【手続補正書】
【提出日】平成25年6月17日(2013.6.17)
【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】
計測対象物体の３次元形状モデルを保持するモデル保持手段と、
前記計測対象物体の３次元形状を示す情報に基づいて前記計測対象物体における距離計測用の領域を決定する決定手段と、
前記計測対象物体に対して所定の照明パターンを照射する照明手段と、
前記照明手段による照射が行なわれている状態で前記計測対象物体の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像された画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域に基づいて前記撮像手段から前記計測対象物体までの距離を示す距離情報を算出する距離算出手段と、
前記距離情報と前記３次元形状モデルとに基づいて前記計測対象物体の位置及び姿勢を算出する位置姿勢算出手段と
を具備することを特徴とする３次元計測装置。
【請求項２】
前記計測対象物体の位置及び姿勢の概略値を入力する入力手段
を更に具備し、
前記計測対象物体の３次元形状を示す情報は、前記計測対象物体の前記３次元形状モデルであり、
前記決定手段は、
前記入力手段により入力された概略値を用いて前記３次元形状モデルを投影し、該投影した投影像に基づいて前記距離計測用の領域を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元計測装置。
【請求項３】
前記撮像された画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域以外から画像特徴を検出する検出手段
を更に具備し、
前記位置姿勢算出手段は、
前記画像特徴及び前記距離情報と前記３次元形状モデルとに基づいて前記計測対象物体の位置及び姿勢を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元計測装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記撮像された画像全体から画像特徴を検出した後、該検出した画像特徴のうち、前記距離計測用の領域に対応する領域以外から検出した画像特徴を出力し、
前記距離算出手段は、
前記撮像された画像全体から距離情報を算出した後、該算出した距離情報のうち、前記距離計測用の領域に対応する領域から算出した距離情報を出力する
ことを特徴とする請求項３記載の３次元計測装置。
【請求項５】
前記検出手段及び前記距離算出手段は、
前記撮像手段により撮像された１枚の画像に基づいて、前記画像特徴の検出及び前記距離情報の算出をそれぞれ行なう
ことを特徴とする請求項４記載の３次元計測装置。
【請求項６】
前記撮像手段は、
複数の撮像装置から構成され、
前記距離算出手段は、
前記複数の撮像装置により撮像された複数の画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域から前記距離情報をそれぞれ算出し、
前記位置姿勢算出手段は、
前記算出された前記距離情報のそれぞれと前記３次元形状モデルとに基づいて前記計測対象物体の位置及び姿勢を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元計測装置。
【請求項７】
前記計測対象物体の３次元形状を示す情報は、距離センサにより取得された前記計測対象物体を含む距離画像であり、
前記決定手段は、
前記距離画像における各画素の距離情報に基づいて該距離画像を領域分割し、前記距離センサと前記撮像手段との間の相対的な位置及び姿勢を示す値を用いて当該分割された領域のいずれかを投影した投影像に基づいて前記距離計測用の領域を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元計測装置。
【請求項８】
前記決定手段は、
前記分割された領域の中から所定値以上の面積を持つ領域を投影した投影像に基づいて前記距離計測用の領域を決定する
ことを特徴とする請求項７記載の３次元計測装置。
【請求項９】
前記決定手段は、
前記分割された領域の中からユーザにより指定された領域を投影した投影像に基づいて前記距離計測用の領域を決定する
ことを特徴とする請求項７記載の３次元計測装置。
【請求項１０】
前記決定手段は、
前記計測対象物体において濃淡変化が小さいと推定される領域を前記距離計測用の領域に決定する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元計測装置。
【請求項１１】
計測対象物体の３次元形状モデルを保持するモデル保持手段と、
前記計測対象物体の位置及び姿勢の概略値を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された概略値を用いて前記３次元形状モデルを投影し、その投影像に基づいて前記計測対象物体における距離計測用の領域を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された領域に対して所定の照明パターンを照射する照明手段と、
前記照明手段による照射が行なわれている状態で前記計測対象物体の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像された画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域に基づいて前記撮像手段から前記計測対象物体までの距離を示す距離情報を算出する距離算出手段と、
前記撮像された画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域以外から画像特徴を検出する検出手段と
前記画像特徴及び前記距離情報と前記３次元形状モデルとに基づいて前記計測対象物体の位置及び姿勢を算出する位置姿勢算出手段と
を具備することを特徴とする３次元計測装置。
【請求項１２】
計測対象物体の３次元形状モデルを保持するモデル保持手段と、
前記計測対象物体の位置及び姿勢の概略値を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された概略値を用いて前記３次元形状モデルを投影し、その投影像に基づいて前記計測対象物体における距離計測用の領域を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された領域に対して所定の照明パターンを照射する照明手段と、
前記照明手段による照射が行なわれている状態で前記計測対象物体の画像を撮像する複数の撮像手段と、
前記撮像された複数の画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域に基づいて前記撮像手段から前記計測対象物体までの距離を示す距離情報をそれぞれ算出する距離算出手段と、
前記複数の画像からそれぞれ算出された前記距離情報と前記３次元形状モデルとに基づいて前記計測対象物体の位置及び姿勢を算出する位置姿勢算出手段と
を具備することを特徴とする３次元計測装置。
【請求項１３】
計測対象物体の３次元形状モデルを保持するモデル保持手段と、
前記計測対象物体の位置及び姿勢の概略値を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された概略値を用いて前記３次元形状モデルを投影し、その投影像に基づいて前記計測対象物体における距離計測用の領域を決定する決定手段と、
前記計測対象物体に向けて所定の照明パターンを照射する照明手段と、
前記照明手段による照射が行なわれている状態で前記計測対象物体の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像された画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域に基づいて前記撮像手段から前記計測対象物体までの距離を示す距離情報を算出するとともに、前記決定手段による決定結果に基づいて当該算出した距離情報を出力する距離算出手段と、
前記撮像された画像に基づいて前記計測対象物体の画像特徴を検出するとともに、前記決定手段による決定結果に基づいて当該検出した画像特徴を出力する検出手段と、
前記画像特徴及び前記距離情報と前記３次元形状モデルとに基づいて前記計測対象物体の位置及び姿勢を算出する位置姿勢算出手段と
を具備することを特徴とする３次元計測装置。
【請求項１４】
計測対象物体の３次元形状モデルを保持するモデル保持手段と、
距離センサにより取得された前記計測対象物体を含む距離画像に基づいて前記計測対象物体における距離計測用の領域を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された領域に対して所定の照明パターンを照射する照明手段と、
前記照明手段による照射が行なわれている状態で前記計測対象物体の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像された画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域に基づいて前記撮像手段から前記計測対象物体までの距離を示す距離情報を算出する距離算出手段と、
前記撮像された画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域以外から画像特徴を検出する検出手段と
前記画像特徴及び前記距離情報と前記３次元形状モデルとに基づいて前記計測対象物体の位置及び姿勢を算出する位置姿勢算出手段と
を具備し、
前記決定手段は、
前記距離画像における各画素の距離情報に基づいて該距離画像を領域分割し、前記距離センサと前記撮像手段との間の相対的な位置及び姿勢を示す値を用いて当該分割された領域のいずれかを投影した投影像に基づいて前記距離計測用の領域を決定する
ことを特徴とする３次元計測装置。
【請求項１５】
計測対象物体の３次元形状モデルを用いて該計測対象物体の位置及び姿勢を計測する３次元計測装置の計測方法であって、
決定手段が、前記計測対象物体の３次元形状を示す情報に基づいて前記計測対象物体における距離計測用の領域を決定する工程と、
照明手段が、前記計測対象物体に対して所定の照明パターンを照射する工程と、
撮像手段が、前記照明手段による照射が行なわれている状態で前記計測対象物体の画像を撮像する工程と、
距離算出手段が、前記撮像された画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域に基づいて前記撮像手段から前記計測対象物体までの距離を示す距離情報を算出する工程と、
位置姿勢算出手段が、前記距離情報と前記３次元形状モデルとに基づいて前記計測対象物体の位置及び姿勢を算出する工程と
を含むことを特徴とする計測方法。
【請求項１６】
計測対象物体の３次元形状モデルを保持するモデル保持手段、前記計測対象物体に対して所定の照明パターンを照射する照明手段、前記照明手段による照射が行なわれている状態で前記計測対象物体の画像を撮像する撮像手段、を有するコンピュータを、
前記計測対象物体の３次元形状を示す情報に基づいて前記計測対象物体における距離計測用の領域を決定する決定手段、
前記撮像された画像内における前記距離計測用の領域に対応する領域に基づいて前記撮像手段から前記計測対象物体までの距離を示す距離情報を算出する距離算出手段、
前記距離情報と前記３次元形状モデルとに基づいて前記計測対象物体の位置及び姿勢を算出する位置姿勢算出手段
として機能させるためのプログラム。