【手続補正書】
【提出日】平成23年9月13日(2011.9.13)
【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】
撮像装置が撮像した画像を入力する入力手段と、
観察対象物体の表面形状を表す３次元モデルデータを格納する格納手段と、
前記３次元モデルデータを画像平面に描画することにより前記観察対象物体の幾何的情報に基づく複数の幾何特徴を抽出する幾何特徴抽出手段と、
前記観察対象物体に対する前記撮像装置の位置姿勢が既知の参照画像において前記複数の幾何特徴に対応する画像特徴を探索し、対応する画像特徴が検出された幾何特徴を前記複数の幾何特徴より選別する幾何特徴選別手段と、
前記幾何特徴選別手段で選別された幾何特徴を前記入力手段により入力された画像における前記観察対象物体の画像に対応付けることにより、前記撮像装置の前記観察対象物体に対する位置姿勢を算出する算出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】
前記参照画像から、色の属性に基づいて前記観察対象物体に関連する複数の画像特徴を抽出する画像特徴抽出手段と、
前記画像特徴抽出手段で抽出した画像特徴と、前記幾何特徴選別手段で選別した幾何特徴とを物体特徴として統合する統合手段とを更に備え、
前記算出手段は、前記物体特徴を前記入力手段により入力された画像における前記観察対象物体の画像に対応付けることにより、前記撮像装置の前記観察対象物体に対する位置姿勢を算出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】
前記参照画像に対応する前記位置姿勢によって前記３次元モデルデータを画像平面に描画することにより前記複数の画像特徴に対応する幾何特徴を探索し、対応する幾何特徴が検出された画像特徴を除去することで選別された画像特徴を取得する画像特徴選別手段を更に備え、
前記統合手段は、前記画像特徴選別手段で選別した画像特徴と、前記幾何特徴選別手段で選別した幾何特徴とを物体特徴として統合することを特徴とする請求項２に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項４】
前記算出手段で算出された位置姿勢と共に、前記入力手段で入力した画像を、前記参照画像として保持する保持手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項５】
前記幾何特徴抽出手段は、幾何特徴として、前記３次元モデルデータを画像平面に描画して得られたデプス値に基づいてエッジを抽出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項６】
前記画像特徴抽出手段は、画像特徴として、前記参照画像から色の属性に基づくエッジを抽出することを特徴とする請求項２に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項７】
前記算出手段において算出された位置姿勢の推定精度を算出する推定精度算出手段を更に備え、
前記保持手段は、前記推定精度が所定値を超える場合のみ、前記入力手段で入力した画像を前記参照画像として保持することを特徴とする請求項４に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項８】
前記保持手段は、複数の参照画像を保持し、
前記幾何特徴選別手段は、前記複数の参照画像から、前記算出手段によって算出された現在の位置姿勢に最も近い位置姿勢を有する参照画像を選択して用いることを特徴とする請求項４に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項９】
前記保持手段は、前記入力手段で入力した画像に更に時刻情報を付加して前記参照画像として保持し、時系列的に古い参照画像から更新していくことを特徴とする請求項８に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項１０】
前記保持手段は、複数の参照画像を保持し、
前記幾何特徴選別手段は、複数の参照画像で検出され得る画像特徴のみを選別することを特徴とする請求項４に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項１１】
前記３次元モデルデータはテクスチャの情報を有し、
前記３次元モデルデータを前記撮像装置について算出された直前の位置姿勢を用いて画像平面上にテクスチャと共に描画する描画手段を更に備え、
前記参照画像は前記描画手段により描画された画像であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項１２】
前記３次元モデルデータは、面の情報がパラメトリックに記述されたソリッドモデル、またはポリゴンモデルであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項１３】
前記保持手段は、付加された時刻情報に基づいて、一定時間過ぎた参照画像は上書きフラグをＯＮにしておき、撮影画像を参照画像として保存する際に、当該参照画像で上書きフラグがＯＮの参照画像を上書きすることを特徴とする請求項８に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項１４】
前記保持手段は、参照画像として保持する撮影画像の枚数を一定数に設定しておき、保存された時刻情報が一番古い参照画像から上書きすることを特徴とする請求項８に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項１５】
前記画像特徴抽出手段は、画像特徴として、参照画像から点特徴を抽出することを特徴とする請求項２に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項１６】
位置姿勢計測装置による位置姿勢計測方法であって、
入力手段が、撮像装置が撮像した画像を入力する入力工程と、
幾何特徴抽出手段が、観察対象物体の表面形状を表す３次元モデルデータを格納した格納手段より前記３次元モデルデータを読み出し、前記３次元モデルデータを描画することにより前記観察対象物体の幾何的情報に基づく複数の幾何特徴を抽出する幾何特徴抽出工程と、
幾何特徴選別手段が、前記観察対象物体に対する前記撮像装置の位置姿勢が既知の参照画像において前記複数の幾何特徴に対応する画像特徴を探索し、対応する画像特徴が検出された幾何特徴を前記複数の幾何特徴より選別する幾何特徴選別工程と、
算出手段が、前記幾何特徴選別工程で選別された幾何特徴を前記入力工程で入力された画像における前記観察対象物体の画像に対応付けることにより、前記撮像装置の前記観察対象物体に対する位置姿勢を算出する算出工程とを有することを特徴とする位置姿勢計測方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載された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１８】
請求項１６に記載された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を格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、本発明の他の態様による位置姿勢計測装置は、更に、
前記参照画像から、色の属性に基づいて前記観察対象物体に関連する複数の画像特徴を抽出する画像特徴抽出手段と、
前記画像特徴抽出手段で抽出した画像特徴と、前記幾何特徴選別手段で選別した幾何特徴とを物体特徴として統合する統合手段とを更に備え、
前記算出手段は、前記物体特徴を前記入力手段により入力された画像における前記観察対象物体の画像に対応付けることにより、前記撮像装置の前記観察対象物体に対する位置姿勢を算出する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、上記の目的を達成するための本発明の他の態様による位置姿勢計測方法は、
位置姿勢計測装置による位置姿勢計測方法であって、
入力手段が、撮像装置が撮像した画像を入力する入力工程と、
幾何特徴抽出手段が、観察対象物体の表面形状を表す３次元モデルデータを格納した格納手段より前記３次元モデルデータを読み出し、前記３次元モデルデータを描画することにより前記観察対象物体の幾何的情報に基づく複数の幾何特徴を抽出する幾何特徴抽出工程と、
幾何特徴選別手段が、前記観察対象物体に対する前記撮像装置の位置姿勢が既知の参照画像において前記複数の幾何特徴に対応する画像特徴を探索し、対応する画像特徴が検出された幾何特徴を前記複数の幾何特徴より選別する幾何特徴選別工程と、
算出手段が、前記幾何特徴選別工程で選別された幾何特徴を前記入力工程で入力された画像における前記観察対象物体の画像に対応付けることにより、前記撮像装置の前記観察対象物体に対する位置姿勢を算出する算出工程とを有する。