【手続補正書】
【提出日】平成25年2月25日(2013.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体までの距離情報が画素値として保持された距離画像を取得する取得手段と、
前記距離画像から、前記距離情報が取得できない領域である無効領域を抽出する第１の抽出手段と、
無効領域に関する情報を予め保持した前記対象物体の特徴モデルから、前記抽出された無効領域に対応する無効領域を抽出する第２の抽出手段と、
前記距離画像から抽出された無効領域と前記抽出された特徴モデル上の無効領域とに基づいて、前記対象物体の３次元の位置姿勢を決定する位置姿勢決定手段と、
を備えることを特徴とする位置姿勢計測装置。
【請求項２】
前記第１の抽出手段は、前記距離画像から抽出された無効領域から第１の特徴量を抽出し、
前記第２の抽出手段は、前記特徴モデルから抽出された無効領域から第２の特徴量を抽出し、
前記位置姿勢決定手段は、前記抽出された距離画像における第１の特徴量と、前記抽出された第１の特徴量に対応する前記特徴モデル上の第２の特徴量とを対応付けることにより、前記対象物体の位置姿勢を決定することを特徴とする請求項１に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項３】
前記特徴モデルは、前記対象物体の３次元形状モデルを仮想的な撮像装置により撮像して、距離情報が取得できない領域である無効領域を取得し、該取得した無効領域を保持したモデルであることを特徴とする請求項１または２に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項４】
前記特徴モデルは、前記対象物体を撮像装置によって撮像して得られた距離画像から、距離情報が取得できない領域である無効領域を取得し、該取得した無効領域を保持したモデルであることを特徴とする請求項１または２に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項５】
撮像手段と前記対象物体との相対的な位置姿勢を示す情報と、前記撮像手段により複数の異なる方向から撮像されて得られた特徴量とを関連付けて記憶する記憶手段を更に備え、
前記位置姿勢決定手段は、前記距離画像から抽出された無効領域の特徴量に対応する前記記憶手段に記憶された特徴量を求めて、当該求められた特徴量と関連付けられた前記位置姿勢を示す情報から前記対象物体の位置姿勢を決定することを特徴とする請求項１に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項６】
前記特徴量は、前記距離画像における前記無効領域の位置、前記無効領域の重心の位置、又は前記無効領域の輪郭の位置の少なくとも１つを示す情報であることを特徴とする請求項５に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項７】
前記特徴量が前記無効領域の位置を示す情報である場合、
前記位置姿勢決定手段は、前記距離画像から抽出された無効領域の位置及び前記記憶手段に記憶された無効領域の位置が重複する領域の距離画像全体の領域に占める割合が最大となる無効領域の位置を示す情報を求めて、
当該求められた無効領域の位置を示す情報に関連付けられた対象物体の位置姿勢を示す情報から前記対象物体の位置姿勢を決定することを特徴とする請求項６に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項８】
前記特徴量が前記無効領域の重心の位置を示す情報である場合、
前記位置姿勢決定手段は、前記距離画像から抽出された無効領域の各重心の位置を示す情報と、前記記憶手段に記憶された無効領域の各重心の位置を示す情報とから、対応する重心間の距離の総和を算出し、
前記距離の総和が最小となる重心の位置を示す情報を求めて、
当該求められた重心の位置を示す情報に関連付けられた対象物体の位置姿勢を示す情報から前記対象物体の位置姿勢を決定することを特徴とする請求項６に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項９】
前記特徴量が前記無効領域の輪郭の位置を示す情報である場合、
前記位置姿勢決定手段は、前前記距離画像から抽出された無効領域の輪郭を示す情報と、前記特徴モデルにおいて、前記無効領域の輪郭を示す情報とに基づいて、前記記憶手段に記憶された無効領域の輪郭の位置を示す情報に関連付けられた対象物体の位置姿勢を示す情報から前記対象物体の位置姿勢を決定することを特徴とする請求項６に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項１０】
前記距離画像における前記無効領域を、前記対象物体の３次元の形状を示す３次元形状モデル上に投影した３次元無効領域の位置、輪郭の位置、又は重心の位置の少なくとも１つを示す情報と、前記対象物体の位置姿勢を示す情報とを関連付けて登録する登録手段と、
前記位置姿勢決定手段により決定された前記対象物体の位置姿勢に対応する位置姿勢で前記登録手段に登録されている、３次元形状モデルを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された３次元形状モデルの３次元無効領域を前記距離画像と同じ画像面に射影する射影手段と、
前記射影手段により前記画像面に射影された無効領域と前記撮像手段により撮像された距離画像における無効領域とのそれぞれにおいて、無効領域の位置、輪郭の位置、又は重心の位置の少なくとも１つを構成する各点から、前記対象物体の前記位置姿勢からの変化量を算定する算定手段と、
前記位置姿勢と前記変化量とから前記対象物体の位置姿勢を更新する位置姿勢更新手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項１１】
位置姿勢計測装置における位置姿勢計測方法であって、
取得手段が、対象物体までの距離情報が画素値として保持された距離画像を取得する取得工程と、
第１の抽出手段が、前記距離画像から、前記対象物体までの距離情報が取得できない領域である無効領域を抽出する第１の抽出工程と、
第２の抽出手段が、無効領域に関する情報を予め保持した前記対象物体の特徴モデルから、前記抽出された無効領域に対応する無効領域を抽出する第２の抽出工程と、
位置姿勢決定手段が、前記距離画像から抽出された無効領域と前記抽出された特徴モデル上の無効領域とに基づいて、前記対象物体の３次元の位置姿勢を決定する位置姿勢決定工程と、
を備えることを特徴とする位置姿勢計測方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の位置姿勢計測方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１３】
対象物体までの距離情報が画素値として保持された距離画像を取得する取得手段と、
前記距離画像から、前記距離情報が取得できない領域である無効領域を抽出する特徴抽出手段と、
前記抽出された無効領域と、前記無効領域の情報を予め保持した前記対象物体の特徴モデルから抽出した無効領域とを対応づけることにより、前記対象物体を識別する識別手段とを備えることを特徴とする物体識別装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記の目的を達成する本発明に係る位置姿勢計測装置は、
対象物体までの距離情報が画素値として保持された距離画像を取得する取得手段と、
前記距離画像から、前記距離情報が取得できない領域である無効領域を抽出する第１の抽出手段と、
無効領域に関する情報を予め保持した前記対象物体の特徴モデルから、前記抽出された無効領域に対応する無効領域を抽出する第２の抽出手段と、
前記距離画像から抽出された無効領域と前記抽出された特徴モデル上の無効領域とに基づいて、前記対象物体の３次元の位置姿勢を決定する位置姿勢決定手段と、
を備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】位置姿勢計測装置、物体識別装置、位置姿勢計測方法及びプログラム