模板制作装置及其方法、物体识别处理装置以及存储介质制造方法及图纸

本申请公开一种模板制作装置及其方法、物体识别处理装置以及存储介质，提供一种缩短基于模板匹配的物体识别中使用的模板的制作时间的技术。一种模板制作装置制作被利用于模板匹配的物体识别用的分层模板，所述模板制作装置包括：视点位置制作部，制作多个近似球形状，所述近似球形状各顶点的间隔均等且所述各顶点被设定为各视点位置，在制作的每一个所述近似球形状中，所述各视点位置的间隔不同；以及模板制作部，按每一个所述近似球形状，制作与从所设定的所述各视点位置观察的对象物体对应的多个模板。

【技术实现步骤摘要】
模板制作装置及其方法、物体识别处理装置以及存储介质
本专利技术涉及制作在基于模板匹配的物体识别中使用的模板的技术。
技术介绍
作为从物体识别图像检测对象物体的方法之一，具有模板匹配。模板匹配是指预先准备成为检测对象的物体的模型(模板)，通过评价输入图像与模型之间的图像特征的一致度来检测输入图像所含的物体的二维位置、姿势。基于模板匹配的物体检测被利用于FA(FactoryAutomation：工厂自动化)中的检查、分拣、机器人视觉、监视摄像机等多种领域。特别是，在近来的模板匹配中，从利用了二维计测的对象物体的位置、姿势的检测到利用了三维计测的对象物体的位置、姿势的检测应用的技术正被引起关注。作为利用了三维计测的模板匹配，提出了按照从各种视点观察对象物体的姿势来准备单独的模板、并对这些模板轮流进行匹配的搜索处理方法，但与利用了二维计测的情况相比，必须准备的模板的数量变得非常多，使用了模板的匹配用的处理时间的增大成为问题。作为对这种问题的应对策，已知有基于疏密搜索的模板匹配。疏密搜索是使基于模板匹配的搜索处理高速化的技术之一，准备使分辨率阶段性地不同的图像组(所谓的图像金字塔)，重复进行以低分辨率的图像进行粗略搜索、且基于搜索结果缩小搜索范围并对于缩小的搜索范围以高分辨率的图像进一步进行搜索这一处理，最终将原始的分辨率中的对象物体的位置、姿势检测出(识别物体的位置、姿势；以下，简称为“物体识别”)。这里，图10是表示利用了图像金字塔的疏密搜索的基本概念的图。如图10所示，在疏密搜索中，使用使分辨率阶段性地不同的第1层至第k层(k≥2以上的整数)的k张图像组(图像金字塔)。第1层的分辨率为分辨率最低，按照第2层、…、第k层的顺序提高分辨率。图10是k＝3的例子，第3层对应于原始图像，按照第2层、第1层的顺序降低分辨率。在疏密搜索中，首先对分辨率最低的第1层图像进行基于模板匹配(比较)的搜索处理，检测出第1层中的物体的存在位置(正确候选)(参照图10的第1层图像内所示的检测位置)。接下来，在对第2层的搜索处理中，与第1层中的检测位置对应的第2层图像被设定为搜索范围，并进行针对该搜索范围的搜索处理(参照图10的第2层图像内所示的检测位置)。同样，基于第2层中的检测结果，设定第3层图像中的搜索范围，并进行针对该搜索范围的搜索处理，最终确定第3层(原始图像)内的物体位置(参照图10的第3层图像内所示的检测位置)。如果是通常的模板匹配，需要与较多的模板的匹配，但在疏密搜索中从低分辨率的图像(以下，也称作“低分辨率图像”。)朝向高分辨率的图像(以下，也称作“高分辨率图像”。)阶段性地缩小搜索范围，从而能够减少模板的匹配次数，能够缩短处理时间。近来，为了使基于疏密搜索的模板匹配的处理高速化，提出了如下技术：在制作模板时，按层级(按分辨率)，比较从各种摄像机的位置(视点)观察到的二维投影后的各个图像，基于这些图像的类似度，将看起来相似的视点分组，减少匹配所使用的模板数，从而实现匹配处理的高速化(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：欧洲专利第2048599号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在采用了上述方法的情况下，在看起来相似的视点靠近地集中的位置，能够通过视点的分组来减少的模板的数量变多，能够将使用了模板的匹配处理高速化，另一方面，在看起来相似的视点未靠近地集中的位置，能够通过视点的分组来减少的模板的数量较少，难以将使用了模板的匹配处理高速化。这样，在上述方法中，在看起来相似的视点靠近地集中的场所、以及看起来相似的视点未靠近地集中的场所之间，匹配处理所花的时间产生较大的偏差。另外，在上述方法中，在制作模板时，需要依次辨别是否具有看起来相似的视点，并且，在发现了看起来相似的视点的情况下，必须将它们汇总地分组，模板的制作需要花费较多的时间。本专利技术鉴于以上说明的情况而完成，目的在于提供一种缩短基于模板匹配的物体识别中使用的模板的制作时间的技术。解决技术问题的技术方案本专利技术的一方式的模板制作装置制作被利用于模板匹配的物体识别用的分层模板，模板制作装置包括：视点位置制作部，制作多个近似球形状，近似球形状各顶点的间隔大致均等且各顶点被设定为各视点位置，在制作的每一个近似球形状中，各视点位置的间隔不同；以及模板制作部，按每一个近似球形状，制作与从所设定的各视点位置观察的对象物体对应的多个模板。根据上述构成，利用各顶点的间隔大致均等且各顶点被设定为各视点位置的多个近似球形状来制作模板。这里，设定于近似球形状的顶点的各视点位置的间隔按照每一个近似球形状而不同。关于视点位置的间隔宽的近似球形状(换言之是设定的视点的数量较少的近似球形状)，基于从各视点位置观察的对象物体的二维投影后的图像，制作与各视点对应的低分辨率用的模板。另一方面，关于视点位置的间隔窄的近似球形状(换言之是设定的视点的数量较多的近似球形状)，基于从各视点位置观察的对象物体的二维投影后的图像，制作与各视点对应的高分辨率用的模板。根据这种构成，无需如以往技术那样在制作模板时实施依次辨别是否有看起来相似的视点的处理、将看起来相似的视点汇总分组的处理，与现有技术相比，能够缩短模板的制作时间。本专利技术的其它方式的模板制作方法制作被利用于模板匹配的物体识别用的分层模板，模板制作方法包括：视点位置制作步骤，制作多个近似球形状，近似球形状各顶点的间隔大致均等并且各顶点被设定为各视点位置，在制作的每一个近似球形状中，各视点位置的间隔不同；以及模板制作步骤，按每一个近似球形状，制作与从所设定的各视点位置观察的对象物体对应的多个模板。本专利技术的其它方式的存储介质存储有用于使计算机制作被利用于模板匹配的物体识别用的分层模板的程序，上述程序使计算机执行以下步骤：视点位置制作步骤，制作多个近似球形状，近似球形状各顶点的间隔大致均等并且各顶点被设定为各视点位置，在制作的每一个近似球形状中，各视点位置的间隔不同；以及模板制作步骤，按每一个近似球形状，制作与从所设定的各视点位置观察的对象物体对应的多个模板。根据本专利技术，能够提供一种缩短基于模板匹配的物体识别中使用的模板的制作时间的技术。附图说明图1是表示物体识别装置的整体构成的图。图2是表示物体识别装置的硬件构成的图。图3是表示图像处理装置的构成的图。图4是表示视点位置的制作原理的图。图5是表示近似球形状间的顶点的相关性的图。图6是表示视点位置制作处理的流程图。图7是表示模板制作处理的流程图。图8是表示物体识别处理的流程图。图9A是用于说明使用了现有方法的情况下的模板匹配的处理时间的图。图9B是用于说明使用了本申请方法的情况下的模板匹配的处理时间的图。图10是表示利用了图像金字塔的疏密搜索的基本概念的图。附图标记说明1…物体识别装置；2…对象物体；3…托盘；4…PLC；10…图像处理装置；11…摄像机；12…显示器；13…鼠标；14…存储卡；110…视点位置制作装置；111…视点位置相关参数设定部；112…视点位置制作部；113…最佳视点位置制作部；114…视点位置信息输出部；120…模板制作装置；121…视点位置信息取得部；122…三维CAD数据取得部；123…二维投影图像制作部；124…特征提取部；125…模板制作部；126…本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模板制作装置，制作被利用于模板匹配的物体识别用的分层模板，所述模板制作装置包括：视点位置制作部，制作多个近似球形状，所述近似球形状各顶点的间隔均等且所述各顶点被设定为各视点位置，在制作的每一个所述近似球形状中，所述各视点位置的间隔不同；以及模板制作部，按每一个所述近似球形状，制作与从所设定的所述各视点位置观察的对象物体对应的多个模板。

【技术特征摘要】
2017.06.15 JP 2017-1176151.一种模板制作装置，制作被利用于模板匹配的物体识别用的分层模板，所述模板制作装置包括：视点位置制作部，制作多个近似球形状，所述近似球形状各顶点的间隔均等且所述各顶点被设定为各视点位置，在制作的每一个所述近似球形状中，所述各视点位置的间隔不同；以及模板制作部，按每一个所述近似球形状，制作与从所设定的所述各视点位置观察的对象物体对应的多个模板。2.根据权利要求1所述的模板制作装置，其中，所述各顶点设于对应的所述近似球形状的球面上，在每一个所述近似球形状中，所述各视点位置的间隔不同并且所述视点位置的数量不同，通过将所述各视点位置的间隔窄的所述近似球形状的多个视点与所述各视点位置的间隔宽的所述近似球形状的一个视点建立对应，从而与所述一个视点建立对应的所述多个视点的数量均等。3.根据权利要求1所述的模板制作装置，其中，在将设定于所述间隔宽的所述近似球形状的所述各视点位置设为各主视点，并将设定于所述间隔窄的所述近似球形状的所述各视点位置设为各副视点的情况下，所述模板制作装置还包括最佳视点位置制作部，通过计算与所述各主视点相关联的所述各副视点的数量均等并且与所述各主视点相关联的所述各副视点之间的最大距离为最小的旋转角度，以计算出的所述旋转角度实施使所述各近似球形状旋转的处理，从而计算出与旋转后的所述各视点位置对应的各最佳视点位置，所述模板制作部按每一个所述近似球形状，制作与从所设定的所述各最佳视点位置观察的所述对象物体对应的多个模板...

【专利技术属性】
技术研发人员：小西嘉典，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP