(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出すべき対象部品の穴がカメラの光軸に対してほぼ傾かない設置状態に限定して前記カメラで前記対象部品を撮影し、撮影された前記対象部品の画像からエッジ線分を円の一部である円弧特徴として抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする円弧抽出部と、前記円弧抽出部により抽出された円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作る円弧グループ設定部と、前記円弧グループ設定部により作られた円弧グループのそれぞれの円弧の円周角の総計が設定した値以上であることを確認することにより積算角度チェックを行う積算角度検査部と、前記積算角度検査部により積算角度チェック後の円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を基に円近似を行い、その近似円の円周上の点の位置を計算し、近似円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する円弧グループ近似円円候補点列設定部と、前記円弧グループ近似円円候補点列設定部により設定された円候補点列に基づいて円特徴を計算する円特徴データ計算部とを有することを特徴とする円特徴の三次元位置姿勢検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる物体認識処理に関するものである。特にモデルベーストマッチング法に用いる特徴を抽出する手段を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
閉曲線と抽出する方法として、特願平８−１００９７４号（以降これを特許文献１と呼ぶ。）、円特徴を検出する方法として、特願平９−１３６４５２号（以降これを特許文献２と呼ぶ。）、円弧近似方法として、特願平６−１１３２１７号（以降これを特許文献３と呼ぶ。）、特願平６−１１３２１８号（以降これを特許文献４と呼ぶ。）がある。
【特許文献１】特願平８−１００９７４号
【特許文献２】特願平９−１３６４５２号
【特許文献３】特願平６−１１３２１７号
【特許文献４】特願平６−１１３２１８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献２では部品が傾いても穴や円筒の端点の円特徴の三次元位置姿勢を検出することができ、部品の様々な設置状態に対応できる。
しかしながら、円特徴検出の際の円特徴の候補として特許文献１の方法による閉曲線を用いているため、部品上の円特徴部分の表面に油や埃が付着していて抽出したエッジ線分が小さく切れてしまい、閉曲線とならない場合は円特徴を検出することができない。
本発明の目的は、工業部品の「穴」や「円筒部分の端点」といった円特徴の三次元位置姿勢を検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
斯かる目的を達成する本発明の請求項１に係る円特徴の三次元位置姿勢検出装置は、検出すべき対象部品の穴がカメラの光軸に対してほぼ傾かない設置状態に限定して前記カメラで前記対象部品を撮影し、撮影された前記対象部品の画像からエッジ線分を円の一部である円弧特徴として抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする円弧抽出部と、前記円弧抽出部により抽出された円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作る円弧グループ設定部と、前記円弧グループ設定部により作られた円弧グループのそれぞれの円弧の円周角の総計が設定した値以上であることを確認することにより積算角度チェックを行う積算角度検査部と、前記積算角度検査部により積算角度チェック後の円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を基に円近似を行い、その近似円の円周上の点の位置を計算し、近似円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する円弧グループ近似円円候補点列設定部と、前記円弧グループ近似円円候補点列設定部により設定された円候補点列に基づいて円特徴を計算する円特徴データ計算部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）入力画像において、部品表面に油や埃が付着している場合でも、「穴」や「円筒の端点」といった円となる部分を抽出することができる。
（２）入力画像において、部品表面に油や埃が付着している場合でも、部品上の「穴」や「円筒の端点」といった円特徴の位置と姿勢を検出することができる。
（３）入力画像において、部品表面に油や埃が付着している場合でも、部品上の「穴」や「円筒の端点」といった円特徴を用いて、部品の認識を行うことができる。
（４）入力画像において、部品表面に油や埃が付着している場合でも、部品上の「穴」や「円筒の端点」といった円特徴を用いて、認識の間違いを減らすことができる。
（５）円特徴を抽出することで、対象部品が三次元的にどのような位置にあるかを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（１）基本的な考え方
本発明では、検出すべき対象部品の穴がカメラの光軸に対してほぼ傾かない設置状態に限定し、部品上に付着した油や埃のために抽出したエッジ線分が小さく切れてしまい閉曲線とならない場合でも、エッジ線分を円弧近似することで画面上で円弧を抽出し、特許文献２の閉曲線の代わりに円弧を基に円候補点列を設定し、最終的に円特徴を検出する。
即ち、特許文献２では、検出すべき対象物品がカメラの光軸に対して傾いた場合も想定していため、対象物品の穴の画像が閉曲線或いは閉曲線と見なしうるものでなければ、円特徴の三次元的な姿勢を検出することができなかった。
これに対し、本発明では、検出すべき対象部品の穴がカメラの光軸に対してほぼ傾かない設置状態にあることを前提とするので、カメラにより撮影された対象部品の穴の画像は、エッジ線分が小さく切れた場合でも、円の一部である円弧であるから、閉曲線か否かに係わらず、円特徴を抽出することができる。
円弧近似としては、特許文献３，４に記載されるように、画像データ中にある点列を円または円弧に近似する際、対象とする点列の２つの端点と、他の１点の合計３点を通る円弧を仮定し、その点列の更に他の１点が仮定した円弧の円周上にあれば、点列の全ての要素の点が仮定した円弧の円周上にあると判定し、対象となる点列を仮定した円弧として認識する。
【００１０】
（２）円弧半径範囲の設定
対象部品がカメラの視野内に設置される範囲（奥行き）Ｌが分かっている場合は、検出する円特徴の実際の半径から、図１のように相似関係を用いて画面上で抽出する円弧半径の範囲、即ち、最大円弧半径ＤＭＡＸ及び最小円弧半径ＤＭＩＮを設定することが出来る。
円弧特徴を抽出する際、このようにして設定した半径範囲（許容誤差）に入るもののみを円弧特徴とする。
【００１１】
（３）円候補点列の設定
本発明では円候補点列について特許文献２における閉曲線の代わりに、円弧特徴を用いて円候補点列を設定する。
具体的には、（３．１）〜（３．６）に示す方法により行う。
（３．１）抽出円弧を円候補点列とする方法
抽出した円弧の元となったエッジ線分の点列を円候補点列として設定する。
（３．２）抽出円弧の仮想円上の点列を円候補点列とする方法
抽出した円弧の中心と半径と同じデータをもつ仮想的な円を考え、その仮想円の円周上の点の位置を計算し、仮想円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する。
（３．３）円弧グループを円候補点列とする方法
抽出した円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作り、円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を円候補点列とする。
（３．４）円弧グループの近似円上の点列を円候補点列とする方法
抽出した円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作り、円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を基に円近似を行い、その近似円の円周上の点の位置を計算し、近似円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する。
（３．５）積算角度チェックを行い円弧グループを円候補点列とする方法
抽出した円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作り、それぞれの円弧の円周角の総計が設定した値以上である場合、円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を円候補点列とする。
（３．６）積算角度チェックを行い円弧グループの近似円上の点列を円候補点列とする方法
抽出した円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作り、それぞれの円弧の円周角の総計が設定した値以上である場合、円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を基に円近似を行い、その近似円の円周上の点の位置を計算し、近似円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する。
【００１２】
（４）円特徴データの計算
点列の三次元位置計測、三次元円計算、円特徴確認等の円特徴データ計算処理は、特許文献２の図１７、図２４及び図２５に示す装置の「点列データ抽出部」以降の処理を用いることとする。
即ち、図１４に示すように、入力画像から得たエッジデータのうち円になりそうな点列部分を抽出し、その点列の三次元位置データを基に計算される平面上で点列データに関して円近傍を行い、円特徴の三次元位置姿勢を検出するものである。
また、図１５に示すように、入力画像から得たエッジデータのうち円になりそうな点列部分を抽出し、その点列の三次元位置計測において、計測しようとする点の前後数点から作られる直線とエピポーララインのなす角度を求め、その角度と設定した値とを比較することで、その点を三次元位置計測するか否かを判断し、その判断を経て計測した点列の三次元位置データを基に計算される平面上で点列データに関して円近似を行い、円特徴の三次元位置姿勢を検出するものである。
更に、図１６に示すように、入力画像から得たエッジデータのうち円になりそうな点列部分を抽出し、その点列の三次元位置データを基に計算される平面上で点列データに関して円近傍を行い、抽出した円と同心円上の近傍の円弧を抽出し、円と近傍の円弧の点列の三次元位置データから再度円平面を計算し、その円平面上で円を構成していた点列データに関して再度円近似を行い、円特徴の三次元位置姿勢を検出するものである。
【００１３】
（５）円特徴の傾き検査及び補正
円候補点列を方法（３．１），（３．２）を用いて設定した場合、円特徴データ計算のデータとなる元のデータ量が少ないため、検出した円特徴の傾きが実際とは大きく異なる場合がある。
そこで、これらに関しては傾き角度の検査及び補正を行う。
（５．１）円特徴の傾き角度検査
検出した円特徴の傾き角度と予め設定して置いた傾き角度の許容値を比較し、円特徴の傾き角度が許容値以内である場合は「正しい」と、それ以外の場合は「正しくない」と判断する。
（５．２）円特徴の傾き角度補正方法
検出した円特徴の放線ベクトルを鉛直上向きに設定し、円特徴の姿勢データを再計算する。
［参考例１］
【００１４】
（６．１）本発明の参考例１に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置１の例を図２に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、抽出された円弧特徴を基に（３．１）による「抽出円弧を円候補点列とする方法」を用いて、円になりそうな点列部分を設定する。
即ち、本装置は、図２に示すように、円弧抽出部１１０及び抽出円弧円候補点列設定部１２０よりなる点列データ抽出部１００を備える。
円弧抽出部１１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
抽出円弧円候補点列設定部１２０は、抽出した円弧の元となったエッジ線分の点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
［参考例２］
【００１５】
（６．２）本発明の参考例２に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置２の例を図３に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円瓜特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．２）による「抽出円弧の仮想円上の点列を円候補点列とする方法」を用いて、円になりそうな点列部分を設定する。
即ち、本装置は、図３に示すように、円弧抽出部２１０及び抽出円弧仮想円円候補点列設定部２２０よりなる点列データ抽出部２００を備える。
円弧抽出部２１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
抽出円弧仮想円円候補点列設定部２２０は、抽出した円弧の中心と半径と同じデータをもつ仮想的な円を考え、その仮想円の円周上の点の位置を計算し、仮想円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
[実施例１]
【００１６】
（６．３）本発明の実施例１に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置３の例を図４に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．３）による「円弧グループを円候補点列とする方式」を用いて、円になりそうな点列部分を設定する。
即ち、本装置は、図４に示すように、円弧抽出部３１０、円弧グループ設定部３２０及び円弧グループ円候補点列設定部３３０よりなる点列データ抽出部３００を備える。
円弧抽出部３１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
円弧グループ設定部３２０は、抽出した円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作る。
円弧グループ円候補点列設定部３３０は、円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を円候補点列とする。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
[実施例２]
【００１７】
（６．４）本発明の実施例２に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置４の例を図５に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．４）による「円弧グループの近似円上の点列を円候補点列とする方式」を用いて、円になりそうな点列部分を設定する。
即ち、本装置は、図５に示すように、円弧抽出部４１０、円弧グループ設定部４２０及び円弧グループ近似円円候補点列設定部４３０よりなる点列データ抽出部４００を備える。
円弧抽出部４１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
円弧グループ設定部４２０は、抽出した円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作る。
円弧グループ近似円円候補点列設定部４３０は、円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を基に円近似を行い、その近似円の円周上の点の位置を計算し、近似円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
[実施例３]
【００１８】
（６．５）本発明の実施例３に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置５の例を図６に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．５）による「積算角度チェックを行い円弧グループを円候補点列とする方式」を用いて、円になりそうな点列部分を設定する。
即ち、本装置は、図６に示すように、円弧抽出部５１０、円弧グループ設定部５２０、積算角度検査部５３０及び円弧グループ円候補点列設定部５４０よりなる点列データ抽出部５００を備える。
円弧抽出部５１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
円弧グループ設定部５２０は、抽出した円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作る。
積算角度検査部５３０は、それぞれの円弧の円周角の総計が設定した値以上であることを確認することにより、積算角度チェックを行う。
円弧グループ円候補点列設定部５４０は、円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を円候補点列とする。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
[実施例４]
【００１９】
（６．６）本発明の実施例４に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置６の例を図７に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．６）による「積算角度チェックを行い円弧グループの近似円上の点列を円候補点列とする方式」を用いて、円になりそうな点列部分を設定する。
即ち、本装置は、図７に示すように、円弧抽出部６１０、円弧グループ設定部６２０、積算角度設定部６３０及び円弧グループ近似円円候補点列設定部６４０よりなる点列データ抽出部６００を備える。
円弧抽出部６１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
円弧グループ設定部６２０は、抽出した円弧の中から中心位置が近傍にあり、かつ半径の長さが近いものにより円弧グループを作る。
積算角度設定部６３０は、それぞれの円弧の円周角の総計が設定した値以上であることを確認することにより、積算角度チェックを行う。
円弧グループ円候補点列設定部６４０は、円弧グループのそれぞれの円弧の元となった複数のエッジ線分の点列の集合を基に円近似を行い、その近似円の円周上の点の位置を計算し、近似円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
［参考例３］
【００２０】
（６．７）本発明の参考例３に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置７の例を図８に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．１）による「抽出円弧を円候補点列とする方法」を用いて、円になりそうな点列部分を設定し、円特徴データを計算した後、（５．１）による「円特徴の傾き角度検査」を行う。
即ち、本装置は、図８に示すように、円弧抽出部７１０及び抽出円弧円候補点列設定部７２０よりなる点列データ抽出部７００を備える。
円弧抽出部７１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
抽出円弧円候補点列設定部７２０は、抽出した円弧の元となったエッジ線分の点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
更に、円特徴データを計算した後、検出した円特徴の傾き角度と予め設定して置いた傾き角度の許容値を比較し、円特徴の傾き角度が許容値以内である場合は「正しい」と、それ以外の場合は「正しくない」と判断する円特徴傾き検査部７３０を備える。
［参考例４］
【００２１】
（６．８）本発明の参考例４に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置８の例を図９に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．２）による「抽出円弧の仮想円上の点列を円候補点列とする方法」を用いて、円になりそうな点列部分を設定し、円特徴データを計算した後、（５．１）による「円特徴の傾き角度検査」を行う。
即ち、本装置は、図９に示すように、円弧抽出部８１０及び抽出円弧仮想円円候補点列設定部８２０よりなる点列データ抽出部８００を備える。
円弧抽出部８１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
抽出円弧仮想円円候補点列設定部８２０は、抽出した円弧の中心と半径と同じデータをもつ仮想的な円を考え、その仮想円の円周上の点の位置を計算し、仮想円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
更に、円特徴データを計算した後、検出した円特徴の傾き角度と予め設定して置いた傾き角度の許容値を比較し、円特徴の傾き角度が許容値以内である場合は「正しい」と、それ以外の場合は「正しくない」と判断する円特徴傾き検査部８３０を備える。
［参考例５］
【００２２】
（６．９）本発明の参考例５に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置９の例を図１０に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によ「て設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．１）による「抽出円弧を円候補点列とする方法」を用いて、円になりそうな点列部分を設定し、円特徴データを計算した後、（５．２）による「円特徴の傾き角度補正」を行う。
即ち、本装置は、図１０に示すように、円弧抽出部９１０及び抽出円弧円候補点列設定部９２０よりなる点列データ抽出部９００を備える。
円弧抽出部９１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
抽出円弧円候補点列設定部９２０は、抽出した円弧の元となったエッジ線分の点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
更に、検出した円特徴の放線ベクトルを鉛直上向きに設定し、円特徴の姿勢データを再計算する傾き角度補正部９３０を備える。
［参考例６］
【００２３】
（６．１０）本発明の参考例６に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置１０の例を図１１に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．２）による「抽出円弧の仮想円上の点列を円候補点列とする方法」を用いて、円になりそうな点列部分を設定し、円特徴データを計算した後、（５．２）による「円特徴の傾き角度補正」を行う。
即ち、本装置は、図１１に示すように、円弧抽出部１０１０及び抽出円弧仮想円円候補点列設定部１０２０よりなる点列データ抽出部１０００を備える。
円弧抽出部１０１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
抽出円弧仮想円円候補点列設定部１０２０は、抽出した円弧の中心と半径と同じデータをもつ仮想的な円を考え、その仮想円の円周上の点の位置を計算し、仮想円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
更に、検出した円特徴の放線ベクトルを鉛直上向きに設定し、円特徴の姿勢データを再計算する傾き角度補正部１０３０を備える。
［参考例７］
【００２４】
（６．１１）本発明の参考例７に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置１１の例を図１２に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．１）による「抽出円弧を円候補点列とする方法」を用いて、円になりそうな点列部分を設定し、円特徴データを計算した後、（５．１）による「円特徴の傾き角度検査」を行い、円特徴の傾き角度が正しくないと判断された場合について（５．２）による「円特徴の傾き角度補正」を行う。
即ち、本装置は、図１２に示すように、円弧抽出部１１１０及び抽出円弧円候補点列設定部１１２０よりなる点列データ抽出部１１００を備える。
円弧抽出部１１１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
抽出円弧円候補点列設定部１１２０は、抽出した円弧の元となったエッジ線分の点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
また、円特徴データを計算した後、検出した円特徴の傾き角度と予め設定して置いた傾き角度の許容値を比較し、円特徴の傾き角度が許容値以内である場合は「正しい」と、それ以外の場合は「正しくない」と判断する円特徴傾き検査部１１３０を備える。
更に、円特徴の傾き角度が正しくないと判断された場合について、検出した円特徴の放線ベクトルを鉛直上向きに設定し、円特徴の姿勢データを再計算する傾き角度補正部１１４０を備える。
［参考例８］
【００２５】
（６．１２）本発明の参考例８に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置１２の例を図１３に示す。
本装置は、特許文献２の円特徴の三次元位置姿勢検出装置の「円になりそうな点列部分を抽出する」点列データ抽出部において、（２）による「円弧半径範囲の設定」によって設定された半径範囲に入る円弧特徴を抽出し、その円弧特徴を基に（３．２）による「抽出円弧の仮想円上の点列を円候補点列とする方法」を用いて、円になりそうな点列部分を設定し、円特徴データを計算した後、（５．１）による「円特徴の傾き角度検査」を行い、円特徴の傾き角度が正しくないと判断された場合について（５．２）による「円特徴の傾き角度補正」を行う。
即ち、本装置は、図１３に示すように、点列データ抽出部１２００は、円弧抽出部１２１０及び抽出円弧仮想円円候補点列設定部１２２０を備える。
円弧抽出部１２１０は、円弧特徴を抽出する際、設定した半径範囲に入るもののみを円弧特徴とする。
円弧半径の範囲は、図１に示す相似関係を用いて円弧半径範囲計算部２０により予め設定し、その値をメモリ３０に記憶しておく。
抽出円弧仮想円円候補点列設定部１２２０は、抽出した円弧の中心と半径と同じデータをもつ仮想的な円を考え、その仮想円の円周上の点の位置を計算し、仮想円の円周として求められた点列を円候補点列として設定する。
設定された円候補点列に基づいて、円特徴データ計算部４０は、円特徴を計算する。
また、円特徴データを計算した後、検出した円特徴の傾き角度と予め設定して置いた傾き角度の許容値を比較し、円特徴の傾き角度が許容値以内である場合は「正しい」と、それ以外の場合は「正しくない」と判断する円特徴傾き検査部１２３０を備える。
更に、円特徴の傾き角度が正しくないと判断された場合について、検出した円特徴の放線ベクトルを鉛直上向きに設定し、円特徴の姿勢データを再計算する傾き角度補正部１２４０を備える。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、いわゆる物体認識処理に関し、特にモデルベーストマッチング法に用いる特徴を抽出する手段として産業上広く利用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】円弧半径範囲の設定を示す説明図である。
【図２】本発明の参考例１に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図３】本発明の参考例２に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図４】本発明の実施例１に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図５】本発明の実施例２に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図６】本発明の実施例３に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図７】本発明の実施例４に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図８】本発明の参考例３に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図９】本発明の参考例４に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図１０】本発明の参考例５に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図１１】本発明の参考例６に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図１２】本発明の参考例７に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図１３】本発明の参考例８に係る円特徴の三次元位置姿勢を検出する装置を示す構成図である。
【図１４】円特徴データの計算の例を示す説明図である。
【図１５】円特徴データの計算の例を示す説明図である。
【図１６】円特徴データの計算の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  三次元位置姿勢を検出する装置
２０  円弧半径範囲計算部
３０  メモリ
４０  円特徴データ計算部
１００  点列データ抽出部
１１０  円弧抽出部
１２０  抽出円弧円候補点設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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１５】
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【図１６】
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