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公開番号2024128867
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-24
出願番号2023038131
出願日2023-03-10
発明の名称3次元点群位置合わせ装置、方法、及びプログラム
出願人オムロン株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類G06T 1/00 20060101AFI20240913BHJP(計算;計数)
要約【課題】複数の3次元点群データ同士の位置合わせの精度を向上させる。
【解決手段】取得部32が、周辺環境の各点の3次元位置を検出する複数のカメラの各々によるセンシング結果である複数の3次元点群データを取得し、受付部34が、複数の3次元点群データの各々を示す3次元画像の各々を画面に表示すると共に、3次元画像の各々において、複数の3次元点群データ間の位置合わせの基準となる領域の指定を受け付け、調整部が、複数の3次元点群データの各々の領域に対応する部分3次元点群データ同士の位置合わせを行う。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
周辺環境の各点の３次元位置を検出する複数のセンサの各々によるセンシング結果である複数の３次元点群データを取得する取得部と、
前記複数の３次元点群データの各々を示す３次元画像の各々を画面に表示すると共に、前記３次元画像の各々において、前記複数の３次元点群データ間の位置合わせの基準となる領域の指定を受け付ける受付部と、
前記複数の３次元点群データの各々の前記領域に対応する部分３次元点群データ同士の位置合わせを行う調整部と、
を含む３次元点群位置合わせ装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記受付部は、位置と、３次元の各方向のサイズとをそれぞれ変更可能な３次元枠を前記画面に表示し、前記３次元枠に対する変更操作を受け付けることにより、前記領域の指定を受け付ける請求項１に記載の３次元点群位置合わせ装置。
【請求項３】
前記受付部は、前記３次元画像の各々及び前記３次元枠を、拡大、縮小、及び回転可能に前記画面に表示する請求項２に記載の３次元点群位置合わせ装置。
【請求項４】
３次元点群データに含まれる物体の領域を抽出するように訓練された機械学習モデルにより抽出される領域を、前記基準となる物体を示す領域の候補として提示する提示部を含み、
前記受付部は、前記候補に対応付けて前記画面に表示された前記３次元枠に対する変更操作を受け付ける
請求項２に記載の３次元点群位置合わせ装置。
【請求項５】
前記調整部は、前記部分３次元点群データ同士の同次変換行列を算出する請求項１に記載の３次元点群位置合わせ装置。
【請求項６】
前記調整部による位置合わせ結果に基づいて、前記複数の３次元点群データを統合する統合部を含む請求項１に記載の３次元点群位置合わせ装置。
【請求項７】
前記調整部は、ノイズ除去後の前記部分３次元点群データ同士の位置合わせを行う請求項１に記載の３次元点群位置合わせ装置。
【請求項８】
前記調整部による位置合わせ済みの複数のセンサに、新たなセンサを追加する場合、
前記受付部は、前記複数のセンサのいずれか１つについての前記３次元画像と、前記新たなセンサについての３次元画像とに対する前記領域の指定を受け付け、
前記調整部は、前記複数のセンサのいずれか１つについての３次元点群データと、前記新たなセンサについての３次元点群データとの前記領域に対応する部分３次元点群データ同士の位置合わせを行う
請求項１に記載の３次元点群位置合わせ装置。
【請求項９】
取得部と、受付部と、調整部とを含む３次元点群位置合わせ装置が実行する３次元点群位置合わせ方法であって、
前記取得部が、周辺環境の各点の３次元位置を検出する複数のセンサの各々によるセンシング結果である複数の３次元点群データを取得し、
前記受付部が、前記複数の３次元点群データの各々を示す３次元画像の各々を画面に表示すると共に、前記３次元画像の各々において、前記複数の３次元点群データ間の位置合わせの基準となる領域の指定を受け付け、
前記調整部が、前記複数の３次元点群データの各々の前記領域に対応する部分３次元点群データ同士の位置合わせを行う
３次元点群位置合わせ方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
周辺環境の各点の３次元位置を検出する複数のセンサの各々によるセンシング結果である複数の３次元点群データを取得する取得部、
前記複数の３次元点群データの各々を示す３次元画像の各々を画面に表示すると共に、前記３次元画像の各々において、前記複数の３次元点群データ間の位置合わせの基準となる領域の指定を受け付ける受付部、及び、
前記複数の３次元点群データの各々の前記領域に対応する部分３次元点群データ同士の位置合わせを行う調整部
として機能させるための３次元点群位置合わせプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元点群位置合わせ装置、３次元点群位置合わせ方法、及び３次元点群位置合わせプログラムに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の複数のセンサによるセンシング結果の位置合わせを行う技術が提案されている。例えば、クラスタ毎に、共通視野を利用して設定したクラスタ座標系における各カメラの位置及び姿勢を求め、クラスタ毎に複数のカメラの画像からローカル座標系での物体位置を算出するカメラシステムが提案されている。このシステムは、各共通カメラの位置及び姿勢について隣接クラスタ間にて所定の誤差を持たせることによりクラスタ座標系の相互の配置関係を調整した統合座標系を設定し、クラスタ座標系での物体位置を統合座標系に変換する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－９３７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ある環境を複数のセンサでセンシングした複数の３次元点群データ同士の位置合わせを行う場合、一般的には、各３次元点群データ内から特徴点を抽出し、３次元点群データ間で特徴点の対応付けを行う。しかし、環境内に、机、ディスプレイ等、同一の物体が複数存在する場合、特徴点の対応付けに誤りが生じ、位置合わせが失敗する場合がある。特に工場では同じ製品を大量に生産する関係上、同一の物体が複数存在する環境になることが多い。
【０００５】
本発明は、複数の３次元点群データ同士の位置合わせの精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る３次元点群位置合わせ装置は、周辺環境の各点の３次元位置を検出する複数のセンサの各々によるセンシング結果である複数の３次元点群データを取得する取得部と、前記複数の３次元点群データの各々を示す３次元画像の各々を画面に表示すると共に、前記３次元画像の各々において、前記複数の３次元点群データ間の位置合わせの基準となる領域の指定を受け付ける受付部と、前記複数の３次元点群データの各々の前記領域に対応する部分３次元点群データ同士の位置合わせを行う調整部と、を含んで構成される。
【０００７】
また、前記受付部は、位置と、３次元の各方向のサイズとをそれぞれ変更可能な３次元枠を前記画面に表示し、前記３次元枠に対する変更操作を受け付けることにより、前記領域の指定を受け付けてもよい。
【０００８】
また、前記受付部は、前記３次元画像の各々及び前記３次元枠を、拡大、縮小、及び回転可能に前記画面に表示してもよい。
【０００９】
また、本発明に係る３次元点群位置合わせ装置は、３次元点群データに含まれる物体の領域を抽出するように訓練された機械学習モデルにより抽出される領域を、前記基準となる物体を示す領域の候補として提示する提示部を含み、前記受付部は、前記候補に対応付けて前記画面に表示された前記３次元枠に対する変更操作を受け付けてもよい。
【００１０】
また、前記調整部は、前記部分３次元点群データ同士の同次変換行列を算出してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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