(57)【要約】より広い角度範囲において姿勢を一意に推定する手段を提供することによって、より精度の高い姿勢推定を実現するため、二次元パターンコードを含む平面視覚マーカＭＡと、中心軸ｒａ周り１８０度の範囲にわたる側面に模様が付された透明円柱体２からなり、平面視覚マーカＭＡと同一平面上において互いに直交するよう設けられた少なくとも二つの姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙを備えた平面型マーカ１を提供する。また、平面視覚マーカＭＡと、半球面に模様が付された透明球体２０からなり、平面視覚マーカＭＡと同一平面上に設けられた、少なくとも一つの姿勢反転検知パターンＦ７を備えたマーカを提供する。
2020036150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元パターンコードと、
中心軸周り１８０度の範囲にわたる側面に模様が付された透明円柱体からなり、前記二次元パターンコードと同一平面上において互いに直交するよう設けられた少なくとも二つの姿勢反転検知パターンを備えたマーカ。
【請求項２】
前記二次元パターンコードは矩形をなし、
第一の前記姿勢反転検知パターンは、前記矩形を構成する第一の辺に対して平行に配設され、
第二の前記姿勢反転検知パターンは、前記矩形を構成し前記第一の辺に隣接した第二の辺に対して平行に配設された、請求項１に記載のマーカ。
【請求項３】
前記模様は、
前記側面のうち前記中心軸周り９０度の範囲において、前記中心軸方向に少なくとも二色に色分けされた第一の着色部と、
前記側面のうち前記第一の着色部に隣接した前記中心軸周り９０度の範囲において、前記第一の着色部と異なるよう前記中心軸方向に少なくとも二色に色分けされた第二の着色部を含む、請求項１に記載のマーカ。
【請求項４】
前記第一及び第二の着色部は、白と黒の二色に色分けされた、請求項３に記載のマーカ。
【請求項５】
前記模様は、前記中心軸周りの方向に応じて前記中心軸方向の比率が異なるよう二色に色分けされたものである、請求項１に記載のマーカ。
【請求項６】
前記模様は、前記中心軸周りの方向に応じて前記中心軸方向の異なる位置に着色されたものである、請求項１に記載のマーカ。
【請求項７】
前記模様は、前記中心軸周りの方向に応じて異なるパターンや色を有する、請求項１に記載のマーカ。
【請求項８】
前記姿勢反転検知パターンは、前記透明円柱体の中心軸が平行で側面同士が接するよう前記透明円柱体を複数並設させたものである、請求項１に記載のマーカ。
【請求項９】
二次元パターンコードと、
前記二次元パターンコードと同一平面上において互いに直交するよう設けられた少なくとも二つの姿勢反転検知パターンを備え、
前記姿勢反転検知パターンは、
断面が半円で表面には模様が付された溝を有する基材と、
前記溝に嵌合された透明円柱体を含む、マーカ。
【請求項１０】
二次元パターンコードと、
半球面に模様が付された透明球体からなり、前記二次元パターンコードと同一平面上に設けられた、少なくとも一つの姿勢反転検知パターンを備えたマーカ。
【請求項１１】
前記姿勢反転検知パターンが、前記模様の向きを揃えて、互いに接するよう前記平面をなす独立した二方向に複数並設された、請求項１０に記載のマーカ。
【請求項１２】
二次元パターンコードと、
前記二次元パターンコードと同一平面上において設けられた少なくとも一つの姿勢反転検知パターンを備え、
前記姿勢反転検知パターンは、
表面に模様が付された半球状の凹部を有する基材と、
前記凹部に嵌合された透明球体を含む、マーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、姿勢を推定するためのマーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、単眼カメラで撮像することにより３次元空間における位置や姿勢を計測することが可能となる平面パターンが考案されており、一般的に平面型マーカと呼ばれている。【０００３】
このような平面型マーカは、拡張現実（Augmented Reality：ＡＲ）やロボティクスの分野等において測定対象に貼り付けて使用され、上記姿勢は、平面型マーカの輪郭形状の見かけ上における歪みから射影変換の原理によって推定される。【０００４】
しかし、条件によっては平面型マーカＭの画像上への投影が図１６Ａに示された透視投影よりも図１６Ｂに示された正投影に近くなり、当該平面型マーカがカメラに対して図１７に示される平面型マーカＭ１，Ｍ２のいずれの姿勢を有するかが一意に推定できないという姿勢の不定性の問題が発生する。【０００５】
ここで、特許文献１に記載された平面型マーカはこのような問題を解決するために考案されたもので、レンチキュラーレンズと縞模様との組み合わせからなり、見る角度に応じて変化するモアレ（干渉縞）を生成するＲＡＳ（回転角度物差し：Rotation Angle Scale）マーカユニットが、従来からあるＡＲマーカの隣接する二辺に沿ってそれぞれ付設された構成を有するものとされている。【０００６】
なお、このような構成を持つ平面型マーカについては、非特許文献１にも詳しく記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１４５５５９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】H.Tanaka, Y.Sumi, and Y.Matsumoto, “A Visual Marker for Precise Pose Estimation based on Lenticular Lenses”, Proc. 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2012), pp.5222-5227, Saint Paul, USA.2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような平面型マーカにおいては、上記ＲＡＳマーカユニットが、見る角度すなわち観測方向に対して周期的かつ対称的な構成を有するため、姿勢を一意に推定できるのはマーカ正対位置からの角度が一定の範囲に限定される。【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、より広い角度範囲において上記姿勢を一意に推定する手段を提供することによって、より精度の高い姿勢推定を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、二次元パターンコードと、中心軸周り１８０度の範囲にわたる側面に模様が付された透明円柱体からなり、上記二次元パターンコードと同一平面上において互いに直交するよう設けられた少なくとも二つの姿勢反転検知パターンを備えたマーカを提供する。【００１２】
ここで、上記姿勢反転検知パターンは、上記透明円柱体の替わりに、断面が半円で表面には模様が付された溝を有する基材と、上記溝に嵌合された透明円柱体により構成しても良い。【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明は、二次元パターンコードと、半球面に模様が付された透明球体からなり、上記二次元パターンコードと同一平面上に設けられた、少なくとも一つの姿勢反転検知パターンを備えたマーカを提供する。【００１４】
ここで、上記姿勢反転検知パターンは、上記透明球体の替わりに、表面に模様が付された半球状の凹部を有する基材と、前記凹部に嵌合された透明球体により構成しても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、より広い角度範囲において姿勢を一意に推定する手段を提供することによって、より精度の高い姿勢推定を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】視線及び視線角度の定義を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る平面型マーカ１の構成を示す図である。
【図３】図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第一の実施例に係る姿勢反転検知パターンＦ１の基本構造を示す図である。
【図４】図３に示された透明円柱体２の着色パターン３を示す図である。
【図５Ａ】図３に示された姿勢反転検知パターンＦ１の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示された回転軸ｒａ周りの視線角度ＳＡの定義を説明するための図である。
【図６】図３に示された姿勢反転検知パターンＦ１により生成される像を示す図である。
【図７】視線角度ＳＡに応じた姿勢反転検知パターンＦ１の見え方を示す図であり、それぞれ、図７（ａ）は視線角度ＳＡが正値の場合における外観、図７（ｂ）は視線角度ＳＡがゼロの場合における外観、図７（ｃ）は視線角度ＳＡが負値の場合における外観を示す図である。
【図８】図２に示された平面型マーカ１を用いて平面型マーカ１が付された対象物の位置及び姿勢を推定する方法を示すフローチャートである。
【図９】図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第二の実施例に係る姿勢反転検知パターンＦ２の構成を示す図である。
【図１０】図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第三の実施例に係る姿勢反転検知パターンＦ３の構成を示す図である。
【図１１】図１０に示された姿勢反転検知パターンＦ３の見え方を示す図であり、それぞれ、図１１（ａ）は図１０に示された方向Ｄ１から見た場合の外観、図１１（ｂ）は図１０に示された方向Ｄ２から見た場合の外観を示す図である。
【図１２Ａ】図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第四の実施例に係る姿勢反転検知パターンＦ４の構成を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示された方向Ｄ３〜Ｄ５から姿勢反転検知パターンＦ４を見た場合の外観を示す図である。
【図１３Ａ】図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第五の実施例に係る姿勢反転検知パターンＦ５の構成を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示された方向Ｄ３〜Ｄ５から姿勢反転検知パターンＦ５を見た場合の外観を示す図である。
【図１４Ａ】図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第六の実施例に係る姿勢反転検知パターンＦ６の構成を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示された方向Ｄ３〜Ｄ５から姿勢反転検知パターンＦ６を見た場合の外観を示す図である。
【図１５Ａ】図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第七の実施例に係る姿勢反転検知パターンＦ７の構成を示す図である。
【図１５Ｂ】図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第八の実施例に係る姿勢反転検知パターンＦ８の構成を示す図である。
【図１６Ａ】平面型マーカＭの姿勢における不定性の問題を説明するために、撮像画像上への投影が透視投影になる場合を示す図である。
【図１６Ｂ】平面型マーカＭの姿勢における不定性の問題を説明するために、撮像画像上への投影が正投影に近くなる場合を示す図である。
【図１７】図１６に示された平面型マーカＭの姿勢における不定性の問題を説明するための第３の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１８】
最初に、図１を参照しつつ、視線及び視線角度の定義を説明する。なお、以下ではＸ軸周りの事象を例として説明するが、任意の軸周りの事象も同様に定義されることはいうまでもない。
【００１９】
図１に示された観測視点ＶＰと対象物体Ｂの中心である原点０を結ぶ線Ｌを、視線という。また、図１に示されるように、対象物体ＢにおけるＸＹ平面上の垂線をなすＺ軸と、Ｚ軸に直交するＸ軸とを含む平面を平面Ｐ１、視線を示す線ＬとＸ軸とを含む平面を平面Ｐ２とするとき、平面Ｐ１と平面Ｐ２のなす角ＳＡをＸ軸周りの視線角度という。以下において、本定義を前提として本発明の実施の形態に係る平面型マーカ１について詳しく説明する。
【００２０】
本明細書における［発明が解決しようとする課題］の欄に記載した不定性を伴う姿勢反転は、物理的には平面型マーカの当該平面を規定するＸ軸及びＹ軸周りの視線角度の符号反転の現象といえる。従って、当該符号反転を検知するために、少なくとも上記Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ直交するよう配設された二つの姿勢反転検知パターンが必要となる。
【００２１】
ここで、姿勢反転検知パターンは、ある一軸周りの視線角度が正の値となるか負の値となるかを外観で判定するための構造を有するものであるが、本構造については後に詳しく説明する。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態に係る平面型マーカ１の構成を示す図である。図２に示されるように、平面型マーカ１は、例えば黒地に白抜きで示された二次元パターンコードを含む平面視覚マーカＭＡと、上記二次元パターンコードと同一平面上において互いに直交するよう設けられた少なくとも二つの姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙを備える。
【００２３】
ここで、後述するように、姿勢反転検知パターンＦｘはＸ軸周り、姿勢反転検知パターンＦｙはＹ軸周りの姿勢反転を検知する機能を有する。
【００２４】
例えば平面型マーカ１が二つの姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙを備える場合、平面視覚マーカＭＡの周りにおいて姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙを上記のように互いに直交させる配置の仕方は４通り考えられる。
【００２５】
具体的には、姿勢反転検知パターンＦｘは、平面視覚マーカＭＡのＸ軸に平行な第一の辺に対して平行に配設され、姿勢反転検知パターンＦｙは、平面視覚マーカＭＡのＹ軸に平行で上記第一の辺に隣接した第二の辺に対して平行に配設されるが、その一例が図２に示される。
【００２６】
以下において、姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの構造について詳しく説明する。図３は、図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第一の実施例に係る姿勢反転検知パターンＦ１の基本構造を示す図である。図３に示されるように、姿勢反転検知パターンＦ１は、中心軸ｒａ周り１８０度の範囲にわたる側面に模様が付された透明円柱体２からなる。
【００２７】
なお、上記模様が付されていない側の中心軸ｒａ周り１８０度の範囲にわたる側面は透明であり（以下、本側面を「透明側側面」という。）、透明側側面を通じて上記模様が視認される。
【００２８】
ここで、透明円柱体２はアクリルやガラス等の透明素材でできた円柱部材からなり、上記模様の一例が図４の着色パターン３として示される。なお、図４における着色パターン３の幅ｗは、透明円柱体２の底面をなす円の半円周の長さを示す。
【００２９】
図４に示されるように、着色パターン３は、例えば上記側面のうち中心軸ｒａ周り９０度の範囲において、中心軸ｒａ方向に少なくとも黒色部ｂｋと白色部ｗｔの二色に色分けされた第一の着色部ｃ１と、第一の着色部ｃ１に隣接した中心軸ｒａ周り９０度の範囲において、第一の着色部ｃ１と異なるよう中心軸方向ｒａに少なくとも白色部ｗｔと黒色部ｂｋの二色に色分けされた第二の着色部ｃ２を含む。
【００３０】
以下において、図５Ａ及び図５Ｂから図７を参照しつつ、上記のような構成を有する姿勢反転検知パターンＦ１の見え方について説明する。なお、前提として、図５Ａに示された姿勢反転検知パターンＦ１の回転軸ｒａ周りの視線角度は、図５Ｂに示されるように、回転軸ｒａを法線とする平面で透明円柱体２を切断したときの断面において、白色部ｗｔと黒色部ｂｋの境界を正面に視認できる透明側側面の位置を基準軸（０度）とし、白色部ｗｔ側への回転角を正、黒色部ｂｋ側への回転角を負としたときの、視線を示す線Ｌと上記基準軸とのなす角として定義される。
【００３１】
ここで、姿勢反転検知パターンＦ１は、透明円柱体２のレンズ効果により、側面に付された模様の一部を拡大した像を形成する作用を奏し、図６には黒色部ｂｋの一部から射出された反射光が黒色の像Ｉｇ１を形成する例が示される。
【００３２】
従って、このような作用を奏する姿勢反転検知パターンＦ１は、図７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、視線角度に応じて白色部ｗｔと黒色部ｂｋの位置が入れ替わるような外観を呈する。
【００３３】
すなわち、回転軸ｒａの矢印の向きを上側と表現すれば、図７（ａ）に示されるように視線角度が正（＋）の場合には、上側が黒色部ｂｋで下側が白色部ｗｔである外観を呈する一方、図７（ｃ）に示されるように視線角度が負（−）の場合には、上側と下側の色が入れ替わり、上側が白色部ｗｔで下側が黒色部ｂｋである外観を呈する。
【００３４】
なお、図７（ｂ）に示されるように、視線角度がゼロの場合には、図４に示された第一の着色部ｃ１と第二の着色部ｃ２の境界を中心線として、上側が図に向かって左から黒色部ｂｋと白色部ｗｔが隣接し、下側が図に向かって左から白色部ｗｔと黒色部ｂｋが隣接する外観を呈する。
【００３５】
以上のような姿勢反転検知パターンＦ１によれば、上記のように透明円柱体２が側面に付された模様の一部を拡大した像を形成する作用を奏するため、視線角度の小さな変化に応じた模様の変化、すなわち例えば上記のような白色と黒色の変化、を明確に検出することができる。このことは、上記模様の変化を検出することによって、視線角度の小さな変化を検知することができることを意味するため、より広い角度範囲において姿勢を一意に推定することができる。以下において、図８を参照しつつ、本推定方法について説明する。
【００３６】
図８は、図２に示された平面型マーカ１を用いて平面型マーカ１が付された対象物の位置及び姿勢を推定する方法を示すフローチャートである。
【００３７】
図８に示されるように、ステップＳ１では、平面型マーカ１を撮像した画像を分析する既知の手法により、平面型マーカ１が付された対象物の位置及び姿勢を仮推定する。
【００３８】
次に、ステップＳ２では、上記姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙから得られる像を検出する。次に、ステップＳ３では、姿勢反転していない場合に得られる像とステップＳ２で実際に検出された像とを照合することにより、姿勢反転が認められるか否かを判定する。そして、ステップＳ２で検出された像が姿勢反転していない場合に得られる像と合致する場合には、姿勢反転が認められないと判定してステップＳ５へ進む。一方、ステップＳ２で検出された像が姿勢反転していない場合に得られる像と一致しない場合には、姿勢反転が認められると判定してステップＳ４へ進む。
【００３９】
ステップＳ４では、ステップＳ１で仮推定された上記姿勢を、反転モデルに従って変換することにより修正する。なお、本修正は、国際公開ＷＯ２０１５／０４５８３４号公報に開示された方法により実現される。
【００４０】
次に、ステップＳ５では、平面型マーカ１が付された対象物の位置及び姿勢の推定値を確定する。
【００４１】
以下において、図３に示された姿勢反転検知パターンＦ１に替わる他の実施例について説明する。図３に示された姿勢反転検知パターンＦ１は、側面に白色部ｗｔと黒色部ｂｋを有するものであるが、モノトーンの画像を利用する場合は明暗が識別できる限り、色の組み合わせは白と黒以外でも良い。一方、カラー画像を利用する場合は、無彩色以外でも良いことは言うまでもない。
【００４２】
また、図３に示された姿勢反転検知パターンＦ１の側面へ着色する方法は問わず、透明円柱体２に直接塗装若しくは印刷する他、印刷物を貼付しても良い。
【００４３】
また、図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第二の実施例として、図９に示されるように、断面が半円で表面には模様が付された溝Ｇを有する基材４に対して、透明円柱体２を矢印で示されるように上記溝Ｇに嵌合させた姿勢反転検知パターンＦ２を用いても良い。本姿勢反転検知パターンＦ２は、透明円柱体２の側面の替わりに溝Ｇの表面が着色されたものであり、図９には白と黒の二色に着色された具体例が示されている。
【００４４】
また、図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第三の実施例として、図１０に示されるように、中心軸ｒａが平行で側面同士が接するよう透明円柱体２を複数並設させた姿勢反転検知パターンＦ３を用いても良い。なお、姿勢反転検知パターンＦ３においては、並設された個々の姿勢反転検知パターンＦ１が有する模様は同じものとされ、透明側側面の位置も揃えられる。
【００４５】
このように、姿勢反転検知パターンＦ１を複数並設すれば、視線角度ゼロの方向から姿勢反転検知パターンを見たときの二次元的な表面積が大きくなるため、本表面積に対する姿勢反転検知パターンの厚みの比を小さくして平面性を実現することができる。
【００４６】
ここで、姿勢反転検知パターンＦ３は、視線角度が正値をとる図１０に示された方向Ｄ１から見たときは、全体として、図１１（ａ）に示されるように上側が白色部ｗｔ、下側が黒色部ｂｋとなる外観を呈する。一方、姿勢反転検知パターンＦ３は、視線角度が負値をとる図１０に示された方向Ｄ２から見たときは、全体として、図１１（ｂ）に示されるように上側が黒色部ｂｋ、下側が白色部ｗｔとなる外観を呈する。このことから、姿勢反転検知パターンＦ３は、姿勢反転検知パターンＦ１単体と同じように機能することが分かる。
【００４７】
また、図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第四の実施例として、図１２Ａに示されるように、中心軸周りの方向に応じて中心軸方向の比率が異なるよう、例えば矩形の対角線を境界線としてその上側と下側が黒と白の二色に色分けされた模様５を、矢印のように、透明円柱体２の図に向かって裏側の半側面に付した姿勢反転検知パターンＦ４を用いても良い。このような構成を有する姿勢反転検知パターンＦ４は、視線角度に応じて図１２Ｂに示される外観５３〜５５を呈する。
【００４８】
すなわち、姿勢反転検知パターンＦ４を図１２Ａに示された方向Ｄ３から見た場合、図１２Ｂの外観５３に示されるように、黒色部は上側にわずかに見られるに過ぎないが、図１２Ａに示された方向Ｄ５から見た場合は、図１２Ｂの外観５５に示されるように、黒色部は大半を占めることになる。なお、図１２Ａに示されるように、方向Ｄ３と方向Ｄ５の中間に当たる方向Ｄ４から見た場合は、図１２Ｂに示された外観５４のように、視認される黒色部の量は外観５３と外観５５で見られる量の中間程度となる。
【００４９】
このような作用を奏する姿勢反転検知パターンＦ４によれば、姿勢反転検知パターンＦ４により生成される像を検出することにより、透明円柱体２の回転軸周りの視線角度を検知することができるため、角度計として利用することができる。
【００５０】
また、図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第五の実施例として、図１３Ａに示されるように、中心軸周りの方向に応じて中心軸方向の異なる位置、例えば矩形の対角線に沿って着色された模様６を、矢印のように、透明円柱体２の図に向かって裏側の半側面に付した姿勢反転検知パターンＦ５を用いても良い。このような構成を有する姿勢反転検知パターンＦ５は、視線角度に応じて図１３Ｂに示される外観６３〜６５を呈する。
【００５１】
すなわち、姿勢反転検知パターンＦ５を図１３Ａに示された方向Ｄ３から見た場合、図１３Ｂの外観６３に示されるように、着色部は上側の位置に見られるが、図１３Ａに示された方向Ｄ５から見た場合は、図１３Ｂの外観６５に示されるように、着色部は下側の位置に見られることになる。なお、図１３Ａに示されるように、方向Ｄ３と方向Ｄ５の中間に当たる方向Ｄ４から見た場合は、図１３Ｂに示された外観６４のように、視認される着色部の位置は外観６３と外観６５で見られる位置の中間となる。
【００５２】
このような作用を奏する姿勢反転検知パターンＦ５によっても、姿勢反転検知パターンＦ５により生成される像を検出することにより、透明円柱体２の回転軸周りの視線角度を検知することができるため、角度計として利用することができる。
【００５３】
また、図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第六の実施例として、図１４Ａに示されるように、透明円柱体２の中心軸周りの方向に応じて異なるパターンや色、例えば赤色部ｒｄと、中心軸方向において一部分だけ着色された黒色部ｂｋ、及び青色部ｂｌを有する模様７を、矢印のように、透明円柱体２の図に向かって裏側の半側面に付した姿勢反転検知パターンＦ６を用いても良い。このような構成を有する姿勢反転検知パターンＦ６は、視線角度に応じて図１４Ｂに示される外観７３〜７５を呈する。
【００５４】
すなわち、姿勢反転検知パターンＦ６を図１４Ａに示された方向Ｄ３から見た場合、図１４Ｂの外観７３に示されるように、青色部ｂｌの像が見られるが、図１４Ａに示された方向Ｄ５から見た場合は、図１４Ｂの外観７５に示されるように、赤色部ｒｄの像が見られる。また、図１４Ａに示されるように、方向Ｄ３と方向Ｄ５の中間に当たる方向Ｄ４から見た場合は、図１４Ｂに示された外観７４のように、中心軸方向において一部分だけ着色された黒色部ｂｋの像が見られる。
【００５５】
このような作用を奏する姿勢反転検知パターンＦ６によれば、姿勢反転検知パターンＦ６により生成される像のパターンや色が視線角度に応じて変化するため、姿勢反転検知パターンＦ６が付された、例えばスイッチ等の対象物の当該回転軸周りの回転状態を上記のパターンや色で表示させることができる。
【００５６】
また、図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第七の実施例として、図１５Ａに示されるように、半球面に模様、例えば赤色部ｒｄ、黒色部ｂｋ、黄色部ｙｌ、及び青色部ｂｌが付された透明球体２０からなる少なくとも一つの姿勢反転検知パターンＦ７を、平面視覚マーカＭＡと同一平面上に設けても良い。
【００５７】
このような姿勢反転検知パターンＦ７によれば、二次元の視線角度に応じて上記模様の一部が透明球体２０により拡大された像が、模様の付されていない透明側半球面を通じて検出される。ここで例えば、図１５Ａに示された方向Ｄ６からは上記赤色部ｒｄからの反射光による赤色像、方向Ｄ７からは上記青色部ｂｌからの反射光による青色像が検出される。
【００５８】
従って、上記のような作用を奏する姿勢反転検知パターンＦ７は単体で、一軸周りの視線角度を検知する１次元の姿勢反転検知パターンを異なる方向に二個配設した場合と同様に姿勢反転を検知することができる。
【００５９】
なお、図１５Ａに示された姿勢反転検知パターンＦ７についても、図１０に示された姿勢反転検知パターンＦ３と同様に、付された模様の向きを揃えて互いに接するよう、平面視覚マーカＭＡと同一平面をなす独立した二方向、例えば縦及び横方向に複数並設することで、視線角度の原点方向から姿勢反転検知パターンＦ７を見たときの二次元的な表面積が大きくなるため、本表面積に対する姿勢反転検知パターンＦ７の厚みの比を小さくして平面性を実現することができる。
【００６０】
また、図２に示された姿勢反転検知パターンＦｘ，Ｆｙの第八の実施例として、図１５Ｂに示されるように、表面に例えば赤色部ｒｄや青色部ｂｌなどを有する模様が付された半球状の凹部を有する基材４０と、上記凹部に嵌合された透明球体２０を含む姿勢反転検知パターンＦ８を、平面視覚マーカＭＡと同一平面上に設けても良い。
【００６１】
このような姿勢反転検知パターンＦ８によれば、上記凹部の表面に付された模様の一部が透明球体２０のレンズ効果により拡大される。すなわち、例えば、図１５Ｂに示されるように、上記凹部に付された赤色部ｒｄの一部において反射された光によって赤色像Ｉｇ２が生成されるため、上記の姿勢反転検知パターンＦ７と同様な機能を奏することが分かる。
【００６２】
以上のように、本発明の実施の形態に係るマーカによれば、姿勢反転検知パターンＦ１〜Ｆ８がより広い角度範囲において一意に姿勢を推定できる作用を奏するため、より精度の高い姿勢推定を実現することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  平面型マーカ
２  透明円柱体
３，５〜７  着色パターン
４，４０  基材
２０  透明球体
ＭＡ  平面視覚マーカ
Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆ１〜Ｆ８  姿勢反転検知パターン
ｒａ  中心軸
ｂｋ  黒色部
ｗｔ  白色部
ｒｄ  赤色部
ｂｌ  青色部
ｙｌ  黄色部
Ｇ    溝
【図１】
2020036150.tif 000003
【図２】
2020036150.tif 000004
【図３】
2020036150.tif 000005
【図４】
2020036150.tif 000006
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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