标记器和使用了标记器的姿势推定方法技术

本发明专利技术目的在于提供能够维持平面性并在大角度范围内唯一地推定姿势的标记器、使用了本标记器的姿势推定方法。为了实现本目的提供标记器(1)，具备：AR标记器(2)；及绕AR标记器(2)所成的二维平面上的X轴的姿势检测图案(Fx)，根据AR标记器(2)的观测方向而发出不同的光。而且提供使用了标记器的姿势推定方法，标记器具备二维图案码和绕二维图案码所成的二维平面上的第一轴的第一姿势检测图案，根据二维图案码的观测方向而发出不同的光，方法包括：使用上述标记器的拍摄图像来确定上述光的颜色或者上述光描绘的花纹的第一步骤；根据在第一步骤中确定的上述颜色或上述花纹来判定上述标记器的绕第一轴的姿势的第二步骤；及根据在第二步骤中判定的绕第一轴的姿势与构成上述拍摄图像的要素的位置关系来决定上述标记器的姿势的第三步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】标记器和使用了标记器的姿势推定方法
本专利技术涉及用于推定姿势的标记器、使用了本标记器的姿势推定方法。
技术介绍
设计出通过利用单眼相机进行拍摄而能够计测三维空间内的位置或姿势的俯视图案，通常称为平面视觉标记器。这样的平面视觉标记器在增强现实(AugmentedReality：AR)或机器人学的领域等中粘贴于物体来使用，根据平面视觉标记器的轮廓形状的表观上的变形而通过射影转换的原理来推定上述姿势。然而，根据条件的不同而平面视觉标记器M的向图像上的投影相比图13A所示的透视投影而更接近图13B所示的正投影，产生无法唯一推定该平面视觉标记器相对于相机而具有图14所示的平面视觉标记器M1、M2的哪个姿势这样的姿势的不定性的问题。因此，到目前为止，本申请专利技术者提出了具备4个莫尔条纹(干涉条纹)图案的平面视觉标记器(参照专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：国际公开WO/2016/024555号公报
技术实现思路
专利技术的概要专利技术要解决的问题然而，以浅的角度观察平面视觉标记器时，即后述的视线角度大时，绕某坐标轴的视线角度无论是正还是负，表观的图案都一致或者无法进行图案的判别，因此存在无法唯一地推定该物体的姿势的问题。本专利技术为了解决上述那样的问题而作出，目的在于提供能够维持平面性并在大角度范围内能够唯一地推定姿势的标记器、使用了本标记器的姿势推定方法。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术提供一种标记器，其具备：二维图案码；及第一姿势检测图案，其绕二维图案码所成的二维平面上的第一轴，根据二维图案码的观测方向而发出不同的光。另外，为了解决上述问题，本专利技术提供一种使用了标记器的姿势推定方法，该标记器具备二维图案码和第一姿势检测图案，该第一姿势检测图案在二维图案码所成的二维平面上的第一轴周围，根据二维图案码的观测方向而发出不同的光，所述使用了标记器的姿势推定方法包括：使用标记器的拍摄图像来确定上述光的颜色或者上述光描绘的花纹的第一步骤；根据在第一步骤中确定的颜色或花纹，来判定标记器的绕上述第一轴的姿势的第二步骤；及根据在第二步骤中判定的绕上述第一轴的姿势与构成拍摄图像的要素的位置关系，来决定标记器的姿势的第三步骤。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种维持平面性并能够在大角度范围内唯一地推定姿势的标记器、使用了本标记器的姿势推定方法。附图说明图1是用于说明视线及视线角度的定义的图。图2是用于说明姿势反转的定义的图。图3是表示本专利技术的实施方式1的平面视觉标记器1的结构的俯视图。图4是表示图3所示的姿势检测图案Fy的结构的立体图。图5是用于说明图4所示的姿势检测图案Fy的另一结构的图，分别地，图5(a)是表示将图4所示的姿势检测图案Fy沿着该图的X轴剖切时的剖面结构的剖视图，图5(b)是表示在姿势检测图案Fy的一连串的侧面3a上描绘的文字“A”的图，图5(c)是表示在姿势检测图案Fy的一连串的侧面3b上描绘的文字“B”的图。图6是表示将图4所示的并列设置的多个三棱柱3沿X轴剖切时的剖面结构的剖视图。图7A是用于说明图3及图4所示的姿势检测图案Fy的功能的图，是表示姿势检测图案Fy的从视线角度为正的方向观察时的观察样式的示意图。图7B是用于说明图3及图4所示的姿势检测图案Fy的功能的图，是表示姿势检测图案Fy的从视线角度为负的方向观察时的观察样式的示意图。图8是表示使用了图3所示的平面视觉标记器1的姿势推定方法的流程图。图9是表示图4所示的姿势检测图案Fy的结构的另一例的立体图。图10是表示能够同时检测绕正交的两轴的姿势反转的姿势检测图案F的结构的俯视图。图11A是用于说明图10所示的姿势检测图案F的制作方法的一例的第一图，是表示姿势检测图案Fy的结构的立体图。图11B是用于说明图10所示的姿势检测图案F的制作方法的一例的第二图，是图11A所示的姿势检测图案Fy的从上方观察时的俯视图。图11C是用于说明图10所示的姿势检测图案F的制作方法的一例的第三图，是表示将图11B所示的姿势检测图案Fy沿着相交的两条虚线剖切而得到的姿势检测图案Fy3的结构的俯视图。图12是表示本专利技术的实施方式2的平面视觉标记器10的结构的俯视图。图13A是用于说明平面视觉标记器的姿势的不定性的问题的第一图，是表示平面视觉标记器M的向图像上的透视投影的图。图13B是用于说明平面视觉标记器的姿势的不定性的问题的第一图，是表示平面视觉标记器M的向图像上的正投影的图。图14是用于说明平面视觉标记器的姿势的不定性的问题的第二图。具体实施方式以下，参照附图，详细说明本专利技术的实施方式。需要说明的是，图中相同附图标记表示相同或相当部分。首先，参照图1及图2，来说明用语的定义。需要说明的是，以下，以绕X轴的现象为例进行说明，但是绕任意的轴的现象当然也可以同样定义。将图1所示的连结观测视点VP与作为对象物体B的中心的原点0的线L称为视线。而且，如图1所示，将包含成为对象物体B中的XY平面上的垂线的Z轴和与Z轴正交的X轴在内的平面设为平面P1、将包含表示视线的线L和X轴在内的平面设为平面P2时，将平面P1与平面P2所成的角SA称为绕X轴的视线角度。因此，如图2所示，观测视点VP的Y坐标为正时，绕X轴的视线角度的符号成为正(+)，观测视点VP的Y坐标为负时，绕X轴的视线角度的符号成为负(-)。此时，将上述视线角度的符号成为正负颠倒的情况称为绕X轴的姿势反转。[实施方式1]图3是表示本专利技术的实施方式1的平面视觉标记器1的结构的俯视图。如图3所示，平面视觉标记器1具备：包含二维图案码的矩形的AR标记器2；在与AR标记器2相同的平面上，与AR标记器2的相邻的两条边分别平行地配置的平面矩形形状的姿势检测图案Fx、Fy。在此，姿势检测图案Fx、Fy具有即使从浅的角度观察平面视觉标记器1的情况下，通过外表即外观也能够检测平面视觉标记器1的姿势反转的图案(FDP：FlipDetectionPattern)，姿势检测图案Fx检测图3所示的绕X轴的姿势反转，姿势检测图案Fy检测图3所示的绕Y轴的姿势反转。并且，为了实现本功能，如图3所示，姿势检测图案Fx、Fy在AR标记器2的附近，以在与AR标记器2相同的平面上相互正交的方式，即分别与X轴或Y轴正交的方式配置。需要说明的是，在图3中，姿势检测图案Fx可以配置于AR标记器2的左侧(XY平面上的第二及第三象限)，姿势检测图案Fy可以配置于AR标记器2的下侧(XY平面上的第三及第四象限)。因此，AR标记器2周边的姿势检测图案Fx、Fy的布局成为合计4种。图4是表示图3所示的姿势检测图案Fy的结构的立体图。需要说明的是，图3所示的姿势检测图案Fx也具有与图4所示的姿势检测图案Fy同样的结构，因此以下的关于姿势检测图案Fy的说明也可以适用于姿势检测图案Fx。如图4所示，姿势检测图案Fy由多个三棱柱3、4构成，该多个三棱柱3、4的对应的侧面位于同一平面即XY平面上并且中心轴都与Y轴平行地沿X轴方向并列设置。需要说明的是，图4所示的姿势检测图案Fy具有并列设置有合计8个的三棱柱3、4的结构，但是并列设置的三棱柱3、4的个数并不局限于8个，只要为1个以上即可，可以为任意的个数。在此，各个三棱柱3、4的3个侧面中的未处于XY平面上的2个相邻的侧面被涂成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种标记器，其特征在于，具备：二维图案码；及第一姿势检测图案，其绕所述二维图案码所成的二维平面上的第一轴，根据所述二维图案码的观测方向而发出不同的光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.13 JP 2016-1785901.一种标记器，其特征在于，具备：二维图案码；及第一姿势检测图案，其绕所述二维图案码所成的二维平面上的第一轴，根据所述二维图案码的观测方向而发出不同的光。2.根据权利要求1所述的标记器，其特征在于，所述标记器还具备第二姿势检测图案，该第二姿势检测图案绕在所述二维平面上与所述第一轴正交的第二轴，根据所述二维图案码的观测方向而发出不同的光。3.根据权利要求2所述的标记器，其特征在于，所述第一姿势检测图案向通过包含相对于所述二维平面的垂线和所述第一轴在内的平面进行分割而得到的两个空间发出相互不同的光，并且所述第二姿势检测图案向通过包含相对于所述二维平面的垂线和所述第二轴在内的平面进行分割而得到的两个空间发出相互不同的光。4.根据权利要求3所述的标记器，其特征在于，所述第一姿势检测图案及第二姿势检测图案分别由至少一个三棱柱构成，该三棱柱的发出所述不同的光的相邻的两个侧面被配色成不同的颜色或者带有不同的花纹，构成所述第一姿势检测图案的所述三棱柱的中心轴以与所述第一轴平行的方式配设，构成所述第二姿势检测图案的所述三棱柱的中心轴以与所述第二轴平行的方式配设。5.根据权利要求4所述的标记器，其特征在于，所述第一姿势检测图案及第二姿势检测图案分别由多个所述三棱柱构成，该多个所述三棱柱，对应的侧面都位于同一平面上且中心轴相互平行地并列设置。6.根据权利要求2所述的标记器，其特征在于，所述二维图案码呈矩形，所述第一姿势检测图案相对于构成所述矩形的第一边平行地配设，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中秀幸，
申请(专利权)人：国立研究开发法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP