３０９…ステッピングモータ
３１０…ピストンロッド
３１１…駆動部
３１２…制御器
３１３…操作ボタン
３１４…ＬＥＤ
３１５…電源
４００…個体識別装置
４０１…生成部
４０２…撮像部
【図１】
0006777895.tif 000002
【図２】
0006777895.tif 000003
【図３】
0006777895.tif 000004
【図４】
0006777895.tif 000005
【図５】
0006777895.tif 000006
【図６】
0006777895.tif 000007
【図７】
0006777895.tif 000008
【図８】
0006777895.tif 000009
【図９】
0006777895.tif 000010
【図１０】
0006777895.tif 000011
【図１１】
0006777895.tif 000012
【図１２】
0006777895.tif 000013
【図１３】
0006777895.tif 000014
【図１４】
0006777895.tif 000015
【図１５】
0006777895.tif 000016
【図１６】
0006777895.tif 000017
【図１７】
0006777895.tif 000018
【図１８】
0006777895.tif 000019
【図１９】
0006777895.tif 000020
【図２０】
0006777895.tif 000021
【図２１】
0006777895.tif 000022