【手続補正書】
【提出日】平成22年12月7日(2010.12.7)
【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】
複数の指標が配されている現実空間を撮像する撮像装置の位置及び姿勢を計測する位置姿勢計測装置であって、
前記撮像装置に取り付けられたセンサから、前記撮像装置の位置及び姿勢の計測値を取得する計測値取得手段と、
前記撮像装置による撮像画像を取得する画像取得手段と、
前記撮像画像に含まれている指標の画像座標を検出する検出手段と、
前記撮像画像に含まれている指標の現実空間中における位置を前記計測値に基づいて前記撮像画像上に投影した位置を、推定画像座標として求める導出手段と、
前記画像座標と前記推定画像座標との誤差と、前記投影の為に用いた関数を用いて計算される画像ヤコビアンと、に基づいて、前記計測値の補正量を求める演算処理を行い、当該演算処理によって得られた補正量を用いて前記計測値を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された計測値を、前記撮像装置の位置及び姿勢として出力する出力手段と、
を備え、
前記補正手段は、前記誤差から成るベクトルと、前記画像ヤコビアンから成る行列と、前記補正量と、に関する連立方程式の逆問題を、正則化処理を伴う行列演算を利用して解くことで前記補正量を求めることを特徴とする位置姿勢計測装置。
【請求項２】
複数の指標が配されている計測対象物体の位置及び姿勢を計測する位置姿勢計測装置であって、
前記計測対象物体に取り付けられたセンサから、前記計測対象物体の位置及び姿勢の計測値を取得する計測値取得手段と、
前記計測対象物体を撮像する撮像装置による撮像画像を取得する画像取得手段と、
前記撮像画像に含まれている指標の画像座標を検出する検出手段と、
前記撮像画像に含まれている指標の現実空間中における位置を前記計測値に基づいて前記撮像画像上に投影した位置を、推定画像座標として求める導出手段と、
前記画像座標と前記推定画像座標との誤差と、前記投影の為に用いた関数を用いて計算される画像ヤコビアンと、に基づいて、前記計測値の補正量を求める演算処理を行い、当該演算処理によって得られた補正量を用いて前記計測値を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された計測値を、前記計測対象物体の位置及び姿勢として出力する出力手段と、
を備え、
前記補正手段は、前記誤差から成るベクトルと、前記画像ヤコビアンから成る行列と、前記補正量と、に関する連立方程式の逆問題を、正則化処理を伴う行列演算を利用して解くことで前記補正量を求めることを特徴とする位置姿勢計測装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記画像ヤコビアンからなる行列とその転置行列との積行列に正則化処理を加えることで正則行列を得、前記補正量の算出に当該正則行列を利用することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記積行列に正方行列を付加することで当該積行列の正則化を行うことを特徴とする請求項３に記載の位置姿勢計測装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記積行列の固有値のうち予め定めた値よりも小さな固有値を０とすることで、前記積行列の正則化を行う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６】
前記補正手段は、前記積行列の固有値のうち値の小さい順から、予め定めた数の固有値を０とすることで、前記積行列の正則化を行う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７】
複数の指標が配されている現実空間を撮像する撮像装置の位置及び姿勢を計測する位置姿勢計測装置が行う位置姿勢計測方法であって、
前記位置姿勢計測装置の計測値取得手段が、前記撮像装置に取り付けられたセンサから、前記撮像装置の位置及び姿勢の計測値を取得する計測値取得工程と、
前記位置姿勢計測装置の画像取得手段が、前記撮像装置による撮像画像を取得する画像取得工程と、
前記位置姿勢計測装置の検出手段が、前記撮像画像に含まれている指標の画像座標を検出する検出工程と、
前記位置姿勢計測装置の導出手段が、前記撮像画像に含まれている指標の現実空間中における位置を前記計測値に基づいて前記撮像画像上に投影した位置を、推定画像座標として求める導出工程と、
前記位置姿勢計測装置の補正手段が、前記画像座標と前記推定画像座標との誤差と、前記投影の為に用いた関数を用いて計算される画像ヤコビアンと、に基づいて、前記計測値の補正量を求める演算処理を行い、当該演算処理によって得られた補正量を用いて前記計測値を補正する補正工程と、
前記位置姿勢計測装置の出力手段が、前記補正工程で補正された計測値を、前記撮像装置の位置及び姿勢として出力する出力工程と、
を備え、
前記補正工程では、前記誤差から成るベクトルと、前記画像ヤコビアンから成る行列と、前記補正量と、に関する連立方程式の逆問題を、正則化処理を伴う行列演算を利用して解くことで前記補正量を求めることを特徴とする位置姿勢計測方法。
【請求項８】
複数の指標が配されている計測対象物体の位置及び姿勢を計測する位置姿勢計測装置が行う位置姿勢計測方法であって、
前記位置姿勢計測装置の計測値取得手段が、前記計測対象物体に取り付けられたセンサから、前記計測対象物体の位置及び姿勢の計測値を取得する計測値取得工程と、
前記位置姿勢計測装置の画像取得手段が、前記計測対象物体を撮像する撮像装置による撮像画像を取得する画像取得工程と、
前記位置姿勢計測装置の検出手段が、前記撮像画像に含まれている指標の画像座標を検出する検出工程と、
前記位置姿勢計測装置の導出手段が、前記撮像画像に含まれている指標の現実空間中における位置を前記計測値に基づいて前記撮像画像上に投影した位置を、推定画像座標として求める導出工程と、
前記位置姿勢計測装置の補正手段が、前記画像座標と前記推定画像座標との誤差と、前記投影の為に用いた関数を用いて計算される画像ヤコビアンと、に基づいて、前記計測値の補正量を求める演算処理を行い、当該演算処理によって得られた補正量を用いて前記計測値を補正する補正工程と、
前記位置姿勢計測装置の出力手段が、前記補正工程で補正された計測値を、前記計測対象物体の位置及び姿勢として出力する出力工程と、
を備え、
前記補正工程では、前記誤差から成るベクトルと、前記画像ヤコビアンから成る行列と、前記補正量と、に関する連立方程式の逆問題を、正則化処理を伴う行列演算を利用して解くことで前記補正量を求めることを特徴とする位置姿勢計測方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１乃至６の何れか１項に記載の位置姿勢計測装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
即ち、複数の指標が配されている現実空間を撮像する撮像装置の位置及び姿勢を計測する位置姿勢計測装置であって、
前記撮像装置に取り付けられたセンサから、前記撮像装置の位置及び姿勢の計測値を取得する計測値取得手段と、
前記撮像装置による撮像画像を取得する画像取得手段と、
前記撮像画像に含まれている指標の画像座標を検出する検出手段と、
前記撮像画像に含まれている指標の現実空間中における位置を前記計測値に基づいて前記撮像画像上に投影した位置を、推定画像座標として求める導出手段と、
前記画像座標と前記推定画像座標との誤差と、前記投影の為に用いた関数を用いて計算される画像ヤコビアンと、に基づいて、前記計測値の補正量を求める演算処理を行い、当該演算処理によって得られた補正量を用いて前記計測値を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された計測値を、前記撮像装置の位置及び姿勢として出力する出力手段と、
を備え、
前記補正手段は、前記誤差から成るベクトルと、前記画像ヤコビアンから成る行列と、前記補正量と、に関する連立方程式の逆問題を、正則化処理を伴う行列演算を利用して解くことで前記補正量を求め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】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】