JP2015152417A - Object recognition device, object recognition method, and object recognition program - Google Patents

Object recognition device, object recognition method, and object recognition program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce erroneous recognition of a shape of an object when recognizing the object on the basis of an image obtained by imaging a projected pattern.SOLUTION: An object recognition device includes: a recording unit which records distances to a plurality of light spots which are respectively obtained from a plurality of images obtained by imaging a pattern which is projected on an area including an object and includes the plurality of light spots, at time intervals for respective light spots; a first calculation unit which calculates variances of the plurality of distances recorded by the recording unit, for respective light spots included in the pattern; an evaluation unit which evaluates degrees of reliability of distances recorded for respective light spots on the basis of the variances calculated by the first calculation unit; and a correction unit which corrects distances recorded for a first light spot, of which the degrees of reliability are determined to be equal to or lower than a first threshold by the evaluation unit, by using distances recorded for other light spots adjacent to the first light spot.

Description

本発明は、物体認識装置、物体認識方法及び物体認識プログラムに関する。   The present invention relates to an object recognition device, an object recognition method, and an object recognition program.

例えば、格子状に配列された複数の光点を含むパターンを所定の領域に投影し、投影されたパターンを撮影した画像における各光点の基準の位置からのずれに基づいて、光点が投影された領域内の物体の形状を認識する技術がある(例えば、特許文献1参照)。   For example, a pattern including a plurality of light spots arranged in a grid pattern is projected onto a predetermined area, and light spots are projected based on the deviation of each light spot from the reference position in an image obtained by photographing the projected pattern. There is a technique for recognizing the shape of an object in a specified area (for example, see Patent Document 1).

この種の技術では、各光点の基準の位置からのずれの大きさから、パターンの投影に用いた光源と物体に投影された光点との距離を求めることで、パターンが投影された物体の表面の凹凸などの物体の形状を認識する。   In this kind of technology, the object on which the pattern is projected is obtained by obtaining the distance between the light source used for projecting the pattern and the light spot projected on the object from the magnitude of deviation from the reference position of each light spot. Recognize the shape of objects such as surface irregularities.

特開2004−96457号公報JP 2004-96457 A

ところで、パターンの投影に用いられる光源と物体とが離れている場合などには、投影されたパターンを撮影した画像での各光点の輝度が低くなる。このために、投影されたパターンを撮影した画像において、パターンに含まれる光点と光点以外のノイズとを判別することが困難になる場合がある。即ち、この種の技術では、画像に含まれる光点以外のノイズを誤って光点として検出してしまう場合がある。そして、パターンが投影された物体の形状を認識する際に、誤って検出した光点から求めた距離を用いると、物体の形状を誤って認識してしまう場合がある。   By the way, when the light source used for pattern projection and the object are separated from each other, the brightness of each light spot in the image obtained by photographing the projected pattern is lowered. For this reason, it may be difficult to discriminate between a light spot included in the pattern and noise other than the light spot in an image obtained by photographing the projected pattern. That is, with this type of technology, noise other than the light spot included in the image may be erroneously detected as a light spot. Then, when recognizing the shape of the object on which the pattern is projected, if the distance obtained from the erroneously detected light spot is used, the shape of the object may be erroneously recognized.

本件開示の物体認識装置、物体認識方法及び物体認識プログラムは、投影されたパターンを撮影した画像に基づく物体認識において、物体の形状の誤認識を低減することを目的とする。   An object recognition device, an object recognition method, and an object recognition program of the present disclosure are intended to reduce erroneous recognition of an object shape in object recognition based on an image obtained by photographing a projected pattern.

一つの観点によれば、物体認識装置は、物体を含む領域に投影された複数の光点を含むパターンを時間間隔を置いて撮影した複数の画像のそれぞれから求められた、複数の光点のそれぞれまでの距離を各光点に対応して記録する記録部と、パターンに含まれる光点毎に、記録部に記録された複数の距離の分散を算出する第1算出部と、第1算出部で算出された分散に基づいて、各光点に対応して記録された距離の信頼度を評価する評価部と、評価部により、信頼度が第1閾値以下であるとされた第1光点に対応して記録された距離を、第1光点に隣接する他の光点に対応して記録された距離を用いて補正する補正部と、を有する。   According to one aspect, the object recognizing device obtains a plurality of light spots obtained from each of a plurality of images obtained by photographing a pattern including a plurality of light spots projected on a region including an object at time intervals. A recording unit that records the distance to each corresponding to each light spot, a first calculation unit that calculates a variance of a plurality of distances recorded in the recording unit for each light spot included in the pattern, and a first calculation An evaluation unit that evaluates the reliability of the distance recorded corresponding to each light spot based on the variance calculated by the unit, and the first light whose reliability is determined to be less than or equal to the first threshold by the evaluation unit And a correction unit that corrects the distance recorded corresponding to the point using the distance recorded corresponding to another light spot adjacent to the first light spot.

別の観点によれば、物体認識方法は、物体を含む領域に投影された複数の光点を含むパターンを時間間隔を置いて撮影した複数の画像のそれぞれから求められた、複数の光点のそれぞれまでの距離を各光点に対応して記録し、パターンに含まれる光点毎に記録された複数の距離の分散を算出し、算出された分散に基づいて、各光点に対応して記録された距離の信頼度を評価し、信頼度が第1閾値以下であるとされた第1光点に対応して記録された距離を、第1光点に隣接する他の光点に対応して記録された距離を用いて補正する。   According to another aspect, the object recognition method includes a plurality of light spots obtained from each of a plurality of images obtained by capturing a pattern including a plurality of light spots projected on a region including an object at time intervals. The distance to each is recorded corresponding to each light spot, the variance of a plurality of distances recorded for each light spot included in the pattern is calculated, and based on the calculated dispersion, the distance corresponding to each light spot is calculated. The reliability of the recorded distance is evaluated, and the recorded distance corresponding to the first light spot whose reliability is equal to or lower than the first threshold is associated with another light spot adjacent to the first light spot. Then, the correction is made using the recorded distance.

別の観点によれば、物体認識プログラムは、物体を含む領域に投影された複数の光点を含むパターンを時間間隔を置いて撮影した複数の画像のそれぞれから求められた、複数の光点のそれぞれまでの距離を各光点に対応して記録し、パターンに含まれる光点毎に記録された複数の距離の分散を算出し、算出された分散に基づいて、各光点に対応して記録された距離の信頼度を評価し、信頼度が第1閾値以下であるとされた第1光点に対応して記録された距離を、第1光点に隣接する他の光点に対応して記録された距離を用いて補正する、処理をコンピュータに実行させる。   According to another aspect, the object recognition program stores a plurality of light spots obtained from each of a plurality of images obtained by capturing a pattern including a plurality of light spots projected on a region including an object at time intervals. The distance to each is recorded corresponding to each light spot, the variance of a plurality of distances recorded for each light spot included in the pattern is calculated, and based on the calculated dispersion, the distance corresponding to each light spot is calculated. The reliability of the recorded distance is evaluated, and the recorded distance corresponding to the first light spot whose reliability is equal to or lower than the first threshold is associated with another light spot adjacent to the first light spot. Then, the computer executes the process of correcting using the recorded distance.

本件開示の物体認識装置、物体認識方法及び物体認識プログラムは、投影されたパターンを撮影した画像に基づく物体認識において、物体の形状の誤認識を低減することができる。   The object recognition device, the object recognition method, and the object recognition program disclosed herein can reduce erroneous recognition of the shape of an object in object recognition based on an image obtained by photographing a projected pattern.

物体認識装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of an object recognition apparatus. 図1に示したパターンを撮影した画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the image which image | photographed the pattern shown in FIG. 図1に示した測定装置によって得られる距離の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the distance obtained by the measuring apparatus shown in FIG. 図1に示した評価部により求められた信頼度の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the reliability calculated | required by the evaluation part shown in FIG. 図1に示した補正部により補正された距離の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the distance correct | amended by the correction | amendment part shown in FIG. 図1に示した物体認識装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the object recognition apparatus shown in FIG. 物体認識装置の別実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of an object recognition apparatus. 図7に示した測定装置によって得られる距離の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the distance obtained by the measuring apparatus shown in FIG. 物体認識装置の別実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of an object recognition apparatus. 物体認識装置の別実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of an object recognition apparatus. 物体の種類毎の特徴の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the characteristic for every kind of object. 図10に示した保持部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the holding | maintenance part shown in FIG. 図10に示した物体認識装置のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware structural example of the object recognition apparatus shown in FIG. 図13に示した物体認識装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the object recognition apparatus shown in FIG.

以下、図面に基づいて、実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

図1は、物体認識装置の一実施形態を示す。図1に示した物体認識装置10は、記録部11と、第1算出部12と、評価部13と、補正部14と、認識部15とを含んでいる。また、物体認識装置10は、投影装置PRから物体TGに投影されたパターンPTからの反射光を受ける測定装置MEに接続されている。なお、図1では、説明を分かりやすくするために、表面が平らな物体TGにパターンPTが投影された場合を示したが、物体TGの形状は、図1に示した形状に限らず、例えば、表面に凹凸があってもよい。   FIG. 1 shows an embodiment of an object recognition apparatus. The object recognition apparatus 10 illustrated in FIG. 1 includes a recording unit 11, a first calculation unit 12, an evaluation unit 13, a correction unit 14, and a recognition unit 15. The object recognition device 10 is connected to a measurement device ME that receives reflected light from the pattern PT projected from the projection device PR onto the object TG. In FIG. 1, for ease of explanation, the case where the pattern PT is projected onto an object TG having a flat surface is shown. However, the shape of the object TG is not limited to the shape shown in FIG. The surface may be uneven.

物体認識装置10に含まれる各部の機能及び動作の説明に先立って、測定装置MEと投影装置PRとについて説明する。   Prior to the description of the function and operation of each unit included in the object recognition device 10, the measurement device ME and the projection device PR will be described.

投影装置PRは、物体TGを含む領域に、複数の光点を含むパターンPTを投影する。投影装置PRによって投影されるパターンPTは、例えば、投影装置PRから距離D0が離れた平面PLに投影された場合に、所定の間隔で格子状に配列される複数の光点を含んでいる。投影装置PRは、例えば、投影装置PRの内部に含まれる半導体レーザなどの発光素子から射出される光束を、投影装置PRの内部に含まれる回折格子によって回折させることで、複数の光点を格子状に配列させたパターンPTを投影する。なお、図1に示した平面PLは、説明のために図示したものであり、パターンPTが投影される領域に平面PLは含まれない。   The projection device PR projects a pattern PT including a plurality of light spots onto a region including the object TG. The pattern PT projected by the projection device PR includes, for example, a plurality of light spots arranged in a grid pattern at predetermined intervals when projected onto a plane PL that is separated from the projection device PR by a distance D0. The projection apparatus PR, for example, diffracts a light beam emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser included in the projection apparatus PR by a diffraction grating included in the projection apparatus PR, thereby grating a plurality of light spots. The pattern PT arranged in a shape is projected. Note that the plane PL shown in FIG. 1 is shown for explanation, and the plane PL is not included in the region where the pattern PT is projected.

測定装置MEは、カメラなどの撮像部CAMと、画像処理部IMPとを含んでいる。撮像部CAMは、例えば、投影装置PRによって物体TGを含む領域に投影されたパターンPTを所定の時間毎に繰り返し撮影することで、物体TGの表面に投影された複数の光点を含む複数の画像IMGを取得する。撮像部CAMは、投影装置PRの内部に含まれる発光素子から射出される光の波長を含む波長帯に対する感度を有する。撮像部CAMによって撮影された画像IMGは、画像処理部IMPに渡される。   The measuring device ME includes an imaging unit CAM such as a camera and an image processing unit IMP. The imaging unit CAM, for example, repeatedly captures the pattern PT projected on the region including the object TG by the projection device PR at predetermined time intervals, thereby including a plurality of light spots including a plurality of light spots projected on the surface of the object TG. An image IMG is acquired. The imaging unit CAM has sensitivity to a wavelength band including the wavelength of light emitted from the light emitting element included in the projection apparatus PR. The image IMG taken by the imaging unit CAM is transferred to the image processing unit IMP.

測定装置MEに含まれる撮像部CAMは、投影装置PRがパターンPTを投影する方向Drpに対して傾いた方向Drsから、物体TGに投影されたパターンPTを撮影する。このため、撮像部CAMによって撮影された画像IMGにおいて、物体TGの表面に投影されたパターンPTに含まれる各光点の位置は、光源である投影装置PRと各光点との距離に応じて、基準となる位置からずれることになる。ここで、各光点の基準となる位置とは、例えば、平面PLに投影されたパターンPTを撮像部CAMにより撮影した場合に得られる画像IMGにおける各光点の位置である。   The imaging unit CAM included in the measuring apparatus ME captures the pattern PT projected on the object TG from the direction Drs inclined with respect to the direction Drp in which the projection apparatus PR projects the pattern PT. For this reason, in the image IMG taken by the imaging unit CAM, the position of each light spot included in the pattern PT projected on the surface of the object TG depends on the distance between the projection device PR, which is a light source, and each light spot. , It will deviate from the reference position. Here, the reference position of each light spot is, for example, the position of each light spot in the image IMG obtained when the pattern PT projected on the plane PL is photographed by the imaging unit CAM.

測定装置MEに含まれる画像処理部IMPは、物体TGの表面に投影されたパターンPTを撮影した画像IMGにおける各光点の位置と、各光点に対応する基準となる位置との間のずれを検出する。そして、画像処理部IMPは、各光点に対応して検出したずれに基づいて、投影装置PRから物体TGの表面に投影された各光点までの距離を求める。例えば、投影装置PRから物体TGの表面に投影された光点Sp1までの距離D1を求める場合に、画像処理部IMPは、パターンPTが平面PLに投影された場合の光点Sp1に相当する光点Sp0の画像IMGにおける位置を基準の位置として用いる。画像処理部IMPは、画像IMGに含まれる光点Sp1の位置の基準の位置からのずれに基づいて、物体TGの表面に投影された光点Sp1の平面PLからの高さh1を求める。そして、画像処理部IMPは、求めた高さh1と投影装置PRと平面PLとの間の距離D0とから、距離D1を求める。   The image processing unit IMP included in the measuring apparatus ME shifts between the position of each light spot in the image IMG obtained by capturing the pattern PT projected on the surface of the object TG and the reference position corresponding to each light spot. Is detected. Then, the image processing unit IMP obtains a distance from the projection device PR to each light spot projected on the surface of the object TG based on the detected deviation corresponding to each light spot. For example, when obtaining the distance D1 from the projection device PR to the light spot Sp1 projected on the surface of the object TG, the image processing unit IMP performs light corresponding to the light spot Sp1 when the pattern PT is projected onto the plane PL. The position of the point Sp0 in the image IMG is used as the reference position. The image processing unit IMP obtains the height h1 of the light spot Sp1 projected on the surface of the object TG from the plane PL based on the deviation of the position of the light spot Sp1 included in the image IMG from the reference position. Then, the image processing unit IMP obtains the distance D1 from the obtained height h1 and the distance D0 between the projection device PR and the plane PL.

画像処理部IMPは、撮像部CAMにより撮影された画像IMGを受ける毎に、受けた画像IMGに含まれる各光点と投影装置PRとの間の距離を求め、求めた距離を示す情報を順次に物体認識装置10に渡す。   Each time the image processing unit IMP receives an image IMG taken by the imaging unit CAM, the image processing unit IMP obtains a distance between each light spot included in the received image IMG and the projection device PR, and sequentially displays information indicating the obtained distance. To the object recognition device 10.

物体認識装置10に含まれる記録部11は、測定装置MEから受けた情報で示される各光点と投影装置PRとの間の距離を、例えば、各光点に対応して順次に記録する。例えば、測定装置MEの撮像部CAMにより、物体TGに投影されたパターンPTの撮影がn回(nは2以上の整数)行われた場合に、各光点に対応してn個の距離を示す数値が記録部11に記録される。   The recording unit 11 included in the object recognition apparatus 10 sequentially records the distance between each light spot indicated by the information received from the measurement apparatus ME and the projection apparatus PR, for example, corresponding to each light spot. For example, when the imaging unit CAM of the measuring device ME has captured the pattern PT projected onto the object TG n times (n is an integer of 2 or more), n distances corresponding to each light spot are set. The numerical value shown is recorded in the recording unit 11.

第1算出部12は、例えば、式(1)を用いて、各光点に対応して記録部11に記録されたn個の距離を示す数値を用いて、光点毎に所定の時間中に測定装置MEによって得られた距離の分散Vを算出する。ここで、所定の時間とは、測定装置MEに含まれる撮像部CAMにより、n枚の画像が撮影される間に経過した時間である。また、式(1)において、数値jは、n以下の正の整数であって画像IMGの撮影順を示し、変数D(j)は、パターンPTに含まれるある光点について、j番目に撮影された画像IMGから測定装置MEによって得られた距離を示す。また、数値Davは、同じ光点に対応して記録部11に記録されたn個の距離を示す数値の平均を示す。   For example, the first calculation unit 12 uses a numerical value indicating n distances recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot by using the formula (1), and uses the numerical value indicating the distance for each light spot during a predetermined time. The distance variance V obtained by the measuring device ME is calculated. Here, the predetermined time is a time elapsed while n images are captured by the imaging unit CAM included in the measurement apparatus ME. In Expression (1), a numerical value j is a positive integer equal to or smaller than n and indicates the imaging order of the image IMG, and a variable D (j) is the jth imaging of a certain light spot included in the pattern PT. The distance obtained by the measuring device ME from the measured image IMG is shown. The numerical value Dav indicates an average of numerical values indicating n distances recorded in the recording unit 11 corresponding to the same light spot.

Figure 2015152417
Figure 2015152417

なお、第1算出部12により各光点について求められる距離の分散は、式(1)で示される統計的な分散に限らず、各光点に対応して記録部11に記録されたn個の数値のばらつきの大きさを示す値であればよい。例えば、第1算出部12は、物体TGが所定の時間中に移動する場合に、各光点までの距離が変化することを考慮して、画像IMG毎に得られる各光点までの距離の変化量の平均値を、各光点の距離の分散として求めてもよい。   Note that the dispersion of the distances obtained for each light spot by the first calculation unit 12 is not limited to the statistical dispersion represented by the equation (1), but n pieces recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot. Any value may be used as long as it indicates the magnitude of the variation of the numerical value. For example, the first calculation unit 12 considers that the distance to each light spot changes when the object TG moves during a predetermined time, and calculates the distance to each light spot obtained for each image IMG. You may obtain | require the average value of variation | change_quantity as dispersion | distribution of the distance of each light spot.

以上に説明した第1算出部12により、光点毎に算出された距離の分散は、評価部13に渡される。   The dispersion of the distance calculated for each light spot by the first calculation unit 12 described above is passed to the evaluation unit 13.

評価部13は、第1算出部12から受けた距離の分散に基づいて、各光点に対応して記録部11に記録された距離の信頼度を評価する。評価部13は、例えば、式(2)などにより、第1算出部12によって算出された分散を示す値Vが小さいほど、信頼度の最大値である数値1に近い値を与える関数F(V)により、信頼度rを算出する。以下では、評価部13によって求められる信頼度が数値0以上数値1以下の実数であり、信頼度が高いほど最大値である数値1に近い値となる場合について説明する。   The evaluation unit 13 evaluates the reliability of the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot based on the dispersion of the distance received from the first calculation unit 12. The evaluation unit 13 uses a function F (V (V) that gives a value closer to the numerical value 1 that is the maximum value of reliability as the value V indicating the variance calculated by the first calculation unit 12 is smaller, for example, using Equation (2). ) To calculate the reliability r. Hereinafter, a case will be described in which the reliability obtained by the evaluation unit 13 is a real number with a numerical value of 0 or more and a value of 1 or less, and the value becomes closer to the maximum value of 1 as the reliability increases.

Figure 2015152417
Figure 2015152417

なお、評価部13において信頼度を求めるために用いる関数は、式(2)に示した関数F(V)に限られず、分散を示す値Vが小さいほど大きな値を持つ信頼度を与える関数であればよい。 The function used for obtaining the reliability in the evaluation unit 13 is not limited to the function F (V) shown in the equation (2), and is a function that gives a reliability having a larger value as the value V indicating the variance is smaller. I just need it.

補正部14は、評価部13により、信頼度が所定の第1閾値以下であるとされた光点である第1光点に対応して記録部11に記録された距離を、第1光点と所定の位置関係を有する他の光点に対応して記録された距離を用いて補正する。補正部14は、例えば、各光点に対応して評価部13によって得られた信頼度と所定の第1閾値とを比較することで、パターンPTに含まれる複数の光点の中から、信頼度が所定の第1閾値以下である第1光点を検出する。そして、補正部14は、検出した第1光点に対応して記録部11に記録された距離を、パターンPTにおいて当該第1光点に隣接する複数の光点に対応して記録された距離の平均値などで置き換えることで、検出した第1光点に対応する距離を補正する。ここで、補正部14は、測定装置MEによって測定された距離の信頼度が低い第1光点の検出に用いる第1閾値として、例えば、0.02程度の小さい値を設定することが望ましい。なお、補正部14は、評価部13によって各光点について求められた信頼度の平均値を求め、求めた平均値の半分程度の値を、第1閾値として用いてもよい。   The correction unit 14 determines the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to the first light spot, which is the light spot whose reliability is determined to be equal to or less than the predetermined first threshold, by the evaluation unit 13. And a distance recorded corresponding to another light spot having a predetermined positional relationship. For example, the correction unit 14 compares the reliability obtained by the evaluation unit 13 corresponding to each light spot with a predetermined first threshold value, and thereby selects the reliability from a plurality of light spots included in the pattern PT. A first light spot having a degree equal to or less than a predetermined first threshold is detected. Then, the correction unit 14 records the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to the detected first light spot, and the distance recorded in correspondence with the plurality of light spots adjacent to the first light point in the pattern PT. The distance corresponding to the detected first light spot is corrected by replacing with the average value of. Here, it is desirable that the correction unit 14 sets a small value of, for example, about 0.02 as the first threshold value used for detection of the first light spot whose reliability of the distance measured by the measuring device ME is low. The correction unit 14 may obtain an average value of the reliability obtained for each light spot by the evaluation unit 13, and may use a value about half of the obtained average value as the first threshold value.

認識部15は、補正部14によって補正された第1光点を含む各光点に対応する距離を記録部11から読み出し、読み出した距離に基づいて、パターンPTが投影された物体TGの形状を認識する。例えば、認識部15は、各光点に対応して読み出した距離に基づいて、物体TGの表面に投影された各光点の3次元空間における位置を求め、求めた位置を互いに補間することで、物体TGの表面の形状を示す曲面を求める。また、認識部15は、求めた曲面の時間変化に基づいて、物体TGの移動を検出してもよい。   The recognition unit 15 reads the distance corresponding to each light spot including the first light spot corrected by the correction unit 14 from the recording unit 11, and based on the read distance, the shape of the object TG on which the pattern PT is projected. recognize. For example, the recognizing unit 15 obtains the position in the three-dimensional space of each light spot projected on the surface of the object TG based on the distance read corresponding to each light spot, and interpolates the obtained positions with each other. Then, a curved surface indicating the shape of the surface of the object TG is obtained. The recognition unit 15 may detect the movement of the object TG based on the obtained time change of the curved surface.

なお、測定装置MEは物体認識装置10に含まれてもよいし、また、物体認識装置10が測定装置MEに含まれてもよい。更に、測定装置MEと投影装置PRと物体認識装置10とは、単一の装置に含まれてもよい。   Note that the measurement device ME may be included in the object recognition device 10, or the object recognition device 10 may be included in the measurement device ME. Furthermore, the measurement device ME, the projection device PR, and the object recognition device 10 may be included in a single device.

図2は、図1に示したパターンPTを撮影した画像IMGの例を示す。図2に示した画像IMGは、図1に示した撮像部CAMによって撮影されたn枚の画像IMGのうちの1枚の例である。   FIG. 2 shows an example of an image IMG obtained by photographing the pattern PT shown in FIG. The image IMG illustrated in FIG. 2 is an example of one of the n images IMG captured by the imaging unit CAM illustrated in FIG.

図2に示した画像IMGにおいて、矩形の領域TGは、図1に示した物体TGの外形を示す。また、図2において、白色の円形S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9のそれぞれは、物体TGの表面に投影されたパターンPTに含まれる光点を示す。なお、図2の例では、パターンPTに含まれる光点のうち、光点S1〜S9以外の光点の図示は省略されている。また、図2の例において、物体TGの輪郭を示す矩形は、物体TGと光点S1からS9との位置関係を説明するためのものであり、画像IMGには含まれない。   In the image IMG illustrated in FIG. 2, a rectangular region TG indicates the outer shape of the object TG illustrated in FIG. 1. In FIG. 2, each of white circles S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, and S9 represents a light spot included in the pattern PT projected on the surface of the object TG. In the example of FIG. 2, the light spots other than the light spots S1 to S9 among the light spots included in the pattern PT are not shown. In the example of FIG. 2, the rectangle indicating the outline of the object TG is for explaining the positional relationship between the object TG and the light spots S1 to S9, and is not included in the image IMG.

また、図2において、破線で示した矩形の領域R5は、図1に示した画像処理部IMPにおいて、画像IMGから光点S5を検出する範囲を示す。ここで、画像IMGから光点S5を検出するために用いる範囲は、例えば、光点S5が図1に示した平面PLに投影された場合の画像IMGにおける位置を含み、パターンPTにおける光点の間隔W0よりも小さい幅W1を持つ範囲として設定される。図2においては図示を省略したが、図1に示した画像処理部IMPは、パターンPTに含まれる全ての光点に対応して、図2において光点S5に対応付けて示した領域R5と同様の範囲を予め設定し、設定した範囲の内側において対応する光点の検出を行う。なお、図2に示した領域R5を示す矩形は、図1に示した画像処理部IMPにより、光点S5の検出を行う範囲を示すためのものであり、画像IMGには含まれない。   In FIG. 2, a rectangular region R5 indicated by a broken line indicates a range in which the light spot S5 is detected from the image IMG in the image processing unit IMP shown in FIG. Here, the range used for detecting the light spot S5 from the image IMG includes, for example, the position in the image IMG when the light spot S5 is projected onto the plane PL shown in FIG. A range having a width W1 smaller than the interval W0 is set. Although not shown in FIG. 2, the image processing unit IMP shown in FIG. 1 corresponds to all the light spots included in the pattern PT, and the region R5 shown in correspondence with the light spot S5 in FIG. A similar range is set in advance, and the corresponding light spot is detected inside the set range. Note that the rectangle indicating the region R5 illustrated in FIG. 2 is for indicating the range in which the light spot S5 is detected by the image processing unit IMP illustrated in FIG. 1, and is not included in the image IMG.

ここで、図2に示した領域R5の内側に、光点S5以外のノイズN5が現れた場合について考える。ノイズN5は、例えば、物体TGの表面の模様や、図1に示した投影装置PR以外の光源からの光が物体TGの表面で反射することなどによって現れる。   Here, consider the case where noise N5 other than the light spot S5 appears inside the region R5 shown in FIG. The noise N5 appears due to, for example, a pattern on the surface of the object TG or light from a light source other than the projection apparatus PR shown in FIG.

例えば、図1に示した画像処理部IMPが、パターンPTに含まれる各光点として、対応して設定された範囲内で所定値以上の輝度を持つ円形を検出する場合に、図2に示した光点S5の代わりにノイズN5が領域R5内の光点として検出される可能性がある。また、n枚の画像間で、光点S5の輝度及びノイズN5の輝度に揺らぎがある場合、図1に示した画像処理部IMPは、n枚の画像IMGのそれぞれにおける領域R5内の光点として、光点S5とノイズN5とのいずれかをランダムに検出してしまう可能性がある。そして、このような場合に、例えば、n枚の画像IMGのそれぞれにおける領域R5から検出された光点の位置に基づいて算出される距離は、図3に示すように、対応する領域内にノイズが含まれない場合に比べて大きくばらつくことになる。   For example, when the image processing unit IMP shown in FIG. 1 detects a circle having a luminance of a predetermined value or more within a correspondingly set range as each light spot included in the pattern PT, it is shown in FIG. There is a possibility that the noise N5 is detected as a light spot in the region R5 instead of the light spot S5. When there is fluctuation in the brightness of the light spot S5 and the brightness of the noise N5 between the n images, the image processing unit IMP shown in FIG. 1 performs the light spot in the region R5 in each of the n images IMG. As a result, either the light spot S5 or the noise N5 may be detected at random. In such a case, for example, the distance calculated based on the position of the light spot detected from the region R5 in each of the n images IMG is the noise in the corresponding region as shown in FIG. It will vary greatly compared to the case where is not included.

図3は、図1に示した測定装置MEによって得られる距離の例を示す。図3において、横軸tは時間を示し、縦軸Dは、図1に示した投影装置PRから物体TGに投影された光点までの距離を示す。図3の例では、時刻T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9,T10のそれぞれにおいて、図1に示した撮像部CAMによる撮影によって画像IMGが取得された場合について説明する。なお、撮像部CAMによる撮影によって取得される画像IMGの枚数は、図3に示した時刻の数である10に限らず、2以上であれば、10未満でも、10より多くてもよい。   FIG. 3 shows an example of the distance obtained by the measuring apparatus ME shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis t represents time, and the vertical axis D represents the distance from the projection device PR shown in FIG. 1 to the light spot projected onto the object TG. In the example of FIG. 3, a case where an image IMG is acquired by photographing by the imaging unit CAM shown in FIG. 1 at each of times T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, and T10 will be described. To do. Note that the number of images IMG acquired by imaging by the imaging unit CAM is not limited to 10 which is the number of times shown in FIG. 3, and may be less than 10 or more than 10 as long as it is 2 or more.

図3において、各時刻T1〜T10に対応して示した白丸は、各時刻に撮影された画像IMGから、図1に示した画像処理部IMPにより、図2に示した領域R5から検出された光点の位置に基づいて算出された距離の例を示す。一方、各時刻T1〜T10に対応して示した黒丸は、例えば、図2に示した光点S4に対応する領域内にノイズN5のようなノイズが含まれていない場合について、各時刻に撮影された画像IMGから検出された光点S4の位置に基づいて算出された距離の例を示す。   In FIG. 3, the white circles shown corresponding to the times T1 to T10 are detected from the region R5 shown in FIG. 2 by the image processing unit IMP shown in FIG. 1 from the image IMG taken at each time. The example of the distance calculated based on the position of a light spot is shown. On the other hand, the black circles shown corresponding to the times T1 to T10 are taken at each time when the noise corresponding to the light spot S4 shown in FIG. 2 does not contain noise such as the noise N5, for example. An example of the distance calculated based on the position of the light spot S4 detected from the obtained image IMG is shown.

図3の例では、白丸で示される距離は、幅Dv5の範囲でばらついているのに対して、黒丸で示される距離のばらつきの範囲は、幅Dv5よりも小さい幅Dvcとなっている。そして、白丸で示される距離のばらつきが黒丸で示される距離のばらつきよりも大きくなる原因は、図2に示した領域R5内の光点として、本来の光点である光点S5とノイズN5とが、例えばランダムに検出されることにある。なお、図3の例は、時刻T1,T3,T4,T7及びT8に撮影された画像IMGの領域R5から、本来の光点である光点S5が検出され、他の時刻に撮影された画像IMGの領域R5から、ノイズN5が光点S5の代わりに検出された場合を示している。   In the example of FIG. 3, the distance indicated by the white circle varies in the range of the width Dv5, while the range of variation in the distance indicated by the black circle is a width Dvc smaller than the width Dv5. The reason why the variation in the distance indicated by the white circle is larger than the variation in the distance indicated by the black circle is that the light spot in the region R5 illustrated in FIG. Is, for example, randomly detected. In the example of FIG. 3, the light spot S5, which is the original light spot, is detected from the region R5 of the image IMG photographed at times T1, T3, T4, T7, and T8, and images photographed at other times. A case where noise N5 is detected instead of the light spot S5 from the region R5 of the IMG is shown.

即ち、所定の時間中に撮影されたn枚の画像IMG内のある光点の位置に基づいて算出された距離の分散が大きいほど、各画像IMGから当該光点とノイズとが混在して検出されている可能性が高い。そして、例えば、パターンPTに含まれる光点S5として誤ってノイズN5を検出した場合に、検出したノイズN5の位置に基づいて求められた距離は、物体TGに投影された光点S5までの距離とは異なる。したがって、図2において白丸で示した光点S5について得られた距離の平均値は、物体TGに投影された光点S5と投影装置PRとの間の距離を示さない値となり、距離の測定結果としての信頼度は、ノイズN5がない場合に比べて低くなる。つまり、図1に示した評価部13によって、式(1)などを用いて求められた信頼度は、測定装置MEによる距離の算出に用いられた各光点の位置の中に、図2に示したノイズN5のようなノイズが含まれている可能性の低さを示している。   That is, the greater the variance of the distance calculated based on the position of a certain light spot in the n images IMG taken during a predetermined time, the more the light spot and noise are detected from each image IMG. It is likely that For example, when the noise N5 is erroneously detected as the light spot S5 included in the pattern PT, the distance obtained based on the position of the detected noise N5 is the distance to the light spot S5 projected on the object TG. Is different. Therefore, the average value of the distances obtained for the light spot S5 indicated by the white circle in FIG. 2 is a value that does not indicate the distance between the light spot S5 projected on the object TG and the projection device PR, and the distance measurement result The reliability is reduced as compared with the case where there is no noise N5. That is, the reliability obtained by the evaluation unit 13 shown in FIG. 1 using the formula (1) or the like is shown in FIG. 2 in the position of each light spot used for calculating the distance by the measuring device ME. The low possibility that noise like the shown noise N5 is included is shown.

図4は、図1に示した評価部13により求められた信頼度の例を示す。図4(A)は、図2に示した光点S1〜S9について、図1に示した測定装置MEによって得られた距離と、評価部13によって得られた信頼度との対応関係を示す。また、図4(B)は、図1に示した測定装置MEにより、図2に示した光点S1〜S9について得られた距離に基づいて、パターンPTが投影された物体TGの形状を認識した結果の例を示す。   FIG. 4 shows an example of the reliability obtained by the evaluation unit 13 shown in FIG. FIG. 4A shows a correspondence relationship between the distance obtained by the measuring apparatus ME shown in FIG. 1 and the reliability obtained by the evaluation unit 13 for the light spots S1 to S9 shown in FIG. 4B recognizes the shape of the object TG onto which the pattern PT is projected based on the distances obtained for the light spots S1 to S9 shown in FIG. 2 by the measuring device ME shown in FIG. An example of the result is shown.

図4(A)の例において、光点S1に対応して示した値[1500]は、光点S1について、測定装置MEによって得られた距離を示し、同じく光点S1に対応して示した値[0.10]は、評価部13によって求められた信頼度を示す。同様に、図4(A)の表は、光点S2,S3,S4,S5のそれぞれについて、測定装置MEにより、距離[1510],距離[1490],距離[1480],距離[2860]が得られたことを示す。また、図4(A)の表は、光点S6,S7,S8,S9のそれぞれについて、測定装置MEにより、距離[1490],距離[1500],距離[1480],距離[1510]が得られたことを示す。また、図4(A)の表は、光点S2,S3,S4,S5のそれぞれについて、評価部13により、信頼度[0.11],信頼度[0.12],信頼度[0.08],信頼度[0.01]が得られたことを示す。同様に、図4(A)の表は、光点S6,S7,S8,S9のそれぞれについて、評価部13により、信頼度[0.10],信頼度[0.11],信頼度[0.09],信頼度[0.11]が得られたことを示す。   In the example of FIG. 4A, the value [1500] shown corresponding to the light spot S1 indicates the distance obtained by the measuring device ME for the light spot S1, and is also shown corresponding to the light spot S1. The value [0.10] indicates the reliability obtained by the evaluation unit 13. Similarly, in the table of FIG. 4A, the distance [1510], the distance [1490], the distance [1480], and the distance [2860] are measured by the measuring device ME for each of the light spots S2, S3, S4, and S5. It shows that it was obtained. In the table of FIG. 4A, the distance [1490], the distance [1500], the distance [1480], and the distance [1510] are obtained for each of the light spots S6, S7, S8, and S9 by the measuring device ME. Indicates that 4A shows that the reliability [0.11], the reliability [0.12], the reliability [0...] Are obtained by the evaluation unit 13 for each of the light spots S2, S3, S4, and S5. 08], indicating that the reliability [0.01] was obtained. Similarly, the table of FIG. 4A shows the reliability [0.10], reliability [0.11], reliability [0] by the evaluation unit 13 for each of the light spots S6, S7, S8, and S9. .09], indicating that the reliability [0.11] was obtained.

図4(A)において、各光点S1〜S9に対応して示した距離及び信頼度を互いに比較すれば、光点S5以外の各光点に対応して得られた距離及び信頼度がほぼ同等の値を示していることが分かる。これに対して、光点S5に対応して示された距離[2860]は、他の光点に対応する距離の平均値の2倍に近い値である。一方、光点S5に対応して示された信頼度[0.01]は、他の光点に対応する信頼度の平均値(図4(A)の例では0.09)の半分未満の値である。即ち、図2に示した光点S5は、図1に示した評価部13により、信頼度が、例えば隣接する各光点について得られた信頼度の平均値の半分程度に設定された第1閾値以下であるとされた第1光点の一例である。   In FIG. 4A, if the distances and the reliability indicated for the respective light spots S1 to S9 are compared with each other, the distance and the reliability obtained for each light spot other than the light spot S5 are almost equal. It can be seen that the values are equivalent. On the other hand, the distance [2860] shown corresponding to the light spot S5 is a value close to twice the average value of the distances corresponding to the other light spots. On the other hand, the reliability [0.01] indicated corresponding to the light spot S5 is less than half of the average value of reliability corresponding to the other light spots (0.09 in the example of FIG. 4A). Value. That is, the light spot S5 shown in FIG. 2 has a reliability set to about half of the average value of the reliability obtained for each adjacent light spot by the evaluation unit 13 shown in FIG. It is an example of the 1st light spot considered to be below a threshold value.

そして、図4(A)に示した光点S5に対応する距離のように、信頼度が第1閾値よりも低い距離を、他の光点について得られた距離と区別せずに物体TGの形状の認識に用いると、物体TGの形状を実際とは異なる形状として認識してしまう場合がある。   Then, like the distance corresponding to the light spot S5 shown in FIG. 4A, the distance with the reliability lower than the first threshold is not distinguished from the distance obtained for the other light spots. When used for shape recognition, the shape of the object TG may be recognized as a shape different from the actual shape.

例えば、図4(B)は、光点S5について、他の光点に対応して得られた距離の2倍近い距離が得られたことから、図1に示した認識部15により、物体TGの形状が、中央部に凹みを有する形状Rbとして認識された例を示している。なお、図4(B)において、中央部の凹みは、白抜きで示されている。   For example, in FIG. 4B, a distance close to twice the distance obtained corresponding to the other light spots is obtained for the light spot S5, so that the recognition unit 15 shown in FIG. Is shown as an example of a shape Rb having a dent at the center. In FIG. 4B, the recess in the center is shown in white.

図5は、図1に示した補正部14により補正された距離の例を示す。図5(A)は、図1に示した補正部14により、図2に示した光点S5について測定装置MEで得られた距離を、光点S5に隣接する光点S1〜S4及び光点S6〜S9について得られた距離に基づいて補正した例を示す。また、図5(B)は、図5(A)に示した補正後の距離を用いて、図1に示した認識部15により、パターンPTが投影された物体TGの形状を認識した結果の例を示す。   FIG. 5 shows an example of the distance corrected by the correction unit 14 shown in FIG. 5A shows the distances obtained by the measuring apparatus ME for the light spot S5 shown in FIG. 2 by the correction unit 14 shown in FIG. 1, and the light spots S1 to S4 and the light spot adjacent to the light spot S5. The example corrected based on the distance obtained about S6-S9 is shown. FIG. 5B shows the result of recognizing the shape of the object TG onto which the pattern PT is projected by the recognition unit 15 shown in FIG. 1 using the corrected distance shown in FIG. An example is shown.

図5(A)に示した表において、光点S5以外の各光点に対応して示された距離は、図4(A)に示した距離と同等である。そして、図5(A)の表において、光点S5に対応して示された距離[1495]は、図1に示した補正部14により、光点S5に隣接する各光点に対応して得られた距離から算出された補正後の距離を示す。ここで、光点S5に隣接する光点とは、図2に示した光点S1〜S4及び光点S6〜S9であり、図5(A)の例は、補正部14により、光点S5の補正後の距離として、これらの光点に対応する距離の平均値を求めた場合を示す。   In the table shown in FIG. 5 (A), the distance shown corresponding to each light spot other than the light spot S5 is equivalent to the distance shown in FIG. 4 (A). In the table of FIG. 5A, the distance [1495] shown corresponding to the light spot S5 corresponds to each light spot adjacent to the light spot S5 by the correction unit 14 shown in FIG. The corrected distance calculated from the obtained distance is shown. Here, the light spots adjacent to the light spot S5 are the light spots S1 to S4 and the light spots S6 to S9 shown in FIG. 2. In the example of FIG. As the distance after correction, the average value of the distances corresponding to these light spots is shown.

以上に説明した補正部14により求められる光点S5に対応する補正後の距離は、信頼度を考慮せずに光点S1〜S9について得られた距離を平均することで得られる値に比べて、確からしい値となる。なぜなら、補正部14により求められる光点S5に対応する補正後の距離は、光点S5に対応して得られた信頼度の低い距離の影響を受けないからである。つまり、図1に示した補正部14による補正を行うことにより、認識部15は、信頼度を考慮せずに単なる平滑化を行った場合に比べて、パターンPTに含まれる各光点について確からしい距離の測定結果に基づいて物体を認識することができる。   The corrected distance corresponding to the light spot S5 obtained by the correction unit 14 described above is compared with the value obtained by averaging the distances obtained for the light spots S1 to S9 without considering the reliability. This is a certain value. This is because the corrected distance corresponding to the light spot S5 obtained by the correcting unit 14 is not affected by the low reliability distance obtained corresponding to the light spot S5. In other words, by performing the correction by the correction unit 14 illustrated in FIG. 1, the recognition unit 15 is more sure about each light spot included in the pattern PT than in the case where simple smoothing is performed without considering the reliability. An object can be recognized based on the measurement result of a probable distance.

なお、信頼度が所定の閾値以下と評価された光点について得られた距離の補正に用いる情報は、図4の例に限らず、図1に示したパターンPTにおいて、低い信頼度が得られた光点に他の光点よりも近接して配置された光点から得られる情報であればよい。例えば、補正部14は、光点S5に隣接する光点S2,S4,S6,S8について得られた距離を用いて、光点S5に対応して得られた距離を置き換えるための補正値を算出してもよい。また、より好ましくは、補正部14は、低い信頼度が得られた光点に近接して配列された光点の中で、所定の閾値以上の信頼度が得られた光点に対応して得られた距離を選択的に用いて、信頼度が低いとされた光点に対応する補正後の距離を求めることが望ましい。   Note that the information used for correcting the distance obtained for the light spot whose reliability is evaluated to be equal to or lower than the predetermined threshold is not limited to the example of FIG. 4, and low reliability is obtained in the pattern PT shown in FIG. Any information can be used as long as it is obtained from a light spot arranged closer to the light spot than other light spots. For example, the correction unit 14 uses the distances obtained for the light spots S2, S4, S6, and S8 adjacent to the light spot S5 to calculate a correction value for replacing the distance obtained corresponding to the light spot S5. May be. More preferably, the correction unit 14 corresponds to a light spot having a reliability equal to or higher than a predetermined threshold among light spots arranged close to a light spot having a low reliability. It is desirable to selectively use the obtained distance to obtain the corrected distance corresponding to the light spot that is determined to have low reliability.

図5(A)に示したように補正された光点S5に対応する距離は、他の光点について得られた距離とともに、図1に示した認識部15による物体TGの形状の認識に用いられる。この場合に、認識部15は、図5(B)に示すように、中央部に凹みを持たない形状として、物体TGの形状を認識することが可能となる。   The distance corresponding to the corrected light spot S5 as shown in FIG. 5A is used for the recognition of the shape of the object TG by the recognition unit 15 shown in FIG. 1 together with the distance obtained for the other light spots. It is done. In this case, as shown in FIG. 5B, the recognition unit 15 can recognize the shape of the object TG as a shape having no dent in the center.

図6は、図1に示した物体認識装置10の動作を示す。図6に示したステップS301〜ステップS304の処理は、図1に示した物体認識装置10の動作を示すとともに、物体認識方法および物体認識プログラムの例を示す。例えば、図6に示す処理は、物体認識装置10に搭載されたプロセッサが物体認識プログラムを実行することで実現される。なお、図6に示す処理は、物体認識装置10に搭載されるハードウェアによって実行されてもよい。   FIG. 6 shows the operation of the object recognition apparatus 10 shown in FIG. The processing of step S301 to step S304 shown in FIG. 6 shows the operation of the object recognition apparatus 10 shown in FIG. 1, and shows an example of the object recognition method and the object recognition program. For example, the process illustrated in FIG. 6 is realized by a processor mounted on the object recognition apparatus 10 executing an object recognition program. Note that the processing illustrated in FIG. 6 may be executed by hardware mounted on the object recognition apparatus 10.

ステップS301において、図1に示した記録部11は、パターンPTに含まれる各光点について、測定装置MEにより所定の時間中に複数回測定された距離のそれぞれを記録する。   In step S301, the recording unit 11 illustrated in FIG. 1 records each of the distances measured a plurality of times during a predetermined time by the measuring device ME for each light spot included in the pattern PT.

ステップS302において、図1に示した第1算出部12は、パターンPTに含まれる光点毎に、所定の時間中に各光点に対応して記録部11に記録された複数の距離の分散を算出する。   In step S302, the first calculation unit 12 illustrated in FIG. 1 disperses a plurality of distances recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot during a predetermined time for each light spot included in the pattern PT. Is calculated.

ステップS303において、図1に示した評価部13は、第1算出部12で算出された分散に基づいて、各光点に対応して記録部11に記録された距離の信頼度を評価する。   In step S303, the evaluation unit 13 illustrated in FIG. 1 evaluates the reliability of the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot based on the variance calculated by the first calculation unit 12.

ステップS304において、図1に示した補正部14は、評価部13により、信頼度が第1閾値以下であるとされた第1光点に対応して記録部11に記録された距離を、第1光点に隣接する他の光点に対応して記録部11に記録された距離を用いて補正する。   In step S304, the correction unit 14 illustrated in FIG. 1 uses the evaluation unit 13 to calculate the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to the first light spot whose reliability is equal to or less than the first threshold value. Correction is performed using the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to another light spot adjacent to one light spot.

そして、ステップS304の処理の終了後に、図1に示した認識部15は、記録部11に各光点に対応して記録された補正後の距離に基づいて、パターンPTが投影された領域内の物体TGの形状を認識する処理を行う。   Then, after the processing of step S304 is completed, the recognition unit 15 illustrated in FIG. 1 includes an area within the region where the pattern PT is projected based on the corrected distance recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot. The process of recognizing the shape of the object TG is performed.

以上に説明したように、図1に示した物体認識装置10は、物体TGの表面に投影された各光点について測定装置MEによる複数回の測定で得られた距離の分散から、各光点に対応して測定された距離の信頼度を評価する。そして、物体認識装置10は、信頼度が第1閾値以下であるとされた第1光点に対応して記録された距離を、第1光点に隣接する他の光点に対応して記録された距離を用いて補正する。これにより、認識部15は、物体TGの表面に投影された各光点までの距離として確からしい値を用いて、物体TGの形状を認識することができるので、物体TGの形状が誤って認識される可能性は、測定された距離の信頼度を考慮しない場合に比べて低減される。   As described above, the object recognizing device 10 shown in FIG. 1 determines each light spot from the dispersion of distances obtained by a plurality of measurements by the measuring device ME for each light spot projected on the surface of the object TG. The reliability of the distance measured corresponding to is evaluated. Then, the object recognition device 10 records the distance recorded corresponding to the first light spot whose reliability is equal to or less than the first threshold value, corresponding to another light spot adjacent to the first light spot. Correct using the measured distance. Thereby, the recognition unit 15 can recognize the shape of the object TG using a probable value as the distance to each light spot projected on the surface of the object TG, so that the shape of the object TG is erroneously recognized. The probability of being reduced is reduced compared to not considering the reliability of the measured distance.

図7は、物体認識装置の別実施形態を示す。なお、図7に示す構成要素のうち、図1に示した構成要素と同等のものは、同一の符号で示すとともに構成要素の説明を省略する場合がある。   FIG. 7 shows another embodiment of the object recognition apparatus. 7 that are equivalent to the components shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description of the components may be omitted.

図7に示した物体認識装置10aは、図1に示した記録部11と補正部14と認識部15とともに、第1算出部12aと、評価部13aとを含み、更に、図1に示した測定装置MEを含んでいる。第1算出部12aは、図1に示した第1算出部12に相当する構成要素であり、分散算出部121と、平均算出部122と、差分算出部123とを含んでいる。また、評価部13aは、図1に示した評価部13に相当する構成要素であり、信頼度算出部131と検出部132と調整部133とを含んでいる。   The object recognition apparatus 10a illustrated in FIG. 7 includes a first calculation unit 12a and an evaluation unit 13a, as well as the recording unit 11, the correction unit 14, and the recognition unit 15 illustrated in FIG. A measuring device ME is included. The first calculation unit 12 a is a component corresponding to the first calculation unit 12 illustrated in FIG. 1, and includes a variance calculation unit 121, an average calculation unit 122, and a difference calculation unit 123. The evaluation unit 13a is a component corresponding to the evaluation unit 13 illustrated in FIG. 1 and includes a reliability calculation unit 131, a detection unit 132, and an adjustment unit 133.

第1算出部12aに含まれる分散算出部121は、パターンPTに含まれる各光点に対応して記録部11に記録されたn個の距離の分散Vの算出に、式(1)に代えて、例えば、式(3)などを用いる。これにより、分散算出部121は、各光点に対応して記録部11に記録されたn個の距離のそれぞれと、一つ前の測定で得られた距離との差分の絶対値の総和を、各光点に対応して記録された距離の分散Vとして求める。なお、式(3)において、数値jは、n以下の正の整数であってn回の測定の中での測定順を示し、変数D(j)は、パターンPTに含まれるある光点について、j番目の測定で得られた距離を示す。   The variance calculation unit 121 included in the first calculation unit 12a replaces the equation (1) with the calculation of the variance V of n distances recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot included in the pattern PT. For example, equation (3) is used. As a result, the dispersion calculating unit 121 calculates the sum of absolute values of differences between each of the n distances recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot and the distance obtained in the previous measurement. The dispersion V of the distance recorded corresponding to each light spot is obtained. In Equation (3), the numerical value j is a positive integer less than or equal to n and indicates the order of measurement in n measurements, and the variable D (j) is a certain light spot included in the pattern PT. , Indicates the distance obtained in the j th measurement.

Figure 2015152417
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また、平均算出部122は、パターンPTに含まれる光点毎に、各光点に対応して記録部11に記録されたn個の距離の平均値Avを算出する。例えば、平均算出部122は、図2に示した光点S1〜S9のそれぞれに対応して記録部11に記録されたn個の距離から、光点S1〜S9のそれぞれに対応する距離の平均値Avを算出する。   Moreover, the average calculation part 122 calculates the average value Av of n distances recorded on the recording part 11 corresponding to each light spot for each light spot included in the pattern PT. For example, the average calculation unit 122 calculates the average of the distances corresponding to each of the light spots S1 to S9 from the n distances recorded in the recording unit 11 corresponding to each of the light spots S1 to S9 illustrated in FIG. The value Av is calculated.

そして、差分算出部123は、パターンPTに含まれる光点から順次に選択した光点について算出された距離の平均値Avと、選択した光点に隣接する他の光点について算出された距離の平均値Avを更に平均化することで得られた値との差分dを算出する。例えば、差分算出部123は、図2に示した光点S5について算出された距離の平均値Avと、光点S5に隣接する8個の光点についてそれぞれ算出された8個の距離の平均値Avを更に平均化することで得られた値との差分dを算出する。   Then, the difference calculation unit 123 calculates the average distance Av calculated for the light spots sequentially selected from the light spots included in the pattern PT and the distance calculated for the other light spots adjacent to the selected light spot. A difference d from a value obtained by further averaging the average value Av is calculated. For example, the difference calculation unit 123 calculates the average distance Av calculated for the light spot S5 illustrated in FIG. 2 and the average value of eight distances calculated for each of the eight light spots adjacent to the light spot S5. The difference d from the value obtained by further averaging Av is calculated.

即ち、平均算出部122および差分算出部123は、各光点に対応して記録部11に記録された距離の平均値と、当該光点に隣接する複数の光点に対応して記録された距離の平均値との差分dを求める第2算出部の一例である。   That is, the average calculation unit 122 and the difference calculation unit 123 recorded the average value of the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot and the plurality of light spots adjacent to the light spot. It is an example of the 2nd calculation part which calculates | requires the difference d with the average value of distance.

分散算出部121により各光点に対応して算出された距離の分散Vは、評価部13aの信頼度算出部131に渡される。一方、差分算出部123により各光点に対応して算出された差分dは、評価部13aの検出部132に渡される。なお、分散算出部121によって算出される距離の分散Vと、平均算出部122により算出される距離の平均値Avと、分散算出部121により算出される差分dとの例については、図8を用いて後述する。   The distance variance V calculated by the variance calculation unit 121 corresponding to each light spot is passed to the reliability calculation unit 131 of the evaluation unit 13a. On the other hand, the difference d calculated corresponding to each light spot by the difference calculation unit 123 is passed to the detection unit 132 of the evaluation unit 13a. FIG. 8 shows an example of the distance variance V calculated by the variance calculator 121, the average distance Av calculated by the average calculator 122, and the difference d calculated by the variance calculator 121. Will be described later.

評価部13aに含まれる信頼度算出部131は、各光点までの距離の分散Vを分散算出部121から受け、受けた距離の分散Vに基づいて、各光点に対応して記録部11に記録された距離の信頼度rを算出する。信頼度算出部131は、例えば、式(4)に示す距離の分散Vの関数F(V)を用いて、各光点に対応して記録された距離の信頼度rを算出する。   The reliability calculation unit 131 included in the evaluation unit 13a receives the dispersion V of the distance to each light spot from the dispersion calculation unit 121, and the recording unit 11 corresponds to each light point based on the received dispersion V of the distance. The reliability r of the distance recorded in is calculated. The reliability calculation unit 131 calculates the reliability r of the distance recorded corresponding to each light spot, for example, using the function F (V) of the distance variance V shown in Expression (4).

Figure 2015152417
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なお、信頼度算出部131において信頼度rの算出に用いる関数F(V)は、式(4)に示した関数F(V)限られない。信頼度算出部131は、関数F(V)として、分散算出部121で得られた距離の分散Vが大きいほど小さい値を持つ信頼度rを与える関数であればどのような関数を用いてもよく、例えば、式(2)に示した関数を用いてもよい。信頼度算出部131によって各光点に対応して算出された信頼度rは、調整部133に渡される。   Note that the function F (V) used for calculating the reliability r in the reliability calculation unit 131 is not limited to the function F (V) shown in Expression (4). The reliability calculation unit 131 may use any function as long as the function F (V) gives the reliability r having a smaller value as the variance V of the distance obtained by the variance calculation unit 121 is larger. For example, the function shown in Formula (2) may be used. The reliability r calculated by the reliability calculation unit 131 corresponding to each light spot is passed to the adjustment unit 133.

一方、評価部13aに含まれる検出部132は、差分算出部123により各光点に対応して算出された差分dを受け、受けた差分dが第2閾値以上となる光点を、周囲の光点に対応して記録された距離と異なる距離が得られた第2光点として検出する。ここで、検出部132において、ある光点が第2光点であるか否かを判定するための第2閾値は、例えば、当該光点に隣接する複数の光点について平均算出部122で算出された距離の平均値Avの20パーセント程度の値に設定されることが望ましい。   On the other hand, the detection unit 132 included in the evaluation unit 13a receives the difference d calculated by the difference calculation unit 123 corresponding to each light spot, and detects the light spot having the received difference d equal to or greater than the second threshold as the surroundings. It is detected as a second light spot from which a distance different from the distance recorded corresponding to the light spot is obtained. Here, in the detection unit 132, the second threshold value for determining whether or not a certain light spot is the second light spot is calculated by, for example, the average calculation unit 122 for a plurality of light spots adjacent to the light spot. It is desirable to set the value to about 20% of the average value Av of the measured distance.

図7に示した調整部133は、検出部132によって検出された第2光点を示す情報と、信頼度算出部131により、各光点について算出された信頼度rとを受ける。そして、調整部133は、各光点について信頼度算出部131から受けた信頼度rのうち、第2光点として検出された光点に対応する信頼度rに、例えば、1より小さい所定の係数を乗じることにより、第2光点について得られた信頼度rを調整する。つまり、調整部133は、第2光点について得られた信頼度rを小さくする方向に変化させる調整を行うことで、第2光点として検出された光点の信頼度rを、他の光点に対応する信頼度rに比べて低い値とする。そして、調整部133によって調整された信頼度rは、補正部14に渡され、補正部14による各光点の距離の補正に用いられる。   The adjustment unit 133 illustrated in FIG. 7 receives information indicating the second light spot detected by the detection unit 132 and the reliability r calculated for each light spot by the reliability calculation unit 131. Then, the adjustment unit 133 sets the reliability r corresponding to the light spot detected as the second light spot among the reliability r received from the reliability calculation unit 131 for each light spot, for example, a predetermined value smaller than 1. By multiplying the coefficient, the reliability r obtained for the second light spot is adjusted. That is, the adjustment unit 133 performs adjustment to change the reliability r obtained for the second light spot in a direction to reduce the reliability r of the light spot detected as the second light spot. The value is lower than the reliability r corresponding to the point. Then, the reliability r adjusted by the adjusting unit 133 is passed to the correcting unit 14 and used for correcting the distance of each light spot by the correcting unit 14.

図8は、図7に示した測定装置MEによって得られる距離の例を示す。なお、図8に示す要素のうち、図3に示した要素と同等のものは、同一の符号で示すとともに要素の説明を省略する場合がある。図8は、図7に示した物体TGが投影装置PRから遠ざかる方向に移動する場合に、時刻T1から時刻T10までの各時刻において、測定装置MEにより、図7に示した各光点についての測定を行うことで得られた距離を示す。   FIG. 8 shows an example of the distance obtained by the measuring apparatus ME shown in FIG. Of the elements shown in FIG. 8, the elements equivalent to those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and description of the elements may be omitted. FIG. 8 shows the case where the object TG shown in FIG. 7 moves in a direction away from the projection device PR, and the measurement device ME performs the light spot shown in FIG. 7 at each time from time T1 to time T10. The distance obtained by performing the measurement is shown.

図8において、各時刻T1〜T10に対応して示した白丸は、図7に示した光点S5の検出に用いる領域に図2に示したノイズN5と同様のノイズが含まれる場合に、各時刻における測定装置MEの測定で得られる距離の例を示す。一方、図8において各時刻T1〜T10に対応して示した黒丸は、ノイズが含まれない領域から検出された光点の位置に基づいて、測定装置MEによって測定された距離の例を示す。例えば、図7に示したパターンPTに含まれる光点S5以外の各光点に対応する領域にノイズが含まれない場合に、各領域から検出された光点について得られた距離は、いずれも図8に黒丸で示した分布と同様の分布を示す。   In FIG. 8, white circles shown corresponding to the times T1 to T10 indicate that each of the regions used for detecting the light spot S5 shown in FIG. 7 includes noise similar to the noise N5 shown in FIG. The example of the distance obtained by the measurement of the measuring device ME at the time is shown. On the other hand, the black circles shown corresponding to the times T1 to T10 in FIG. 8 show examples of distances measured by the measuring apparatus ME based on the positions of the light spots detected from the area not including noise. For example, when no noise is included in the area corresponding to each light spot other than the light spot S5 included in the pattern PT shown in FIG. 7, the distances obtained for the light spots detected from each area are all FIG. 8 shows a distribution similar to the distribution indicated by black circles.

図8に示した黒丸の分布から分かるように、ノイズが含まれない領域から検出された光点の位置に基づいて得られた距離は、物体TGの移動による距離の変化を示す直線Lcに沿って分布する。一方、図8に示した白丸の分布から分かるように、光点S5について測定によって得られた距離は、光点S5の検出に用いられる領域内のノイズと光点S5とのどちらかがランダムに検出されるために、折れ線L5のように不規則に変化する。   As can be seen from the distribution of the black circles shown in FIG. 8, the distance obtained based on the position of the light spot detected from the area not including noise is along the straight line Lc indicating the change in distance due to the movement of the object TG. Distributed. On the other hand, as can be seen from the distribution of the white circles shown in FIG. 8, the distance obtained by the measurement for the light spot S5 is either the noise in the region used for the detection of the light spot S5 or the light spot S5 randomly. In order to be detected, it changes irregularly like a broken line L5.

このため、図8に白丸で示した各距離に基づいて、図7に示した分散算出部121により、式(3)を用いて算出される距離の分散Vの値は、図8に黒丸で示した各距離に基づいて、分散算出部121で算出される距離の分散Vの値に比べて大きくなる。したがって、図8に白丸で示した各距離について、図7に示した信頼度算出部131により式(4)を用いて算出される信頼度rの値は、図8に黒丸で示した各距離について算出される信頼度rに比べて小さくなる。   Therefore, based on the distances indicated by white circles in FIG. 8, the value of the distance variance V calculated by using the equation (3) by the variance calculation unit 121 shown in FIG. Based on each distance shown, the distance becomes larger than the value of the variance V of the distance calculated by the variance calculator 121. Therefore, for each distance indicated by white circles in FIG. 8, the value of the reliability r calculated by using the equation (4) by the reliability calculation unit 131 shown in FIG. 7 is the distance indicated by the black circle in FIG. Is smaller than the reliability r calculated for.

即ち、分散算出部121により、例えば、式(3)を用いて距離の分散Vを算出し、算出された距離の分散Vを用いて、信頼度算出部131により信頼度rを算出することで、図1に示した物体TGの移動を考慮した信頼度rを算出することができる。   That is, the variance calculation unit 121 calculates the distance variance V using, for example, Equation (3), and the reliability calculation unit 131 calculates the reliability r using the calculated distance variance V. The reliability r in consideration of the movement of the object TG shown in FIG. 1 can be calculated.

ところで、図1に示した物体TGの表面が平面又はなめらかな曲面である場合に、物体TGの表面に投影されたパターンPTに含まれる各光点について測定される距離は、ほぼ同等あるいは各光点の画像IMGにおける位置に応じて連続的に変化する。したがって、図2に示した各光点について、図7に示した測定装置MEによって得られた距離のそれぞれが確からしい場合には、各光点に対応して得られた距離の平均値Avは互いに近似しているか、あるいは画像IMGにおける位置に応じて滑らかな変化を示す。そして、この場合に、ある光点について平均算出部122で得られた距離の平均値Avは、当該光点の周囲の光点について得られた距離の平均値Avとほぼ同等の値となる。逆に言えば、ある光点について得た距離の平均値Avが、隣接する複数の光点について得た距離の平均値Avに近似しない場合、即ち、図7に示した差分算出部123で得た差分dが大きい場合、当該光点について得た距離の信頼度rは隣接する光点に比べて低い。ここで、図7に示した差分算出部123で各光点について得られる差分dは、ある光点について得られた距離の平均値Avが周囲の光点について得られた距離の平均値Avから隔たっている度合い、即ち、ある光点について得られた距離の空間的な分散を示す。したがって、検出部132において第2光点の検出に用いる第2閾値は、例えば、隣接する光点の位置との連続性があると判断できる限界を示す値に設定されることが望ましい。この場合に、検出部132は、差分算出部123で得られた差分dが第2閾値以上である光点を、測定装置MEによって測定された距離の信頼度が他の光点よりも低い第2光点として検出できる。   By the way, when the surface of the object TG shown in FIG. 1 is a flat surface or a smooth curved surface, the distances measured for each light spot included in the pattern PT projected on the surface of the object TG are substantially equal or each light It changes continuously according to the position of the point in the image IMG. Therefore, for each light spot shown in FIG. 2, when the distances obtained by the measuring device ME shown in FIG. 7 are likely, the average value Av of the distances obtained corresponding to each light spot is They are close to each other or show a smooth change depending on their position in the image IMG. In this case, the average value Av of the distance obtained by the average calculation unit 122 for a certain light spot is substantially the same as the average value Av of the distance obtained for the light spots around the light spot. In other words, when the average value Av of distances obtained for a certain light spot does not approximate the average value Av of distances obtained for a plurality of adjacent light spots, that is, obtained by the difference calculation unit 123 shown in FIG. When the difference d is large, the reliability r of the distance obtained for the light spot is lower than that of the adjacent light spot. Here, the difference d obtained for each light spot by the difference calculation unit 123 shown in FIG. 7 is obtained by calculating the average distance Av obtained for a certain light spot from the average distance Av obtained for surrounding light spots. The degree of separation, ie the spatial dispersion of the distance obtained for a certain light spot. Therefore, the second threshold value used for detection of the second light spot in the detection unit 132 is desirably set to a value indicating a limit at which it can be determined that there is continuity with the position of the adjacent light spot, for example. In this case, the detection unit 132 sets the light spot whose difference d obtained by the difference calculation unit 123 is equal to or greater than the second threshold value to the second light spot whose reliability of the distance measured by the measurement device ME is lower than the other light spots. It can be detected as two light spots.

図8の例では、図2に示した光点S5につき得られた距離の平均値Da5と、図2にて光点S5に隣接する各光点について得られた距離の平均値Dacとの差分dは、平均値Dacの20パーセント程度に設定された第2閾値Th2よりも大きくなっている。この場合に、検出部132は、光点S5を第2光点の一つとして検出したことを示す情報を、図7に示した調整部133に渡す。そして、調整部133は、光点S5について信頼度算出部131で得られた信頼度rに、1より小さい所定の係数を乗じることにより、元の信頼度rよりも小さい値に調整された信頼度rを求める。   In the example of FIG. 8, the difference between the average value Da5 of the distance obtained for the light spot S5 shown in FIG. 2 and the average value Dac of the distance obtained for each light spot adjacent to the light spot S5 in FIG. d is larger than the second threshold Th2 set to about 20 percent of the average value Dac. In this case, the detection unit 132 passes information indicating that the light spot S5 has been detected as one of the second light spots to the adjustment unit 133 illustrated in FIG. Then, the adjustment unit 133 multiplies the reliability r obtained by the reliability calculation unit 131 for the light spot S5 by a predetermined coefficient smaller than 1, thereby adjusting the reliability adjusted to a value smaller than the original reliability r. The degree r is obtained.

即ち、検出部132と調整部133とを有する評価部13aは、パターンPTにおいて周囲に分布する他の光点から得られた距離との連続性を満たさない第2光点の信頼度を、他の光点の信頼度よりも低く評価することができる。これにより、評価部13aは、例えば、測定装置MEによるn回の測定の全てでノイズが光点S5として誤って検出された場合にも、光点S5について得られた距離の信頼度rを、周囲の光点の距離の信頼度rよりも低く評価できる。   In other words, the evaluation unit 13a having the detection unit 132 and the adjustment unit 133 sets the reliability of the second light spot that does not satisfy the continuity with the distance obtained from other light spots distributed in the pattern PT to other values. It can be evaluated lower than the reliability of the light spot. Thereby, for example, even when noise is erroneously detected as the light spot S5 in all of the n measurements by the measuring device ME, the evaluation unit 13a determines the reliability r of the distance obtained for the light spot S5. It can be evaluated lower than the reliability r of the distance of the surrounding light spot.

以上に説明したように、図7に示した物体認識装置10aの第1算出部12aは、図1に示した物体TGの移動する場合にも、パターンPTに属する各光点としてノイズが検出されている可能性の高さを示す距離の分散を求めることができる。また、検出部132と調整部133とを有する評価部13aは、パターンPTに含まれる各光点の距離が周囲の光点から得られた距離との連続性を満たさない場合に、当該光点の距離の信頼性を低く評価する。したがって、物体認識装置10aは、物体TGの移動とともに、各光点について得られる距離の空間的な連続性を考慮して、各光点に対応して記録された距離の信頼度を求めることができる。そして、物体認識装置10aは、求めた信頼度に応じて補正部14により補正された各光点までの距離に基づいて、認識部15により、物体TGの形状を認識する。これにより、物体認識装置10aは、物体TGの移動や各光点についての測定で得られる距離の空間的な連続性を考慮しない場合に比べて、高い精度で物体TGの形状を認識することができる。   As described above, the first calculation unit 12a of the object recognition apparatus 10a illustrated in FIG. 7 detects noise as each light spot belonging to the pattern PT even when the object TG illustrated in FIG. 1 moves. The dispersion of the distance indicating the high possibility of being The evaluation unit 13a including the detection unit 132 and the adjustment unit 133 determines the light spot when the distance of each light spot included in the pattern PT does not satisfy the continuity with the distance obtained from the surrounding light spots. The reliability of the distance is low. Therefore, the object recognition device 10a can obtain the reliability of the distance recorded corresponding to each light spot in consideration of the spatial continuity of the distance obtained for each light spot as the object TG moves. it can. And the object recognition apparatus 10a recognizes the shape of the object TG by the recognition part 15 based on the distance to each light spot corrected by the correction part 14 according to the calculated reliability. Thereby, the object recognition apparatus 10a can recognize the shape of the object TG with higher accuracy than in the case where the spatial continuity of the distance obtained by the movement of the object TG and the measurement for each light spot is not considered. it can.

次に、図1に示した評価部13や図7に示した評価部13aにより、各光点に対応して得られた信頼度rを、物体TGの形状の認識に用いる方法について説明する。   Next, a method of using the reliability r obtained corresponding to each light spot by the evaluation unit 13 shown in FIG. 1 or the evaluation unit 13a shown in FIG. 7 for recognizing the shape of the object TG will be described.

図9は、物体認識装置の別実施形態を示す。なお、図9に示す構成要素のうち、図1または図7に示した構成要素と同等のものは、同一の符号で示すとともに構成要素の説明を省略する場合がある。   FIG. 9 shows another embodiment of the object recognition apparatus. 9 that are equivalent to the components shown in FIG. 1 or FIG. 7 are denoted by the same reference numerals and description of the components may be omitted.

図9に示した物体認識装置10bは、図1に示した記録部11と第1算出部12と評価部13と補正部14とともに、認識部15bを含んでいる。図9に示した認識部15bは、図1に示した認識部15に相当する構成要素であり、設定部151と形状算出部152とを有する。   The object recognition apparatus 10b illustrated in FIG. 9 includes a recognition unit 15b in addition to the recording unit 11, the first calculation unit 12, the evaluation unit 13, and the correction unit 14 illustrated in FIG. The recognition unit 15b illustrated in FIG. 9 is a component corresponding to the recognition unit 15 illustrated in FIG. 1 and includes a setting unit 151 and a shape calculation unit 152.

図9に示した設定部151は、評価部13により各光点に対応して得られた信頼度rを受け、受けた信頼度rに基づいて、各光点に対応して記録部11に記録された距離に、信頼度が低いほど小さい重みを設定する。設定部151は、例えば、各光点に対応して評価部13から受けた信頼度rを、各光点に対応して記録部11に記録された距離の重みとして設定する。   The setting unit 151 illustrated in FIG. 9 receives the reliability r obtained by the evaluation unit 13 corresponding to each light spot, and the recording unit 11 corresponds to each light spot based on the received reliability r. A smaller weight is set to the recorded distance as the reliability is lower. For example, the setting unit 151 sets the reliability r received from the evaluation unit 13 corresponding to each light spot as the weight of the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot.

また、形状算出部152は、設定部151により各光点に対応して設定された重みを用いて、各光点に対応して記録部11に記録された距離から物体TGの形状を求める。例えば、形状算出部152は、各光点についての測定で得られた距離に、設定部151で設定された重みをつけた回帰分析などにより、物体TGの表面の形状を表す平面あるいは曲面を求める。   In addition, the shape calculation unit 152 obtains the shape of the object TG from the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot, using the weight set corresponding to each light spot by the setting unit 151. For example, the shape calculation unit 152 obtains a plane or curved surface representing the shape of the surface of the object TG by regression analysis or the like in which the weights set by the setting unit 151 are added to the distances obtained by the measurement for each light spot. .

これにより、形状算出部152は、評価部13により信頼度rが低いとされた光点について得られた距離よりも、信頼度rが高いとされた光点について得られた距離を忠実に反映する形状を、物体TGの形状として求めることができる。   Thereby, the shape calculation unit 152 faithfully reflects the distance obtained for the light spot with the higher reliability r than the distance obtained for the light spot with the lower reliability r by the evaluation unit 13. The shape to be obtained can be obtained as the shape of the object TG.

また、形状算出部152は、物体TGの形状を示す情報の一つとして、例えば、パターンPTが投影された物体TGの表面を示す図形の重心を、各光点について設定部151により設定された重みを考慮して求めてもよい。形状算出部152は、物体TGの表面を示す図形の重心までの距離cの算出に、例えば、式(5)を用いる。式(5)において、ベクトルX(k)は、例えば、図1に示した平面PLにパターンPTが投影された場合に、パターンPTに含まれるk番目の光点が投影される位置を示す位置ベクトルである。また、式(5)において、符号h(k)は、k番目の光点についての測定で得られた距離を示し、符号w(k)は、k番目の光点について設定部151で設定された重み(例えば、信頼度r)を示す。ここで、数値kは、パターンPTに含まれる光点の数N以下の正の整数である。   In addition, as one piece of information indicating the shape of the object TG, the shape calculation unit 152 sets, for example, the centroid of the figure indicating the surface of the object TG on which the pattern PT is projected, by the setting unit 151 for each light spot. You may obtain | require in consideration of a weight. The shape calculation unit 152 uses, for example, Expression (5) for calculating the distance c to the center of gravity of the graphic indicating the surface of the object TG. In Expression (5), for example, the vector X (k) is a position indicating the position where the kth light spot included in the pattern PT is projected when the pattern PT is projected onto the plane PL shown in FIG. Is a vector. In Expression (5), symbol h (k) indicates a distance obtained by measurement for the kth light spot, and symbol w (k) is set by the setting unit 151 for the kth light spot. Weight (for example, reliability r). Here, the numerical value k is a positive integer equal to or less than the number N of light spots included in the pattern PT.

Figure 2015152417
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以上に説明した認識部15bは、各光点に対応して求められた信頼度rに基づいて設定された重みを用いて、パターンPTが投影された物体TGの表面の形状を求めることができる。これにより、認識部15bは、補正部14によって補正された距離を反映しつつ、評価部13により、信頼度が高いとされた距離を重視して、物体TGの形状を認識することができる。したがって、認識部15bは、物体TGの形状の認識において、各光点について得られた距離の信頼度を考慮しない場合に比べて、物体TGの形状を誤って認識する可能性を低減することができる。   The recognizing unit 15b described above can obtain the shape of the surface of the object TG on which the pattern PT is projected, using the weight set based on the reliability r obtained corresponding to each light spot. . As a result, the recognition unit 15b can recognize the shape of the object TG while reflecting the distance corrected by the correction unit 14 while emphasizing the distance determined to be highly reliable by the evaluation unit 13. Therefore, the recognition unit 15b can reduce the possibility of erroneously recognizing the shape of the object TG compared to the case where the reliability of the distance obtained for each light spot is not considered in the recognition of the shape of the object TG. it can.

次に、図1に示した評価部13や図7に示した評価部13aにより、各光点に対応して得られた信頼度rを、物体TGの認識に用いる特徴量として用いる方法について説明する。   Next, a method of using the reliability r obtained corresponding to each light spot by the evaluation unit 13 shown in FIG. 1 or the evaluation unit 13a shown in FIG. 7 as a feature amount used for recognition of the object TG will be described. To do.

図10は、物体認識装置の別実施形態を示す。なお、図10に示す構成要素のうち、図1に示した構成要素と同等のものは、同一の符号で示すとともに構成要素の説明を省略する場合がある。   FIG. 10 shows another embodiment of the object recognition apparatus. 10 that are equivalent to the components shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description of the components may be omitted.

図10に示した物体認識装置10cは、図1に示した記録部11と第1算出部12と評価部13と補正部14とともに、認識部15cを含んでいる。図10に示した認識部15cは、図1に示した認識部15に相当する構成要素であり、抽出部153と保持部154と特定部155とを有する。   The object recognition apparatus 10c shown in FIG. 10 includes a recognition unit 15c together with the recording unit 11, the first calculation unit 12, the evaluation unit 13, and the correction unit 14 shown in FIG. The recognition unit 15c illustrated in FIG. 10 is a component corresponding to the recognition unit 15 illustrated in FIG. 1 and includes an extraction unit 153, a holding unit 154, and a specifying unit 155.

抽出部153は、物体TGに投影されたパターンPTに含まれる複数の光点に対応して評価部13で得られる信頼度から、物体TGの特徴を抽出する。抽出部153は、例えば、物体TGに投影された各光点について評価部13で得られた信頼度を、信頼度の範囲を分割した複数の階級毎に集計することで、物体TGに投影された光点に対応して得られた信頼度の度数分布を、物体TGの特徴の一つとして求める。また、抽出部153は、各光点に対応して記録部11に記録された距離の度数分布を、距離の範囲を分割した複数の階級毎に集計することで、物体TGに投影された光点までの距離の度数分布を、物体TGの特徴の別の一つとして求める。なお、抽出部153により、物体TGの特徴として求められる距離の度数分布及び信頼度の度数分布については、図11及び図12を用いて後述する。   The extraction unit 153 extracts features of the object TG from the reliability obtained by the evaluation unit 13 corresponding to a plurality of light spots included in the pattern PT projected on the object TG. For example, the extraction unit 153 projects the reliability obtained by the evaluation unit 13 for each light spot projected onto the object TG for each of a plurality of classes into which the reliability range is divided, thereby projecting the reliability onto the object TG. A frequency distribution of reliability obtained corresponding to each light spot is obtained as one of the features of the object TG. In addition, the extraction unit 153 aggregates the frequency distribution of the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot for each of a plurality of classes into which the distance range is divided, so that the light projected on the object TG The frequency distribution of the distance to the point is obtained as another feature of the object TG. Note that the frequency distribution of distances and the frequency distribution of reliability obtained as the features of the object TG by the extraction unit 153 will be described later with reference to FIGS. 11 and 12.

保持部154は、複数種類の物体のそれぞれの特徴を示す情報として、複数の種類の物体の各々に投影された複数の光点のそれぞれについて予め求められた距離の信頼度を示す情報を保持する。保持部154は、例えば、複数種類の物体のそれぞれにパターンPTが投影された場合に、パターンPTに含まれる複数の光点の位置に基づく測定で得られる距離の度数分布と、測定で得られる距離の信頼度の度数分布とを示す情報を、物体の種類毎に予め保持する。なお、保持部154に予め保持される距離の度数分布及び信頼度の度数分布については、抽出部153で物体TGの特徴として求められる距離の度数分布及び信頼度の度数分布と合わせて、図11及び図12を用いて後述する。   The holding unit 154 holds information indicating reliability of distances obtained in advance for each of a plurality of light spots projected on each of the plurality of types of objects as information indicating the characteristics of the plurality of types of objects. . For example, when the pattern PT is projected onto each of a plurality of types of objects, the holding unit 154 obtains the frequency distribution of distances obtained by measurement based on the positions of a plurality of light spots included in the pattern PT and the measurements. Information indicating the frequency distribution of distance reliability is stored in advance for each type of object. Note that the distance frequency distribution and the reliability frequency distribution previously held in the holding unit 154 are combined with the distance frequency distribution and the reliability frequency distribution obtained as features of the object TG by the extraction unit 153 in FIG. And it mentions later using FIG.

特定部155は、抽出部153で求められた距離の度数分布及び信頼度の度数分布を、物体TGの特徴を示す情報として受ける。そして、特定部155は、保持部154に保持された複数種類の物体のそれぞれの特徴を示す情報の中で、他の種類の物体の特徴よりも抽出部153で抽出された物体TGの特徴に類似する特徴を持つ種類の物体を、物体TGの種類として特定する。そして、特定部155は、特定した物体の種類を示す情報を、物体認識装置10cによる認識結果として出力する。   The identification unit 155 receives the frequency distribution of distances and the frequency distribution of reliability obtained by the extraction unit 153 as information indicating the characteristics of the object TG. Then, the identifying unit 155 uses the characteristics of the object TG extracted by the extraction unit 153 in the information indicating the characteristics of each of the multiple types of objects held by the holding unit 154 rather than the characteristics of the other types of objects. A type of object having similar characteristics is specified as the type of object TG. Then, the specifying unit 155 outputs information indicating the type of the specified object as a recognition result by the object recognition device 10c.

ここで、パターンPTが投影される領域内にある物体TGの特徴と、図10に示した測定装置MEで得られる距離の信頼度との関係について説明する。   Here, the relationship between the characteristics of the object TG in the area where the pattern PT is projected and the reliability of the distance obtained by the measuring apparatus ME shown in FIG. 10 will be described.

図11は、物体の種類毎の特徴の例を示す。図11(A),(B)のそれぞれは、眼鏡をかけていない人物QAと眼鏡を掛けた人物QBとのそれぞれにパターンPTを投影した場合に、図10に示した測定装置MEによる測定の過程で得られるn枚の画像IMGのうちの1枚の例を示す。また、図11(C),(D)のそれぞれは、図11(A),(B)のそれぞれに示した画像IMGに含まれる光点の位置から求められた距離につき、図10に示した評価部13により求められた信頼度の例を示す。   FIG. 11 shows an example of features for each type of object. Each of FIGS. 11A and 11B shows the measurement by the measuring apparatus ME shown in FIG. 10 when the pattern PT is projected onto each of the person QA wearing glasses and the person QB wearing glasses. An example of one of n images IMG obtained in the process is shown. Further, FIGS. 11C and 11D show the distances obtained from the positions of the light spots included in the images IMG shown in FIGS. 11A and 11B, respectively. The example of the reliability calculated | required by the evaluation part 13 is shown.

図11(A),(B)において、パターンPTは、4行5列で配列された20個の光点S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14,S15,S16,S17,S18,S19,S20を含んでいる。なお、パターンPTに含まれる光点の数及び光点の配列の仕方は、図11(A),(B)に示したように20個の光点を4行5列に配列する場合に限られず、N(Nは2以上の整数)個の光点を2次元で分布させる配列であればよい。例えば、パターンPTは、N個の光点を同心円状に配列させたパターンでもよい。また、図11(A),(B)のそれぞれにおいて破線で示した人物QA,QBの輪郭は、人物QA,QBとパターンPTに含まれる各光点との位置関係の説明のために示したものであり、実際の画像IMGには含まれない。   11A and 11B, the pattern PT is composed of 20 light spots S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, arranged in 4 rows and 5 columns. S12, S13, S14, S15, S16, S17, S18, S19, S20 are included. The number of light spots included in the pattern PT and the way of arranging the light spots are limited to the case where 20 light spots are arranged in 4 rows and 5 columns as shown in FIGS. However, any arrangement may be used as long as N (N is an integer of 2 or more) light spots are distributed two-dimensionally. For example, the pattern PT may be a pattern in which N light spots are arranged concentrically. Further, the outlines of the persons QA and QB indicated by broken lines in FIGS. 11A and 11B are shown for explaining the positional relationship between the persons QA and QB and each light spot included in the pattern PT. Is not included in the actual image IMG.

図11(A),(B)において、黒丸で示した光点S2,S3,S4,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14,S15,S17,S18,S19のそれぞれは、人物QA,QBのそれぞれに投影された光点を示す。即ち、図11(A),(B)において、黒丸で示した光点S2〜S4,S6〜S15,S17〜S19のそれぞれは、画像IMGに含まれる光点である。一方、図11(A),(B)において白丸で示した光点S1,S5,S16,S20は、人物QA,QBの後方の空間に投影された光点を示す。このため、図11(A),(B)に示した光点S1,S5,S16,S20のそれぞれは、実際の画像IMGには含まれない。   In FIGS. 11A and 11B, light spots S2, S3, S4, S6, S7, S8, S9, S10, S11, S12, S13, S14, S15, S17, S18, and S19 indicated by black circles, respectively. Indicates a light spot projected on each of the persons QA and QB. That is, in FIGS. 11A and 11B, each of the light spots S2 to S4, S6 to S15, and S17 to S19 indicated by black circles is a light spot included in the image IMG. On the other hand, light spots S1, S5, S16, and S20 indicated by white circles in FIGS. 11A and 11B indicate light spots projected on the space behind the persons QA and QB. Therefore, each of the light spots S1, S5, S16, and S20 shown in FIGS. 11A and 11B is not included in the actual image IMG.

人間の頭部の形状は、ほぼ同等である。したがって、図11(A)に黒丸で示した各光点の位置に基づいて、図10に示した測定装置MEで得られる距離と、図11(B)に黒丸で示した各光点について測定装置MEで得られる距離とは、互いに近似した値となる。   The shape of the human head is almost the same. Therefore, based on the position of each light spot indicated by the black circle in FIG. 11A, the distance obtained by the measuring device ME shown in FIG. 10 and the light spot indicated by the black circle in FIG. The distance obtained by the device ME is a value approximate to each other.

ここで、図11(B)に示した光点S6,S7,S9,S10は、人物QBが装着している眼鏡の表面に投影されている。このため、図11(B)に示した画像IMGに含まれる光点S6,S7,S9,S10に対応して得られた距離について、図10に示した評価部13によって得られる信頼度は、他の光点に対応して得られる信頼度に比べて低くなる場合がある。なぜなら、眼鏡の表面は、人物QBの顔の表面に比べて反射率が高いために、眼鏡の表面に投影された光点S6,S7,S9,S10の画像IMGにおける輝度が小さくなり、光点S6,S7,S9,S10の検出が困難となるからである。この場合に、外光の反射などによって現れたノイズが、誤って光点S6,S7,S9,S10のそれぞれとして検出される可能性が他の光点に比べて高くなる。このために、光点S6,S7,S9,S10のそれぞれに対応して得られる信頼度は、他の光点に対応する信頼度に比べて低くなる。   Here, the light spots S6, S7, S9, and S10 shown in FIG. 11B are projected on the surface of the glasses worn by the person QB. Therefore, the reliability obtained by the evaluation unit 13 shown in FIG. 10 with respect to the distances obtained corresponding to the light spots S6, S7, S9, and S10 included in the image IMG shown in FIG. It may be lower than the reliability obtained for other light spots. Because the surface of the glasses has a higher reflectance than the surface of the face of the person QB, the luminance in the image IMG of the light spots S6, S7, S9, and S10 projected onto the surface of the glasses becomes small, and the light spot This is because it becomes difficult to detect S6, S7, S9, and S10. In this case, there is a higher possibility that noise that appears due to reflection of external light or the like is erroneously detected as each of the light spots S6, S7, S9, and S10 as compared to other light spots. For this reason, the reliability obtained corresponding to each of the light spots S6, S7, S9, and S10 is lower than the reliability corresponding to the other light spots.

図11(C),(D)に示した矩形の領域のそれぞれは、図11(A),(B)のそれぞれに示した光点S1〜S20のそれぞれに対応する。なお、図11(C),(D)において、光点S1,S5,S16,S20に対応する領域に示したバツ印は、図10に示した測定装置MEによる距離の測定ができなかったことを示している。   Each of the rectangular areas shown in FIGS. 11C and 11D corresponds to the light spots S1 to S20 shown in FIGS. 11A and 11B, respectively. In FIGS. 11C and 11D, the cross marks shown in the areas corresponding to the light spots S1, S5, S16, and S20 cannot be measured by the measuring device ME shown in FIG. Is shown.

図11(C),(D)の例では、信頼度の値の範囲を4つの階級に分割し、光点S1〜S20のそれぞれに対応する信頼度が属する階級を、対応する領域に付す網掛けの種類を変えて示している。図11(C),(D)の例では、信頼度の値の範囲を分割した4つの階級のそれぞれに、大きい値を含む階級から順に、濃い網掛けを付して示している。   In the examples of FIGS. 11C and 11D, the range of reliability values is divided into four classes, and the classes to which the reliability levels corresponding to the light spots S1 to S20 belong are assigned to the corresponding areas. Shown with different types of hooks. In the examples of FIGS. 11C and 11D, each of the four classes obtained by dividing the range of reliability values is shown with dark shading in order from the class including the larger value.

つまり、図11(C)の例では、光点S12,S14について得られた信頼度は、最も大きい値を含む階級に属し、光点S2〜S4,S7〜S9,S13,S18について得られた信頼度は、次に大きい値を含む階級に属することが示される。そして、図11(C)の例では、光点S6,S10,S11,S15,S17,S19について得られた信頼度は、3番目に大きい値を含む階級に属することが示される。   That is, in the example of FIG. 11C, the reliability obtained for the light spots S12 and S14 belongs to the class including the largest value, and is obtained for the light spots S2 to S4, S7 to S9, S13, and S18. The reliability is shown to belong to a class including the next largest value. In the example of FIG. 11C, it is indicated that the reliability obtained for the light spots S6, S10, S11, S15, S17, and S19 belongs to the class including the third largest value.

一方、図11(D)の例では、光点S12,S14について得られた信頼度は、最も大きい値を含む階級に属し、光点S2〜S4,S8,S13,S18について得られた信頼度は、次に大きい値を含む階級に属することが示される。そして、図11(D)の例では、光点S11,S15,S17,S19について得られた信頼度は、3番目に大きい値を含む階級に属し、光点S6,S7,S9,S10について得られた信頼度は、最も小さい値を含む階級に属することが示される。   On the other hand, in the example of FIG. 11D, the reliability obtained for the light spots S12 and S14 belongs to the class including the largest value, and the reliability obtained for the light spots S2 to S4, S8, S13, and S18. Is shown to belong to the class containing the next largest value. In the example of FIG. 11D, the reliability obtained for the light spots S11, S15, S17, and S19 belongs to the class including the third largest value, and is obtained for the light spots S6, S7, S9, and S10. The given reliability is shown to belong to the class including the smallest value.

図11(C)と、図11(D)との比較から分かるように、眼鏡を掛けている人物QBに投影された各光点について得られた信頼度の分布は、眼鏡を掛けていない人物QAに投影された各光点について得られた信頼度の分布とは異なる特徴を示す。例えば、図11(D)に示した人物QBに対応する信頼度の分布は、最も小さい値に対応する階級に属する信頼度が、光点S6,S7,S9,S10に対応して分布していることを示す。   As can be seen from a comparison between FIG. 11C and FIG. 11D, the reliability distribution obtained for each light spot projected onto the person QB wearing glasses is the person who is not wearing glasses. A characteristic different from the reliability distribution obtained for each light spot projected onto the QA is shown. For example, in the distribution of the reliability corresponding to the person QB shown in FIG. 11D, the reliability belonging to the class corresponding to the smallest value is distributed corresponding to the light spots S6, S7, S9, and S10. Indicates that

図11を用いて説明した信頼度の分布の特徴は、例えば、パターンPTに含まれる各光点に対応して得られた信頼度を、信頼度の値の範囲を分割した複数の階級毎に集計することで得られる度数分布によって表すことができる。ここで、図11を用いて説明したように、信頼度について求めた度数分布は、パターンPTが投影された物体の特徴を反映している。したがって、複数種類の物体について、予め信頼度の度数分布を求めておき、求めた信頼度の度数分布を、図10に示した保持部154に保持させれば、パターンPTが投影された領域に含まれる物体TGの特定に用いることが可能である。   The reliability distribution feature described with reference to FIG. 11 includes, for example, the reliability obtained corresponding to each light spot included in the pattern PT for each of a plurality of classes into which the range of reliability values is divided. It can be represented by a frequency distribution obtained by counting. Here, as described with reference to FIG. 11, the frequency distribution obtained for the reliability reflects the characteristics of the object on which the pattern PT is projected. Therefore, if a frequency distribution of reliability is obtained in advance for a plurality of types of objects, and the obtained frequency distribution of reliability is held in the holding unit 154 shown in FIG. 10, the pattern PT is projected onto the region. It can be used to specify the included object TG.

図12は、図10に示した保持部154の一例を示す。図12に示した保持部154は、物体の種類毎に、距離の度数分布と信頼度の度数分布とを含む特徴ベクトルを保持している。なお、図12では、様々な種類の物体に対応する特徴ベクトルの例として、人物QAに対応する特徴ベクトルと人物QBに対応する特徴ベクトルとを示し、他の物体について保持部154に保持された特徴ベクトルの図示は省略している。   FIG. 12 shows an example of the holding unit 154 shown in FIG. The holding unit 154 illustrated in FIG. 12 holds a feature vector including a distance frequency distribution and a reliability frequency distribution for each type of object. In FIG. 12, as an example of feature vectors corresponding to various types of objects, a feature vector corresponding to person QA and a feature vector corresponding to person QB are shown, and other objects are held in holding unit 154. Illustration of feature vectors is omitted.

ここで、距離の度数分布とは、図10に示したパターンPTに含まれる各光点に対応して得られた距離を、距離として得られる値の範囲を分割した複数の階級毎に集計することで得られる度数分布である。   Here, the frequency distribution of distances is a total of distances obtained corresponding to each light spot included in the pattern PT shown in FIG. 10 for each of a plurality of classes obtained by dividing a range of values obtained as distances. This is the frequency distribution obtained.

図12の例では、図10に示した測定装置MEによる測定結果として得られる距離の範囲を分割した4つの階級Cd1,Cd2,Cd3,Cd4毎に、パターンPTに含まれる各光点について得られた距離を集計することで、距離の度数分布を得る場合を示す。   In the example of FIG. 12, it is obtained for each light spot included in the pattern PT for each of the four classes Cd1, Cd2, Cd3, and Cd4 obtained by dividing the distance range obtained as a measurement result by the measurement apparatus ME shown in FIG. The case where the frequency distribution of distance is obtained by totaling the distance is shown.

また、図12の例では、図10に示した評価部13によって得られる信頼度の範囲を分割した4つの階級Cr1,Cr2,Cr3,Cr4毎に、パターンPTに含まれる各光点について得られた信頼度を集計することで、信頼度の度数分布を得る場合を示す。ここで、図12に示した4つの階級Cr1,Cr2,Cr3,Cr4のそれぞれは、図11(C),(D)において、網掛けの種類を変えて示した4つの階級のそれぞれに対応する。例えば、図12に示した階級Cr1は、図11(D)において白色で示した階級であり、最も小さい値を含む階級を示し、図12に示した階級Cr4は、図11(D)において最も濃い網掛けで示した階級であり、最も大きい値を含む階級を示す。また、図12に示した階級Cr3は、図11(D)において、階級Cr4の次に濃い網掛けで示した階級であり、2番目に大きい値を含む階級を示す。そして、図12に示した階級Cr2は、図11(D)において階級Cr3の次に濃い網掛けで示した階級であり、3番目に大きい値を含む階級を示す。   In the example of FIG. 12, the light spot included in the pattern PT is obtained for each of the four classes Cr1, Cr2, Cr3, Cr4 obtained by dividing the reliability range obtained by the evaluation unit 13 shown in FIG. The case where the frequency distribution of reliability is obtained by totaling the reliability is shown. Here, each of the four classes Cr1, Cr2, Cr3, and Cr4 shown in FIG. 12 corresponds to each of the four classes shown in FIGS. 11C and 11D by changing the type of shading. . For example, the class Cr1 shown in FIG. 12 is the class shown in white in FIG. 11 (D), indicating the class including the smallest value, and the class Cr4 shown in FIG. 12 is the most in FIG. 11 (D). It is a class indicated by dark shading and indicates a class including the largest value. Further, the class Cr3 shown in FIG. 12 is a class indicated by the darkest shade after the class Cr4 in FIG. 11D, and indicates a class including the second largest value. And the class Cr2 shown in FIG. 12 is a class shown by the darkest shade next to the class Cr3 in FIG. 11D, and indicates a class including the third largest value.

図12に示した保持部154に、人物QAに対応して保持された特徴ベクトルは、階級Cr1〜Cr4毎に、図11(C)に各光点に対応して示した信頼度を集計することで得られた信頼度の度数分布[0,6,8,2]を含んでいる。また、人物QAに対応する特徴ベクトルは、階級Cd1〜Cd4毎に、図11(A)に示した各光点の位置に基づく測定で得られた距離を集計することで得られた距離の度数分布[2,7,5,2]を含んでいる。   The feature vector held in correspondence with the person QA in the holding unit 154 shown in FIG. 12 aggregates the reliability shown corresponding to each light spot in FIG. 11C for each of the classes Cr1 to Cr4. The frequency distribution [0, 6, 8, 2] of the reliability obtained by this is included. In addition, the feature vector corresponding to the person QA is the frequency of the distance obtained by totaling the distances obtained by the measurement based on the positions of the respective light spots shown in FIG. 11A for each of the classes Cd1 to Cd4. The distribution [2, 7, 5, 2] is included.

また、図12に示した保持部154に、人物QBに対応して保持された特徴ベクトルは、階級Cr1〜Cr4毎に、図11(D)に各光点に対応して示した信頼度を集計することで得られた信頼度の度数分布[4,4,6,2]を含んでいる。また、人物QBに対応する特徴ベクトルは、階級Cd1〜Cd4毎に、図11(B)に示した各光点の位置に基づく測定で得られた距離を集計することで得られた距離の度数分布[3,8,4,1]を含んでいる。   Further, the feature vector held in correspondence with the person QB in the holding unit 154 shown in FIG. 12 has the reliability shown in correspondence with each light spot in FIG. 11D for each of the classes Cr1 to Cr4. The frequency distribution [4, 4, 6, 2] of the reliability obtained by the aggregation is included. Further, the feature vector corresponding to the person QB is the frequency of the distance obtained by totaling the distances obtained by the measurement based on the positions of the respective light spots shown in FIG. 11B for each of the classes Cd1 to Cd4. The distribution [3, 8, 4, 1] is included.

図12に示した人物QA,QBのそれぞれに対応する特徴ベクトルに含まれる距離の度数分布は、人物QA,QBのそれぞれの形状の特徴を示す。一方、図12に示した人物QA,QBのそれぞれに対応する信頼度の度数分布は、例えば、眼鏡のように反射率の高い部分が人物QA,QBの表面に含まれる度合いなどで示される表面の特徴を示す。   The frequency distribution of the distances included in the feature vectors corresponding to each of the persons QA and QB shown in FIG. 12 shows the characteristics of the shapes of the persons QA and QB. On the other hand, the frequency distribution of the reliability corresponding to each of the persons QA and QB shown in FIG. 12 is a surface indicated by, for example, the degree that a highly reflective part such as glasses is included in the surfaces of the persons QA and QB. The characteristics of

図11で説明したように、人間の頭部の形状は互いに類似していることから、図12に人物QAに対応して示した距離の度数分布に含まれる各要素と、人物QBに対応して示した距離の度数分布に含まれる各要素とは互いに近似している。   As described with reference to FIG. 11, since the shapes of the human head are similar to each other, each element included in the frequency distribution of distance shown in FIG. 12 corresponding to the person QA and the person QB correspond to each other. The elements included in the frequency distribution of distances shown in FIG.

一方、図12に人物QAに対応して示した信頼度の度数分布に含まれる階級Cr1の度数と、人物QBに対応して示した信頼度の度数分布に含まれる階級Cr1の度数とは、他の階級の度数に比べて大きく異なっている。したがって、信頼度の度数分布を含む特徴ベクトルを比較すれば、例えば、人物QAと人物QBとの間の形状の類似性にかかわらず、パターンPTが投影された物体TGが人物QAであるか人物QBであるかを判別することが可能である。   On the other hand, the frequency of the class Cr1 included in the frequency distribution of the reliability shown corresponding to the person QA in FIG. 12 and the frequency of the class Cr1 included in the frequency distribution of the reliability shown corresponding to the person QB are: It is very different from the frequency of other classes. Therefore, if feature vectors including the frequency distribution of reliability are compared, for example, whether the object TG on which the pattern PT is projected is the person QA regardless of the similarity in shape between the person QA and the person QB. It is possible to determine whether it is QB.

図10で説明したように、抽出部153は、物体TGの特徴を示す情報として、物体TGに投影された各光点について記録部11に記録された距離の度数分布と、各光点について得られた距離の信頼度の度数分布とを求める。そして、抽出部153は、求めた距離の度数分布と信頼度の度数分布とを含む特徴ベクトルを特定部155に渡す。   As described in FIG. 10, the extraction unit 153 obtains the frequency distribution of the distance recorded in the recording unit 11 for each light spot projected on the object TG and the information about each light spot as information indicating the characteristics of the object TG. The frequency distribution of the reliability of the given distance is obtained. Then, the extraction unit 153 passes the feature vector including the obtained frequency distribution of distance and the frequency distribution of reliability to the specifying unit 155.

特定部155は、例えば、抽出部153から受けた特徴ベクトルと、保持部154に物体の種類毎に保持された特徴ベクトルのそれぞれとを照合する。そして、特定部155は、抽出部153から受けた特徴ベクトルに、他の種類に対応する特徴ベクトルよりも類似する特徴ベクトルを見つけ、見つけた特徴ベクトルに対応する物体の種類を特定する。特定部155は、特徴ベクトルの照合に基づいて特定した物体の種類を、パターンPTが投影された領域内にある物体TGについての認識結果として出力する。   For example, the specifying unit 155 collates the feature vector received from the extraction unit 153 with each of the feature vectors held in the holding unit 154 for each type of object. Then, the specifying unit 155 finds a feature vector similar to the feature vector corresponding to the other type to the feature vector received from the extracting unit 153, and specifies the type of the object corresponding to the found feature vector. The specifying unit 155 outputs the type of the object specified based on the feature vector collation as a recognition result for the object TG in the area where the pattern PT is projected.

以上に説明したように、図10に示した認識部15cは、物体TGに投影された各光点について測定装置MEによって得られた距離の度数分布とともに、各光点について得られた距離の信頼度の度数分布を物体TGの特徴として、物体TGの認識に用いる。これにより、図10に示した認識部15cを有する物体認識装置10cは、例えば、人物QAと人物QBのように形状が類似する物体を、特徴ベクトルに含まれる信頼度の情報に基づいて判別することができる。   As described above, the recognizing unit 15c shown in FIG. 10 has the reliability of the distance obtained for each light spot together with the frequency distribution of the distance obtained by the measuring device ME for each light spot projected on the object TG. A frequency distribution of degrees is used as a feature of the object TG for recognition of the object TG. Thereby, the object recognition apparatus 10c having the recognition unit 15c illustrated in FIG. 10 discriminates objects having similar shapes, such as the person QA and the person QB, based on the reliability information included in the feature vector. be able to.

なお、図10に示した抽出部153により抽出される物体TGの特徴は、信頼度の度数分布に限らず、各光点に対応して得られる信頼度から抽出可能な情報であればよい。例えば、抽出部153は、図1から図4で説明した第1光点が物体TGに投影されたパターンPTにおいてどのように分布しているかを示す情報を、パターンPTが投影された物体TGの特徴の一つとして抽出してもよい。この場合に、例えば、図11(C),(D)に示したような信頼度の分布を示す情報が、複数種類の物体のそれぞれにパターンPTを投影した場合について予め求められ、求められた信頼度の分布を示す情報が、図10に示した保持部154に保持される。なお、複数種類の物体のそれぞれに対応して保持部154に保持される信頼度の分布を示す情報は、例えば、図10に示した物体認識装置10cの記録部11、第1算出部12、評価部13および抽出部153の機能を利用して、予め求めることが可能である。   Note that the feature of the object TG extracted by the extraction unit 153 shown in FIG. 10 is not limited to the frequency distribution of reliability, but may be any information that can be extracted from the reliability obtained corresponding to each light spot. For example, the extraction unit 153 uses information indicating how the first light spots described with reference to FIGS. 1 to 4 are distributed in the pattern PT projected on the object TG as information on the object TG onto which the pattern PT is projected. You may extract as one of the characteristics. In this case, for example, information indicating the distribution of reliability as illustrated in FIGS. 11C and 11D is obtained in advance when the pattern PT is projected onto each of a plurality of types of objects. Information indicating the distribution of reliability is held in the holding unit 154 shown in FIG. Information indicating the distribution of reliability held in the holding unit 154 corresponding to each of a plurality of types of objects includes, for example, the recording unit 11, the first calculation unit 12, and the like of the object recognition device 10c illustrated in FIG. It can be obtained in advance using the functions of the evaluation unit 13 and the extraction unit 153.

以上に説明した本件開示の物体認識装置10は、コンピュータ装置を用いて実現することができる。   The object recognition device 10 of the present disclosure described above can be realized using a computer device.

図13は、図10に示した物体認識装置10cのハードウェア構成例を示す。なお、図13に示した構成要素のうち、図10に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。   FIG. 13 shows a hardware configuration example of the object recognition apparatus 10c shown in FIG. Note that among the constituent elements shown in FIG. 13, the same constituent elements as those shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図13に示したコンピュータ装置COMは、プロセッサ21と、メモリ22と、ストレージ装置23と、汎用インタフェース24と、表示装置25と、光学ドライブ装置26と、ネットワークインタフェース28とを含んでいる。図13に示したプロセッサ21と、メモリ22と、ストレージ装置23と、汎用インタフェース24と、表示装置25と、光学ドライブ装置26と、ネットワークインタフェース28とは、バスを介して互いに接続されている。また、汎用インタフェース24には、図1に示した投影装置PRと同等の機能を有する投影装置PR1と、図1に示した撮像部CAMと同等の機能を有するカメラCAM1とが接続されている。   The computer device COM shown in FIG. 13 includes a processor 21, a memory 22, a storage device 23, a general-purpose interface 24, a display device 25, an optical drive device 26, and a network interface 28. The processor 21, the memory 22, the storage device 23, the general-purpose interface 24, the display device 25, the optical drive device 26, and the network interface 28 shown in FIG. 13 are connected to each other via a bus. Further, the general-purpose interface 24 is connected to a projection device PR1 having a function equivalent to that of the projection device PR shown in FIG. 1 and a camera CAM1 having a function equivalent to the imaging unit CAM shown in FIG.

図13に示したプロセッサ21と、メモリ22と、ストレージ装置23と、汎用インタフェース24とは、物体認識装置10cに含まれる。また、プロセッサ21と、メモリ22と、ストレージ装置23と、汎用インタフェース24と、カメラCAM1とは、測定装置MEに含まれる。   The processor 21, the memory 22, the storage device 23, and the general-purpose interface 24 illustrated in FIG. 13 are included in the object recognition device 10c. The processor 21, the memory 22, the storage device 23, the general-purpose interface 24, and the camera CAM1 are included in the measurement device ME.

図13に示した投影装置PR1は、例えば、人物Q1とベッドBDとを含む所定の領域に、図10及び図11で説明したパターンPTと同様の、複数の光点を含むパターンPT1を投影する。また、図13に示したカメラCAM1は、投影装置PR1によってパターンPT1が投影された領域を例えば所定の時間間隔で撮影し、撮影によって得られた複数枚の画像IMGのそれぞれを、汎用インタフェース24を介してプロセッサ21に渡す。   For example, the projection apparatus PR1 shown in FIG. 13 projects a pattern PT1 including a plurality of light spots on a predetermined region including the person Q1 and the bed BD, similar to the pattern PT described in FIGS. . Further, the camera CAM1 shown in FIG. 13 captures, for example, a region at which the pattern PT1 is projected by the projection device PR1 at a predetermined time interval, and each of a plurality of images IMG obtained by the imaging is displayed on the general-purpose interface 24. To the processor 21.

また、図13に示した光学ドライブ装置26は、光ディスクなどのリムーバブルディスク27を装着可能であり、装着したリムーバブルディスク27に記録された情報の読出および記録を行う。   The optical drive device 26 shown in FIG. 13 can be loaded with a removable disk 27 such as an optical disk, and reads and records information recorded on the mounted removable disk 27.

また、コンピュータ装置CAMは、ネットワークインタフェース28を介して、インターネットなどのネットワークNWに接続されており、ネットワークNWに接続されたサーバ装置SVとの間で情報の授受が可能である。   The computer device CAM is connected to a network NW such as the Internet via the network interface 28, and can exchange information with the server device SV connected to the network NW.

図13に示したメモリ22は、コンピュータ装置COMのオペレーティングシステムとともに、図10〜図12を用いて説明した物体認識処理及び図1で説明した距離の測定処理をプロセッサ21が実行するためのアプリケーションプログラムを格納している。なお、物体認識処理及び距離の測定処理を実行するためのアプリケーションプログラムは、例えば、光ディスクなどのリムーバブルディスク27に記録して頒布することができる。そして、リムーバブルディスク27を光学ドライブ装置26に装着して読み込み処理を行うことにより、プロセッサ21は、読み込んだアプリケーションプログラムを、メモリ22およびストレージ装置23に格納させてもよい。また、物体認識処理及び距離の測定処理を実行するためのアプリケーションプログラムは、ネットワークインタフェース28およびネットワークNWを介して、例えば、サーバ装置SVからダウンロードされてもよい。そして、ダウンロードされたアプリケーションプログラムは、メモリ22およびストレージ装置23に読み込まれることで、プロセッサ21による実行が可能なアプリケーションプログラムとなる。   The memory 22 shown in FIG. 13 is an application program for the processor 21 to execute the object recognition process described with reference to FIGS. 10 to 12 and the distance measurement process described with reference to FIG. 1 together with the operating system of the computer apparatus COM. Is stored. The application program for executing the object recognition process and the distance measurement process can be recorded and distributed on the removable disk 27 such as an optical disk, for example. The processor 21 may store the read application program in the memory 22 and the storage device 23 by attaching the removable disk 27 to the optical drive device 26 and performing read processing. Further, an application program for executing the object recognition process and the distance measurement process may be downloaded from the server device SV, for example, via the network interface 28 and the network NW. The downloaded application program is read into the memory 22 and the storage device 23 to become an application program that can be executed by the processor 21.

プロセッサ21は、メモリ22等に格納された物体認識処理のためのアプリケーションプログラムを実行することにより、図10に示した第1算出部12と、評価部13と、補正部14と、認識部15に含まれる抽出部153及び特定部155の機能を果たす。また、プロセッサ21は、メモリ22等に格納された距離の測定処理のためのアプリケーションプログラムを実行することで、カメラCAM1で撮影された画像IMGに含まれる各光点の位置から、ベッドBDおよび人物Q1に投影された各光点までの距離を求める。即ち、プロセッサ21は、メモリ22等に格納された距離の測定処理のためのアプリケーションプログラムを実行することで、図1に示した画像処理部IMPの機能を果たす。プロセッサ21は、距離の測定処理のためのアプリケーションプログラムを実行することで求めた各光点までの距離を、例えば、メモリ22あるいはストレージ装置23の記憶領域内に設けられた記録部12に記録する。   The processor 21 executes an application program for object recognition processing stored in the memory 22 or the like, whereby the first calculation unit 12, the evaluation unit 13, the correction unit 14, and the recognition unit 15 illustrated in FIG. The functions of the extraction unit 153 and the identification unit 155 included in the above are performed. Further, the processor 21 executes an application program for distance measurement processing stored in the memory 22 or the like, so that the bed BD and the person can be detected from the position of each light spot included in the image IMG photographed by the camera CAM1. The distance to each light spot projected on Q1 is obtained. That is, the processor 21 performs the function of the image processing unit IMP shown in FIG. 1 by executing an application program for distance measurement processing stored in the memory 22 or the like. The processor 21 records the distance to each light spot obtained by executing an application program for distance measurement processing, for example, in the recording unit 12 provided in the storage area of the memory 22 or the storage device 23. .

また、物体認識処理のためのアプリケーションプログラムは、複数種類の物体のそれぞれの特徴を示す情報として、複数種類の物体のそれぞれについて予め求められた特徴ベクトルを含んでいてもよい。この場合に、複数種類の物体のそれぞれについて予め求められた特徴ベクトルは、例えば、ストレージ装置23の記憶領域の一部に格納されている。即ち、図10に示した保持部154は、ストレージ装置23の記憶領域の一部を用いて実現されている。   Further, the application program for object recognition processing may include a feature vector obtained in advance for each of a plurality of types of objects as information indicating the characteristics of each of the plurality of types of objects. In this case, the feature vector obtained in advance for each of the plurality of types of objects is stored in a part of the storage area of the storage device 23, for example. That is, the holding unit 154 illustrated in FIG. 10 is realized using a part of the storage area of the storage device 23.

以上に説明したように、図10に示した物体認識装置10cは、例えば、図13に示したコンピュータ装置COMに含まれるプロセッサ21と、メモリ22と、ストレージ装置23と、汎用インタフェース24との協働によって実現することができる。   As described above, the object recognition device 10c shown in FIG. 10 includes, for example, the cooperation of the processor 21, the memory 22, the storage device 23, and the general-purpose interface 24 included in the computer device COM shown in FIG. It can be realized by working.

図14は、図13に示した物体認識装置10cの動作を示す。図14に示したステップS300〜ステップS304及びステップS311〜ステップS313の各処理は、物体認識処理のためのアプリケーションプログラムに含まれる処理の一例である。また、ステップS300〜ステップS304及びステップS311〜ステップS313の各処理は、図13に示したプロセッサ21によって実行される。なお、図14に示したステップS301〜ステップS304の処理は、図6に示したステップS301〜ステップS304の処理と同等の処理である。   FIG. 14 shows the operation of the object recognition apparatus 10c shown in FIG. Each process of step S300 to step S304 and step S311 to step S313 illustrated in FIG. 14 is an example of a process included in the application program for the object recognition process. In addition, each process of step S300 to step S304 and step S311 to step S313 is executed by the processor 21 shown in FIG. Note that the processing in steps S301 to S304 shown in FIG. 14 is the same as the processing in steps S301 to S304 shown in FIG.

プロセッサ21は、例えば、図13に示したカメラCAM1からn枚の画像IMGを受けるごとに、図14に示したステップS300〜ステップS304及びステップS311〜ステップS313の各処理を実行する。   For example, every time the processor 21 receives n images IMG from the camera CAM1 illustrated in FIG. 13, the processor 21 performs the processes of steps S300 to S304 and steps S311 to S313 illustrated in FIG. 14.

ステップS300において、プロセッサ21は、距離の測定処理のためのアプリケーションプログラムを実行することで、カメラCAM1から受けたn枚の画像IMGのそれぞれに含まれる光点の位置に基づいて、各光点までの距離を測定する。   In step S300, the processor 21 executes an application program for distance measurement processing, and thereby reaches each light spot based on the position of the light spot included in each of the n images IMG received from the camera CAM1. Measure the distance.

ステップS301において、プロセッサ21は、ステップS300の処理により、n枚の画像IMGのそれぞれを用いて測定された距離を、各光点に対応してメモリ22又はストレージ装置23に設けられた記録部11に記録する。   In step S301, the processor 21 calculates the distance measured using each of the n images IMG by the processing in step S300, and the recording unit 11 provided in the memory 22 or the storage device 23 corresponding to each light spot. To record.

ステップS302において、プロセッサ21は、各光点に対応して記録部11に記録されたn個の距離の分散を算出する。   In step S302, the processor 21 calculates a variance of n distances recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot.

ステップS303において、プロセッサ21は、ステップS302の処理で各光点に対応して算出された分散に基づいて、各光点に対応して記録部11に記録された距離の信頼度を評価する。   In step S303, the processor 21 evaluates the reliability of the distance recorded in the recording unit 11 corresponding to each light spot, based on the variance calculated corresponding to each light spot in the process of step S302.

ステップS304において、プロセッサ21は、ステップS303の処理で、所定の第1閾値よりも信頼度が低いとされた第1光点に対応して記録された距離を、第1光点に隣接する他の光点に対応して記録された距離を用いて補正する。   In step S304, the processor 21 sets the distance recorded corresponding to the first light spot whose reliability is lower than the predetermined first threshold in the process of step S303 to the other adjacent to the first light spot. Correction is performed using the distance recorded corresponding to the light spot.

ステップS311において、プロセッサ21は、記録部11に各光点に対応して記録された距離と各光点の画像IMGにおける位置とに基づいて、例えば、パターンPT1に含まれる光点を投影された物体ごとのグループに分ける。例えば、プロセッサ21は、各光点に対応する距離と各光点の画像IMGにおける位置とを用いたクラスタリングにより、パターンPT1に含まれる光点を、人物Q1に投影された光点を含むグループとベッドBDに投影された光点を含むグループとに分類する。   In step S311, the processor 21 projects the light spots included in the pattern PT1, for example, based on the distances recorded in the recording unit 11 corresponding to the light spots and the positions of the light spots in the image IMG. Divide into groups for each object. For example, the processor 21 performs the clustering using the distance corresponding to each light spot and the position of each light spot in the image IMG to change the light spot included in the pattern PT1 to the group including the light spot projected on the person Q1. It classify | categorizes into the group containing the light spot projected on the bed BD.

ステップS312において、プロセッサ21は、ステップS311の処理で得られたグループ毎に、図11、図12で説明した特徴ベクトルを求める。   In step S312, the processor 21 obtains the feature vector described in FIGS. 11 and 12 for each group obtained in the process of step S311.

ステップS312において、プロセッサ21は、ステップS312の処理で光点のグループ毎に求めた特徴ベクトルに他の特徴ベクトルよりも類似した特徴ベクトルに対応付けられた物体の種類を、各グループに対応する物体の種類として特定する。   In step S312, the processor 21 sets the types of objects associated with feature vectors similar to other feature vectors to the feature vectors obtained for each light spot group in the process of step S312 and corresponding to each group. Specified as the type.

ここで、ストレージ装置23に設けられた保持部154には、ベッドBDとともに、人物Q1が様々な姿勢をとっている状態に対応する特徴ベクトルと、互いに異なる種類の物体の特徴を示す特徴ベクトルとして予め保持させておくことが可能である。この場合に、プロセッサ21は、ステップS313の処理で特定した物体の種類に基づいて、人物Q1とベッドBDとの位置関係や、人物Q1の姿勢などを判別することが可能である。   Here, the holding unit 154 provided in the storage device 23 includes, as the bed BD, a feature vector corresponding to the state in which the person Q1 is in various postures, and a feature vector indicating features of different types of objects. It is possible to hold it in advance. In this case, the processor 21 can determine the positional relationship between the person Q1 and the bed BD, the posture of the person Q1, and the like based on the type of object specified in the process of step S313.

即ち、図13に示した物体認識装置10cは、例えば、室内の人物を見守るサービスなどの分野で利用することができる。   That is, the object recognition apparatus 10c shown in FIG. 13 can be used in the field of, for example, a service for watching a person in the room.

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点及び利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で、前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更を容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。   From the above detailed description, features and advantages of the embodiment will become apparent. It is intended that the scope of the claims extend to the features and advantages of the embodiments as described above without departing from the spirit and scope of the right. Any person having ordinary knowledge in the technical field should be able to easily come up with any improvements and changes. Therefore, there is no intention to limit the scope of the inventive embodiments to those described above, and appropriate modifications and equivalents included in the scope disclosed in the embodiments can be used.

10,10a,10b,10c…物体認識装置;11…記録部;12,12a…第1算出部;13,13a,13b…評価部;14…補正部;15,15b,15c…認識部;121…分散算出部;122…平均算出部;123…差分算出部;131…信頼度算出部;132…検出部;133…調整部;151…設定部;152…形状算出部;153…抽出部;154…保持部;155…特定部;21…プロセッサ;22…メモリ;23…ストレージ装置;24…汎用インタフェース;25…表示装置;26…光学ドライブ装置;27…リムーバブルディスク;28…ネットワークインタフェース;PR,PR1…投影装置;ME…測定装置;CAM…撮像部;CAM1…カメラ;IMP…画像処理部;TG…物体;PT,PT1…パターン;QA,QB,Q1…人物;BD…ベッド;COM…コンピュータ装置;NW…ネットワーク;SV…サーバ装置

10, 10a, 10b, 10c ... object recognition device; 11 ... recording unit; 12, 12a ... first calculation unit; 13, 13a, 13b ... evaluation unit; 14 ... correction unit; 15, 15b, 15c ... recognition unit; ... dispersion calculation unit; 122 ... average calculation unit; 123 ... difference calculation unit; 131 ... reliability calculation unit; 132 ... detection unit; 133 ... adjustment unit; 151 ... setting unit; 152 ... shape calculation unit; 154: Holding unit; 155: Specific unit; 21 ... Processor; 22 ... Memory; 23 ... Storage device; 24 ... General-purpose interface; 25 ... Display device: 26 ... Optical drive device; 27 ... Removable disk; , PR1 ... projection device; ME ... measuring device; CAM ... imaging unit; CAM1 ... camera; IMP ... image processing unit; TG ... object; PT, PT1 ... pattern QA, QB, Q1 ... person; BD ... bed; COM ... computer equipment; NW ... network; SV ... server device

Claims (6)

物体を含む領域に投影された複数の光点を含むパターンを時間間隔を置いて撮影した複数の画像のそれぞれから求められた、前記複数の光点のそれぞれまでの距離を前記各光点に対応して記録する記録部と、
前記パターンに含まれる前記光点毎に、前記記録部に記録された複数の距離の分散を算出する第1算出部と、
前記第1算出部で算出された分散に基づいて、前記各光点に対応して記録された距離の信頼度を評価する評価部と、
前記評価部により、信頼度が第1閾値以下であるとされた第1光点に対応して記録された距離を、前記第1光点に隣接する他の光点に対応して記録された距離を用いて補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする物体認識装置。
Corresponding to each light spot is a distance to each of the plurality of light spots obtained from each of a plurality of images obtained by imaging a pattern including a plurality of light spots projected on a region including an object at time intervals. A recording section for recording,
A first calculation unit that calculates a variance of a plurality of distances recorded in the recording unit for each of the light spots included in the pattern;
An evaluation unit that evaluates the reliability of the distance recorded corresponding to each light spot, based on the variance calculated by the first calculation unit;
The distance recorded by the evaluation unit corresponding to the first light spot whose reliability is determined to be equal to or less than the first threshold is recorded corresponding to another light spot adjacent to the first light spot. A correction unit for correcting using the distance;
An object recognition apparatus characterized by comprising:
請求項1に記載の物体認識装置において、
前記第1算出部は、前記各光点に対応して前記記録部に記録された前記距離の平均値と、前記光点に隣接する複数の光点に対応して記録された前記距離の平均値との差分を求める第2算出部を有し、
前記評価部は、
前記第2算出部で得られる差分が第2閾値以上となる第2光点を検出する検出部を有し、
前記検出部によって検出された第2光点に対応して記録された距離の信頼度を、他の光点に対応して記録された距離の信頼度よりも低く評価する
ことを特徴とする物体認識装置。
The object recognition apparatus according to claim 1,
The first calculation unit includes an average value of the distance recorded in the recording unit corresponding to each light spot, and an average of the distance recorded corresponding to a plurality of light spots adjacent to the light spot. A second calculation unit for obtaining a difference from the value;
The evaluation unit is
A detector that detects a second light spot at which a difference obtained by the second calculator is equal to or greater than a second threshold;
An object characterized in that the reliability of the distance recorded corresponding to the second light spot detected by the detection unit is evaluated lower than the reliability of the distance recorded corresponding to the other light spot. Recognition device.
請求項1又は請求項2に記載の物体認識装置において、
前記各光点に対応して前記記録部に記録された距離に基づいて、前記領域に含まれる前記物体の形状を認識する認識部を備え、
前記認識部は、
前記各光点に対応して前記記録部に記録された距離に、前記評価部によって得られた信頼度が低いほど小さい重みを設定する設定部を有し、
前記設定部により設定された重みを用いて、前記各光点に対応して記録された距離から前記物体の形状を求める
ことを特徴とする物体認識装置。
In the object recognition device according to claim 1 or 2,
A recognition unit for recognizing the shape of the object included in the region based on the distance recorded in the recording unit corresponding to each light spot;
The recognition unit
A setting unit that sets a smaller weight to the distance recorded in the recording unit corresponding to each light spot as the reliability obtained by the evaluation unit is lower;
An object recognition apparatus, wherein the shape of the object is obtained from the distance recorded corresponding to each light spot using the weight set by the setting unit.
請求項1又は請求項2に記載の物体認識装置において、
前記各光点に対応して前記記録部に記録された距離に基づいて、前記領域に含まれる前記物体の形状を認識する認識部を備え、
前記認識部は、
前記物体に投影された前記パターンに含まれる前記光点毎に前記評価部で得られる信頼度から前記物体の特徴を抽出する抽出部と、
複数種類の物体のそれぞれの特徴を示す情報として、前記複数種類の物体の各々に投影された前記複数の光点のそれぞれについて予め求められた距離の信頼度を示す情報を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記複数種類の物体のそれぞれの特徴を示す情報の中で、他の種類の物体の特徴よりも前記抽出部で抽出された前記物体の特徴に類似する特徴を持つ種類の物体を、前記領域に含まれる前記物体の種類として特定する特定部とを有する
ことを特徴とする物体認識装置。
In the object recognition device according to claim 1 or 2,
A recognition unit for recognizing the shape of the object included in the region based on the distance recorded in the recording unit corresponding to each light spot;
The recognition unit
An extraction unit that extracts features of the object from the reliability obtained by the evaluation unit for each light spot included in the pattern projected onto the object;
A holding unit that holds information indicating reliability of distances obtained in advance for each of the plurality of light spots projected on each of the plurality of types of objects as information indicating the characteristics of the plurality of types of objects;
Among the information indicating the characteristics of each of the plurality of types of objects held in the holding unit, the type having characteristics similar to the characteristics of the object extracted by the extraction unit than the characteristics of other types of objects An object recognizing apparatus comprising: a specifying unit that specifies the object as a type of the object included in the region.
物体を含む領域に投影された複数の光点を含むパターンを時間間隔を置いて撮影した複数の画像のそれぞれから求められた、前記複数の光点のそれぞれまでの距離を前記各光点に対応して記録し、
前記パターンに含まれる前記光点毎に記録された複数の距離の分散を算出し、
前記算出された分散に基づいて、前記各光点に対応して記録された距離の信頼度を評価し、
前記信頼度が第1閾値以下であるとされた第1光点に対応して記録された距離を、前記第1光点に隣接する他の光点に対応して記録された距離を用いて補正する、
ことを特徴とする物体認識方法。
Corresponding to each light spot is a distance to each of the plurality of light spots obtained from each of a plurality of images obtained by imaging a pattern including a plurality of light spots projected on a region including an object at time intervals. And record
Calculating a variance of a plurality of distances recorded for each of the light spots included in the pattern;
Based on the calculated variance, evaluate the reliability of the recorded distance corresponding to each light spot,
The recorded distance corresponding to the first light spot whose reliability is less than or equal to the first threshold is used as the distance recorded corresponding to the other light spot adjacent to the first light spot. to correct,
An object recognition method characterized by the above.
物体を含む領域に投影された複数の光点を含むパターンを時間間隔を置いて撮影した複数の画像のそれぞれから求められた、前記複数の光点のそれぞれまでの距離を前記各光点に対応して記録し、
前記パターンに含まれる前記光点毎に記録された複数の距離の分散を算出し、
前記算出された分散に基づいて、前記各光点に対応して記録された距離の信頼度を評価し、
前記信頼度が第1閾値以下であるとされた第1光点に対応して記録された距離を、前記第1光点に隣接する他の光点に対応して記録された距離を用いて補正する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする物体認識プログラム。
Corresponding to each light spot is a distance to each of the plurality of light spots obtained from each of a plurality of images obtained by imaging a pattern including a plurality of light spots projected on a region including an object at time intervals. And record
Calculating a variance of a plurality of distances recorded for each of the light spots included in the pattern;
Based on the calculated variance, evaluate the reliability of the recorded distance corresponding to each light spot,
The recorded distance corresponding to the first light spot whose reliability is less than or equal to the first threshold is used as the distance recorded corresponding to the other light spot adjacent to the first light spot. to correct,
An object recognition program that causes a computer to execute processing.
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