特許ウォッチ

公開番号2025158510
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024061121
出願日2024-04-04
発明の名称情報処理装置、制御装置、情報処理方法、およびプログラム
出願人国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F41H 13/00 20060101AFI20251009BHJP(武器)
要約【課題】飛翔害虫などの標的を高出力レーザーで狙撃するために、より適したキャリブレーションを実現すること。
【解決手段】レーザー照射装置の構成要素であるレーザー走査装置の走査角度を変えつつ、所定の構造物に対して前記レーザー照射装置からレーザーを複数回照射した照射点をカメラで撮像することによって得られた複数の画像を取得する画像取得部と、前記複数の画像に写される前記照射点の座標と、前記レーザー走査装置と前記カメラの位置関係を決定するパラメータ群によって規定されるレーザー直線との間の距離を誤差として算出する誤差算出部と、前記誤差を最小化するように前記パラメータ群を最適化するパラメータ群最適化部と、を備える、情報処理装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
レーザー照射装置の構成要素であるレーザー走査装置の走査角度を変えつつ、所定の構造物に対して前記レーザー照射装置からレーザーを複数回照射した照射点をカメラで撮像することによって得られた複数の画像を取得する画像取得部と、
前記複数の画像に写される前記照射点の座標と、前記レーザー走査装置と前記カメラの位置関係を決定するパラメータ群によって規定されるレーザー直線との間の距離を誤差として算出する誤差算出部と、
前記誤差を最小化するように前記パラメータ群を最適化するパラメータ群最適化部と、を備える、
情報処理装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記パラメータ群最適化部は、前記パラメータ群に含まれるパラメータを変化させることによって前記レーザー直線を変化させ、前記照射点の座標に近づけることによって前記パラメータ群を最適化する、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記カメラは３Ｄカメラであり、
前記３Ｄカメラの１種であるステレオカメラを使用した場合、前記照射点の座標は、前記複数の画像に含まれる可視画像と視差画像から算出される３次元座標である、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記パラメータ群は、前記カメラを基準とするカメラ座標系から前記レーザー走査装置を基準とするレーザー走査装置座標系への平行移動量、前記カメラ座標系から前記レーザー走査装置座標系への回転移動量、前記レーザー照射装置によって照射されるレーザー直線上の任意の一点、前記レーザー走査装置に反射される前の前記レーザー直線の向き、および前記レーザー走査装置の走査角度の指令値と実際の角度のずれの少なくとも一つを含む、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の情報処理装置によって最適化されたパラメータ群に基づいて、前記レーザー照射装置を制御する制御装置であって、
標的をカメラで撮像することによって得られた画像を取得する画像取得部と、
前記画像に写される標的の座標と、前記パラメータ群および前記レーザー走査装置の走査角度によって規定されるレーザー直線との間の距離が最小化される前記走査角度を決定する走査角度決定部と、
決定された前記走査角度を前記レーザー照射装置に指令値として与えてレーザーを照射させるレーザー照射制御部と、を備える、
制御装置。
【請求項６】
コンピュータが、
レーザー照射装置の構成要素であるレーザー走査装置の走査角度を変えつつ、所定の構造物に対して前記レーザー照射装置からレーザーを複数回照射した照射点をカメラで撮像することによって得られた複数の画像を取得し、
前記複数の画像に写される前記照射点の座標と、前記レーザー走査装置と前記カメラの位置関係を決定するパラメータ群によって規定されるレーザー直線との間の距離を誤差として算出し、
前記誤差を最小化するように前記パラメータ群を最適化する、
情報処理方法。
【請求項７】
コンピュータに、
レーザー照射装置の構成要素であるレーザー走査装置の走査角度を変えつつ、所定の構造物に対して前記レーザー照射装置からレーザーを複数回照射した照射点をカメラで撮像することによって得られた複数の画像を取得させ、
前記複数の画像に写される前記照射点の座標と、前記レーザー走査装置と前記カメラの位置関係を決定するパラメータ群によって規定されるレーザー直線との間の距離を誤差として算出させ、
前記誤差を最小化するように前記パラメータ群を最適化させる、
プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、制御装置、情報処理方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、飛翔害虫を高出力レーザーで狙撃する技術が知られている。飛翔害虫を高出力レーザーで狙撃するためには、飛翔害虫の３次元位置を計測するステレオカメラの座標系と、レーザービームの角度を制御するガルバノミラーの座標系との位置関係を事前に特定（キャリブレーション）することが必要である。
【０００３】
これに関連して、特許文献１には、コンベアの回転速度に比例した振幅のアナログ信号をキャリブレーションし、レーザーの照射対象となるワークの相対位置を求める技術が記載されている。特許文献２には、対象面を撮像するカメラと、当該対象面にレーザー光をスキャンするガルバノスキャナとのキャリブレーションテーブルを作成する技術が記載されている。しかしながら、上記の従来技術は、いずれも平面にレーザーの照射するものであり、またカメラとガルバノミラーとの位置関係を特定するものではない。すなわち、これら従来技術は、３次元位置を動く飛翔害虫を高出力レーザーで狙撃するために適したキャリブレーションを実現するものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平８－３２３４８６号公報
特開２００８－２６４７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、飛翔害虫などの標的を高出力レーザーで狙撃するために、より適したキャリブレーションを実現することができる情報処理装置、制御装置、情報処理方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様である情報処理装置は、レーザー照射装置の構成要素であるレーザー走査装置の走査角度を変えつつ、所定の構造物に対して前記レーザー照射装置からレーザーを複数回照射した照射点をカメラで撮像することによって得られた複数の画像を取得する画像取得部と、前記複数の画像に写される前記照射点の座標と、前記レーザー走査装置と前記カメラの位置関係を決定するパラメータ群によって規定されるレーザー直線との間の距離を誤差として算出する誤差算出部と、前記誤差を最小化するように前記パラメータ群を最適化するパラメータ群最適化部と、を備えるものである。
【０００７】
前記パラメータ群最適化部は、前記パラメータ群に含まれるパラメータを変化させることによって前記レーザー直線を変化させ、前記照射点の座標に近づけることによって前記パラメータ群を最適化してもよい。
【０００８】
前記カメラは３Ｄカメラであり、前記３Ｄカメラの１種であるステレオカメラを使用した場合、前記照射点の座標は、前記複数の画像に含まれる可視画像と視差画像から算出される３次元座標であってもよい。
【０００９】
前記パラメータ群は、前記カメラを基準とするカメラ座標系から前記レーザー走査装置を基準とするレーザー走査装置座標系への平行移動量、前記カメラ座標系から前記レーザー走査装置座標系への回転移動量、前記レーザー照射装置によって照射されるレーザー直線上の任意の一点、前記レーザー走査装置に反射される前の前記レーザー直線の向き、および前記レーザー走査装置の走査角度の指令値と実際の角度のずれの少なくとも一つを含んでもよい。
【００１０】
本発明の別の態様である制御装置は、上記情報処理装置によって最適化されたパラメータ群に基づいて、前記レーザー照射装置を制御する制御装置であって、標的をカメラで撮像することによって得られた画像を取得する画像取得部と、前記画像に写される標的の座標と、前記パラメータ群および前記レーザー走査装置の走査角度によって規定されるレーザー直線との間の距離が最小化される前記走査角度を決定する走査角度決定部と、決定された前記走査角度を前記レーザー照射装置に指令値として与えてレーザーを照射させるレーザー照射制御部と、を備えるものである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許