(57)【要約】【課題】簡単な構成で対象物の位置計測を行うことができ、また、高精度に位置計測を行うことができる位置計測装置等を提供する。【解決手段】対象物１００に備えられたバーコード１０を撮影するカメラ３０と、カメラ３０により撮影されたバーコード１０の画像から、４点以上の注目点を抽出し、メモリから注目点の位置情報を読み出し、メモリより読み出した注目点の位置情報および画像における注目点の位置関係からバーコード１０の位置を求めることで対象物１００の位置を求める演算装置４０とを備える位置計測装置３００。【選択図】図１
2009264963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーコードを備える対象物の当該バーコードを撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影された前記バーコードの画像から、４点以上の注目点を抽出する抽出部と、
前記注目点の互いの位置情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記注目点の前記位置情報を読み出し、当該位置情報および前記画像における当該注目点の位置関係から前記バーコードの位置を求めることで前記対象物の位置を求める演算部と、
を備えることを特徴とする位置計測装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記位置情報として前記バーコードのサイズ情報を記憶することを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記注目点の前記位置情報および前記画像における当該注目点の位置関係から前記バーコードの三次元位置および三軸角度を求めることにより当該バーコードの位置を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測装置。
【請求項４】
前記抽出部は、前記バーコードの四隅の点を前記注目点として抽出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の位置計測装置。
【請求項５】
前記バーコードは、１次元バーコードであり、
前記抽出部は、前記１次元バーコードを構成するバーのうち所定のバーを選択し、選択された当該所定のバーの四隅の点の中から前記注目点を抽出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の位置計測装置。
【請求項６】
前記バーコードは、ＱＲコードであり、
前記抽出部は、前記ＱＲコードに含まれる切り出しシンボルの四隅の点の中から前記注目点を抽出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の位置計測装置。
【請求項７】
複数の位置計測装置を備え、
前記位置計測装置は、
対象物に備えられたバーコードを撮影し、当該バーコードの位置を求めることで当該対象物の位置を求める第１の位置計測装置と、
前記第１の位置計測装置を撮影することで当該第１の位置計測装置の位置を求める第２の位置計測装置と、
からなることを特徴とする位置計測システム。
【請求項８】
前記第１の位置計測装置は、前記バーコードから４点以上の注目点を抽出し、当該注目点の位置情報から前記バーコードの三次元位置および三軸角度を求めることにより前記対象物の位置を求めることを特徴とする請求項７に記載の位置計測システム。
【請求項９】
前記第１の位置計測装置は、バーコードを備え、
前記第２の位置計測装置は、前記第１の位置計測装置に備えられた前記バーコードを撮影し、当該バーコードの位置を求めることで当該第１の位置計測装置の位置を求めることを特徴とする請求項７または８に記載の位置計測システム。
【請求項１０】
前記第１の位置計測装置は、４点以上の発光点を備え、
前記第２の位置計測装置は、前記第１の位置計測装置に備えられた前記発光点を撮影し、当該発光点の位置を求めることで当該第１の位置計測装置の位置を求めることを特徴とする請求項７または８に記載の位置計測システム。
【請求項１１】
コンピュータに、
バーコードの画像から、４点以上の注目点を抽出する機能と、
メモリから前記注目点の位置情報を読み出し、当該メモリより読み出した当該注目点の位置情報および前記画像における当該注目点の位置関係から前記バーコードの位置を求める機能と、
を実現させるプログラム。
【請求項１２】
前記位置情報は、前記バーコードのサイズ情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置計測装置、位置計測システム、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の対象物の三次元空間における位置を計測する手段として、対象物にバーコードを貼り付け、このバーコードの情報を読み取ると共に、バーコードの位置を計測することで対象物の位置を計測する装置が存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、バーコードとバーコードリーダとの相対位置を計測する位置計測装置において、少なくとも２つのバーコードリーダを、遠近方向、または走査方向に所定距離離隔して設置した位置計測装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、少なくとも２つのレーザ光を同時に走査するバーコードスキャナにてバーコードを走査することにより、バーコードとバーコードスキャナとの相対位置
を計測する位置計測装置において、バーコードスキャナの各レーザ光窓よりレーザ光を交互に出力するようにした位置計測装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−６２１１９号公報
【特許文献２】特開平１０−６２１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、バーコードの位置計測を簡単な構成で行うことができ、また、バーコードの位置を高精度に計測することで、バーコードを備える対象物の位置計測を簡単な構成で高精度に行うことができる位置計測装置等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】
請求項１に係る発明は、バーコードを備える対象物の当該バーコードを撮影する撮影部と、前記撮影部により撮影された前記バーコードの画像から、４点以上の注目点を抽出する抽出部と、前記注目点の互いの位置情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記注目点の前記位置情報を読み出し、当該位置情報および前記画像における当該注目点の位置関係から前記バーコードの位置を求めることで前記対象物の位置を求める演算部と、を備えることを特徴とする位置計測装置である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記記憶部は、前記位置情報として前記バーコードのサイズ情報を記憶することを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置である。
請求項３に係る発明は、前記演算部は、前記注目点の前記位置情報および前記画像における当該注目点の位置関係から前記バーコードの三次元位置および三軸角度を求めることにより当該バーコードの位置を求めることを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測装置である。
請求項４に係る発明は、前記抽出部は、前記バーコードの四隅の点を前記注目点として抽出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の位置計測装置である。
【０００９】
請求項５に係る発明は、前記バーコードは、１次元バーコードであり、前記抽出部は、前記１次元バーコードを構成するバーのうち所定のバーを選択し、選択された当該所定のバーの四隅の点の中から前記注目点を抽出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の位置計測装置である。
請求項６に係る発明は、前記バーコードは、ＱＲコードであり、前記抽出部は、前記ＱＲコードに含まれる切り出しシンボルの四隅の点の中から前記注目点を抽出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の位置計測装置である。
【００１０】
請求項７に係る発明は、複数の位置計測装置を備え、前記位置計測装置は、対象物に備えられたバーコードを撮影し、当該バーコードの位置を求めることで当該対象物の位置を求める第１の位置計測装置と、前記第１の位置計測装置を撮影することで当該第１の位置計測装置の位置を求める第２の位置計測装置と、からなることを特徴とする位置計測システムである。
請求項８に係る発明は、前記第１の位置計測装置は、前記バーコードから４点以上の注目点を抽出し、当該注目点の位置情報から前記バーコードの三次元位置および三軸角度を求めることにより前記対象物の位置を求めることを特徴とする請求項７に記載の位置計測システムである。
請求項９に係る発明は、前記第１の位置計測装置は、バーコードを備え、前記第２の位置計測装置は、前記第１の位置計測装置に備えられた前記バーコードを撮影し、当該バーコードの位置を求めることで当該第１の位置計測装置の位置を求めることを特徴とする請求項７または８に記載の位置計測システムである。
請求項１０に係る発明は、前記第１の位置計測装置は、４点以上の発光点を備え、前記第２の位置計測装置は、前記第１の位置計測装置に備えられた前記発光点を撮影し、当該発光点の位置を求めることで当該第１の位置計測装置の位置を求めることを特徴とする請求項７または８に記載の位置計測システムである。
【００１１】
請求項１１に係る発明は、コンピュータに、バーコードの画像から、４点以上の注目点を抽出する機能と、メモリから前記注目点の位置情報を読み出し、当該メモリより読み出した当該注目点の位置情報および前記画像における当該注目点の位置関係から前記バーコードの位置を求める機能と、を実現させるプログラムである。
【００１２】
請求項１２に係る発明は、前記位置情報は、前記バーコードのサイズ情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載のプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より簡単な構成で対象物の位置計測を行うことができ、また、位置計測をより高精度に行うことができる位置計測装置を得ることができる。
請求項２の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より簡易な手法で注目点の位置情報を設定することができる。
請求項３の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、対象物の位置を、より高精度かつ高速に演算することができる。
請求項４の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より簡易な手法で注目点を抽出することができる。
請求項５の発明によれば、バーコードとして一次元バーコードを使用した場合に、本構成を採用しない場合に比較して、より高精度に対象物の位置計測を行うことができる。
請求項６の発明によれば、バーコードとしてＱＲコードを使用した場合に、本構成を採用しない場合に比較して、より簡易な手法で注目点を抽出することができ、また、より高精度に対象物の位置を演算することができる。
請求項７の発明によれば、所望の位置を基準として対象物の位置計測を行うことができ、またより広範囲に位置する対象物の位置計測を行うことができる。
請求項８の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、対象物の位置を、より高精度かつ高速に演算することができる。
請求項９の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より簡単な構成で、対象物の位置計測を行うことができる。
請求項１０の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より高精度に対象物の位置計測を行うことができる。
請求項１１の発明によれば、バーコードの位置を計測することにより対象物の位置を計測する機能を、コンピュータにより実現できる。
請求項１２の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より簡易な手法で注目点の位置情報を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜装置構成＞
図１は、本実施形態が適用される位置計測装置、および位置計測を行う対象物を含んだ全体構成を説明した図である。
図１に示した全体構成では、位置計測対象である対象物１００と、対象物１００の三次元位置および三軸角度を計算する位置計測装置３００とを有する。そして、対象物１００にはバーコード１０が備えられている。また、位置計測装置３００は、対象物１００を撮影する撮影部の一例としてのカメラ３０と、カメラ３０により撮影された画像に基づいて対象物１００の三次元位置および三軸角度を演算する演算装置４０とを備える。
【００１５】
図２は、カメラ３０の構成例を示す図である。
カメラ３０は、対象物１００に備えられたバーコード１０（図１参照）の像を収束する光学系３１と、光学系３１により収束された像を検出する撮像手段であるイメージセンサ３２とを備える。
【００１６】
光学系３１は、単一のレンズまたは複数のレンズを組み合わせて構成される。例えば、２つの半球レンズを使用し、その球面側を向かい合わせに組み合わせたツインレンズが用いられる。レンズの組み合わせおよびレンズ表面に施されたコーティング等により、各種の不要な収差は適切に除去されている。
【００１７】
イメージセンサ３２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を配列して構成される。このイメージセンサ３２の表面がカメラ３０の撮像面となる。
【００１８】
図３は、演算装置４０の構成を説明した図である。
演算装置４０は、図３に示したように、バーコード１０（図１参照）の所定の箇所である注目点の位置情報を記憶する記憶部４１と、撮影部により撮影された入力画像としてのバーコード１０の画像を取り込み、バーコード１０の画像から４点以上の注目点を抽出する抽出部４２と、記憶部４１よりバーコード１０の注目点のサイズ情報等の位置情報を読み出し、この位置情報および画像における注目点の位置関係からバーコード１０の三次元位置および三軸角度を求める演算部４３とからなる。
【００１９】
また、図４は、演算装置４０の動作を説明したフローチャートである。
以下、図３と図４に基づき、演算装置４０の動作の概略を説明する。
演算装置４０は、例えばパーソナルコンピュータ等で実現される。抽出部４２は、カメラ３０により撮影されたバーコード１０の画像を取得する（ステップ１０１）。そして、バーコード１０の画像の中で所定の箇所である４点以上の注目点を抽出する（ステップ１０２）。
次に、演算部４３が、バーコード１０のサイズ情報等の位置情報を記憶部４１から読み出す（ステップ１０３）。そして、演算部４３は、位置情報と、抽出部４２により抽出された注目点の画像中における位置関係とに基づき、バーコード１０の三次元位置、三軸角度を求め、対象物１００（図１参照）の位置計測結果として出力する（ステップ１０４）。
【００２０】
＜バーコードの画像からの注目点の抽出＞
次に、カメラ３０により撮影されたバーコードの画像から、注目点を抽出する方法について説明する。
図５は、カメラ３０により撮影されたバーコードの画像から、注目点を抽出する方法について説明した第１の例である。
図５に示した例では、１次元バーコードであるバーコード１０ａの各バーが印刷された領域の四隅の各点を注目点１１〜１４として抽出している。１次元バーコードの幅と高さについては標準寸法として規格化されているため、このバーコード１０ａが準拠している規格の幅および高さがわかれば、この注目点１１〜１４のバーコード１０ａ上における座標は、計算により求めることができる。具体的には、このバーコード１０ａの場合では、サイズ情報として、バーコード１０ａの図５における横方向の長さ及び縦方向の長さを記憶部４１（図３参照）に記憶しておき、この値を読み出すことにより注目点１１〜１４のバーコード１０ａ上における座標がわかる。
【００２１】
なお、例えばバーコード１０ａがＪＡＮ−１３規格により印刷されているものであれば、バーコード１０ａの各バーが印刷される領域は、９５モジュールより構成され、１モジュールが０．３３ｍｍのとき幅（図５における横方向の長さ）は、３１．３５ｍｍとなる。また高さ（図５における縦方向の長さ）は２２．８６ｍｍである。そして、バーコード１０ａの四隅の点は、図５の例では、スタートキャラクタを構成する２本のバーのうち左側のバーの左上と左下の箇所、およびストップキャラクタを構成する２本のバーのうち右側のバーの右上と右下の箇所となり、これらの４点が注目点１１〜１４となる。実際にこれらの注目点１１〜１４を抽出するには、画像処理技術等を利用することにより行うことができる。
【００２２】
ここで、注目点は、４点以上であれば、その個数について特に限定されるものではない。
図６は、カメラ３０により撮影されたバーコードの画像から、注目点を抽出する方法について説明した第２の例である。
図６に示した例では、図５で説明した場合と同様に１次元バーコードであるバーコード１０ｂの各バーが印刷されている領域の四隅の各点を注目点１１〜１４としているが、更に、各バーのうち任意の３本を選択し、そこから抽出される８個の点を注目点１５〜２２としている。注目点１１〜１４のバーコード１０ｂ上での座標は、上述の図５において説明した手法により求めることができる。また、注目点１５〜２２のバーコード１０ｂ上での座標は、次のようにして求めることができる。
まず、撮影された画像からバーコード１０ｂを読み取り、バーコード１０ｂに実際に入っている情報を復元する。図６に示した例では、バーコード１０ｂには「４９１２３４５６７８９０４」という情報が入っているためこれを復元する。この情報に対応する各バーの線の太さや間隔は規格化されている。そのため復元された情報と各バーの線の太さや間隔の情報から、注目点１５〜２２のバーコード１０ｂ上での座標を求めることができる。
なお、この場合、バーコード１０ｂのサイズ情報としては、バーコード１０ｂが、印刷される領域の縦方向の長さ及び横方向の長さのみならず、バーコード１０ｂを構成するバーの太さや間隔の情報も該当する。
なお本実施の形態の場合、注目点を１２個としているが、このように注目点を多く抽出することにより後述する位置計測の計算精度を向上させることができる。
【００２３】
また、バーコードは、１次元バーコードに限定されるものではなく、例えば、２次元バーコードでも使用することが可能である。
図７（ａ）〜（ｂ）は、カメラ３０により撮影されたバーコードの画像から、注目点を抽出する方法について説明した第３の例である。ここで図７（ａ）は、２次元バーコードの１つの例としてＱＲコードを示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＱＲコードから特徴部分を抽出したものである。
図７（ａ）〜（ｂ）に示した例では、図５および図６で説明した１次元バーコードではなく、２次元バーコードであるバーコード１０ｃから注目点を抽出する。本実施の形態では、図７（ａ）〜（ｂ）に示したようにＱＲコードにおける位置検出用パターンである３つの切り出しシンボル５１のそれぞれの四隅の点を注目点１１〜２２としている。この場合は、バーコード１０ｃのサイズ情報として、各切り出しシンボル５１の位置や大きさ等の情報を利用する。
【００２４】
なお、本実施の形態において、注目点として抽出される点としては、これに限られるものではなく、例えば、図５や図６で説明したのと同様に、バーコード１０ｃが印刷される領域の四隅の点を抽出してもよい。図７（ｂ）に挙げた例では、この四隅の点は、注目点１１，１６，２２，２３に当たる。また、切り出しシンボル５１と同様にＱＲコードに含まれるアライメントパターン５２の四隅の点やタイミングパターン５３の任意の点を抽出するなどの方法も考えられる。
【００２５】
次に、バーコード１０より抽出した注目点が４点の場合についてバーコード１０の三次元位置、三軸角度を算出する方法について説明を行う。
注目点１１の位置について、バーコード１０を基準とした座標系における座標を［Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１］Ｔとする。また、カメラ３０により撮影された画像上（イメージセンサ３２上）（図２参照）の座標系における注目点１１の点の像の座標を［ｕ１，ｖ１］とする。なお以下の説明で、カメラ３０の位置を原点とした座標系をカメラ座標系とし、このカメラ座標系における注目点１１の座標を［Ｘｃ1，Ｙｃ1，Ｚｃ1］Ｔとする。
この場合、射影行列Ｐとして３行４列の行列を用いて、以下の関係式が成り立つ。
【００２６】
【数１】
2009264963.tif 000003
【００２７】
数１式の中の射影行列Ｐは定数倍の不定性があり、これが数１式の左辺の係数ｈによって吸収される。よって、Ｐ３４＝１とおくことができる。また、注目点１１〜１４は同一平面上にあるために、Ｚ座標を０とすることができる。そこで、Ｚ１＝０とすると、数１式のＺ１に対応する射影行列Ｐの第３列を省略することができる。そのため数１式は、以下のように変形できる。この場合の射影行列の未知数は８個となる。
【００２８】
【数２】
2009264963.tif 000004
【００２９】
この数２式から次の２つの拘束式が得られる。
【００３０】
【数３】
2009264963.tif 000005
【００３１】
数３式で示した関係は、注目点１２〜１４についても同様に成り立つ。即ち、注目点１２〜１４に対して、以下の関係式が成り立つ。なお、ここで、注目点１２〜１４のバーコード１０を基準とした座標系における座標をそれぞれ、［Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２］Ｔ、［Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３］Ｔ、［Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４］Ｔとし、カメラ３０により撮影された画像上の座標系における注目点１２〜１４の点の像の座標をそれぞれ、［ｕ２，ｖ２］、［ｕ３，ｖ３］、［ｕ４，ｖ４］としている。また注目点１１と同様にＺ２＝Ｚ３＝Ｚ４＝０としている。
【００３２】
【数４】
2009264963.tif 000006
【００３３】
数３式および数４式を整理すると次式が得られる。
【００３４】
【数５】
2009264963.tif 000007
数５式において左辺第１項をＡとし、また左辺第２項は射影行列Ｐの３列目がない行列の要素を表していることからＰ３とし、右辺をＢとして書き表すと、以下の式となる。
【００３５】
【数６】
2009264963.tif 000008
【００３６】
数６式の両辺にＡの逆行列を左からかけると、
【００３７】
【数７】
2009264963.tif 000009
【００３８】
となり、Ｐ３を求めることができる。
また、射影行列Ｐは、カメラ内部行列Ｃとカメラ外部行列［ｒ１  ｒ２  ｒ３  ｔ］との積で表すことができる。
【００３９】
【数８】
2009264963.tif 000010
【００４０】
ここで、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、バーコード１０上の座標系をカメラ座標系に変換する回転ベクトルであり、ｔは、平行移動ベクトルである。そして、これらのベクトルは全て３つの要素を有する列ベクトルとして表される。Ｐ３は射影行列Ｐの第３列目がない行列であるので、
【００４１】
【数９】
2009264963.tif 000011
【００４２】
となる。よって、
【００４３】
【数１０】
2009264963.tif 000012
【００４４】
となり、列ベクトルｒ１、ｒ２、ｔを算出することができる。また、ｒ３は、ｒ１、ｒ２と直交することから、
【００４５】
【数１１】
2009264963.tif 000013
【００４６】
と表すことができる。よって数１１式よりｒ３を算出することができる。以上のようにして回転ベクトルｒ１、ｒ２、ｒ３と、平行移動ベクトルｔが全て算出できたことになる。そこで、Ｒ＝［ｒ１  ｒ２  ｒ３］とすると、注目点１１〜１４の三次元位置は、カメラ座標系を使用して、以下のように表すことができる。なおここで、カメラ座標系における注目点１２〜１４の座標をそれぞれ［Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２］Ｔ、［Ｘｃ３，Ｙｃ３，Ｚｃ３］Ｔ、［Ｘｃ４，Ｙｃ４，Ｚｃ４］Ｔとしている。
【００４７】
【数１２】
2009264963.tif 000014
【００４８】
数１２式の関係式から、注目点１１〜１４のカメラ座標が特定できるため、バーコード１０の三次元位置および三軸角度が求まることとなる。バーコード１０の三次元位置および三軸角度はそのまま対象物１００の三次元位置および三軸角度として利用できるため、以上のようにして対象物１００の位置が計測できる。
なお、以上の説明は、注目点が４点の場合を説明したが、５点以上になった場合も同様の手法を用いて算出可能である。
【００４９】
＜他の座標系を用いた対象物認識システム＞
以上の説明は、カメラ位置を原点としたカメラ座標系を用いる場合であったが、別の座標系を用いてもかまわない。例えば、部屋等の三次元空間の所定の地点を原点とし、それを基準とした座標系を用いることもできる。この座標系をここでは「ワールド座標系」と呼ぶことにする。
【００５０】
図８は、ワールド座標系を用いて対象物１００の三次元位置および三軸角度を求める場合についての第１の例を説明した図である。
図８に示した例では、位置計測対象である対象物１００と、対象物１００の三次元位置および三軸角度を計算する第１の位置計測装置３００ａと、第１の位置計測装置３００ａの三次元位置および三軸角度を更に計算する第２の位置計測装置３００ｂとから構成されている。第１の位置計測装置３００ａは、図１に示した位置計測装置３００と同様に対象物１００を撮影する撮影部の一例としてのカメラ３０ａと、カメラ３０ａにより撮影された画像に基づいて対象物１００の三次元位置および三軸角度を計算する演算装置４０ａとを備える。また、同様に第２の位置計測装置３００ｂは、第１の位置計測装置３００ａを撮影する撮影部の一例としてのカメラ３０ｂと、カメラ３０ｂにより撮影された画像に基づいて第１の位置計測装置３００ａの三次元位置および三軸角度を計算する演算装置４０ｂとを備える。
【００５１】
本実施の形態では、対象物１００は複数存在し、その各々にバーコード１０ｄを備える。なお各々の対象物１００に備えられたバーコード１０ｄは全て異なる情報を持っている。そして、第１の位置計測装置３００ａもバーコード１０ｅを備える。
【００５２】
本実施の形態では、カメラ３０ａは、複数の対象物１００に備えられたバーコード１０ｄを撮影することができ、そのバーコード１０ｄの三次元位置および三軸角度を計算することにより、第１の位置計測装置３００ａの位置を基準とした各々の対象物１００の位置計測を行うことができる。また、第１の位置計測装置３００ａにもバーコード１０ｅが備えられているため、カメラ３０ｂは、このバーコード１０ｅを撮影し、バーコード１０ｅの三次元位置および三軸角度を計算することができる。よって、第２の位置計測装置３００ｂの位置を基準として第１の位置計測装置３００ａの位置計測を行うことができる。結果、三次元空間の所定の位置に設置される第２の位置計測装置３００ｂを原点として、対象物１００の位置計測が行えることになる。
【００５３】
本実施の形態の応用例として例えば、倉庫等の三次元空間において、第１の位置計測装置３００ａを壁面等に設置し、また第２の位置計測装置３００ｂを天井に設置する。そして、荷物等である複数の対象物１００の在庫管理などに利用することが可能である。
なお、本実施の形態では、第１の位置計測装置３００ａ、第２の位置計測装置３００ｂは各１台の場合を説明したが、複数台であってもかまわない。例えば、第１の位置計測装置３００ａを複数台とし、第２の位置計測装置３００ｂを１台とした場合は、第１の位置計測装置３００ａに備えられるバーコード１０ｅにそれぞれ異なる情報を持たせ、カメラ３０ｂがどの第１の位置計測装置３００ａを撮影しているかを判別できるようにすれば、上記と同様に第２の位置計測装置３００ｂの位置を基準とした対象物１００の位置計測を行うことができる。
【００５４】
ここで、図８で説明した例では、第１の位置計測装置３００ａにバーコード１０ｅが備えられていたが、必ずしもバーコードを備える必要はない。
図９は、ワールド座標系を用いて対象物１００の三次元位置および三軸角度を求める場合についての第２の例を説明した図である。
図９に示した例では、第１の位置計測装置３００ａには、バーコード１０ｅの代りに、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる４つの発光点８１〜８４が備えられている。そして、この部分が異なっていることを除き、図８で示した例と同様の構成をとる。
【００５５】
本実施の形態では、カメラ３０ａは、複数の対象物１００に備えられたバーコード１０ｄの三次元位置および三軸角度を計算することにより、第１の位置計測装置３００ａの位置を基準とした各々の対象物１００の位置計測を行う点で、図８で説明した例と同様のことを行う。但し、カメラ３０ｂは、第１の位置計測装置３００ａに備えられた４つの発光点８１〜８４を撮影することで、第１の位置計測装置３００ａの三次元位置および三軸角度の計算を行う。これにより、図８で説明した例と同様に第２の位置計測装置３００ｂの位置を基準として第１の位置計測装置３００ａの位置計測を行うことができる。よって、図８で説明した例と同様に三次元空間の所定の位置に設置される第２の位置計測装置３００ｂを原点として、対象物１００の位置計測が行えることになる。
本実施の形態で、バーコード１０ｅの代りに発光点８１〜８４を使用することで、第２の位置計測装置３００ｂにより第１の位置計測装置３００ａの三次元位置および三軸角度の計算をより高精度に行いやすくなる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、発光点８１〜８４をＬＥＤにより構成される発光点としたが、これに限定するものではない。例えば、発光点８１〜８４としてＬＥＤの代わりに再帰反射板を設け、カメラ３０ａの近くに設けられた照明装置から光を照射し、再帰反射板による反射光をカメラ３０ｂにより撮影するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態が適用される位置計測装置、および位置計測を行う対象物を含んだ全体構成を説明した図である。
【図２】カメラの構成例を示す図である。
【図３】演算装置の構成を説明した図である。
【図４】演算装置の動作を説明したフローチャートである。
【図５】カメラにより撮影されたバーコードの画像から、注目点を抽出する方法について説明した第１の例である。
【図６】カメラにより撮影されたバーコードの画像から、注目点を抽出する方法について説明した第２の例である。
【図７】カメラにより撮影されたバーコードの画像から、注目点を抽出する方法について説明した第３の例である。
【図８】ワールド座標系を用いて対象物の三次元位置および三軸角度を求める場合についての第１の例を説明した図である。
【図９】ワールド座標系を用いて対象物の三次元位置および三軸角度を求める場合についての第２の例を説明した図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ…バーコード、１１〜２３…注目点、３０，３０ａ，３０ｂ…カメラ、３１…光学系、３２…イメージセンサ、４０，４０ａ，４０ｂ…演算装置、４１…記憶部、４２…抽出部、４３…演算部、５１…切り出しシンボル、８１〜８４…発光点、１００…対象物、３００…位置計測装置、３００ａ…第１の位置計測装置、３００ｂ…第２の位置計測装置
【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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