JP5585826B2 - 対象体認識方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象体を計測または撮像することで得た対象体の形状データに基づいて、仮想座標空間において対象体が占める対象体領域を生成する対象体認識方法と装置に関する。

従来において、対象体を認識するために、計測点から対象体上の各被計測点までの距離を計測することにより、または、対象体を撮像することにより、対象体の形状のデータ（形状データ）を取得する。この形状データに基づいて、２次元または３次元の仮想座標空間において、対象体が占める対象体領域を生成する。このようにして、対象体の形状を仮想座標空間において表現する。

なお、本願の先行技術文献として、下記の特許文献１がある。特許文献１では、認識対象物の三次元形状データに基づいて、認識対象物の各分割領域の特徴量を求め、特徴量に基づいて分割領域に隣接する他の分割領域との結合度を計算し、結合度が統合しきい値以下である場合に分割領域を他の分割領域に統合させている。

特開２００６−１８５１３２号公報

しかし、３次元の仮想座標空間において、上述のように生成された対象体領域の外周部分に不明瞭な形状部分が生じる場合がある。不明瞭な形状部分の例を、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す。

図１（Ａ）のように、本来は１つである対象体に対して、２つの対象体領域が生成されてしまう場合がある。例えば、対象体とは本来関係ない物体が、対象体の近辺に存在することがあり、このような物体に対して、別の対象体領域が生成されてしまう。また、対象体の背景に、凹凸が存在することがあり、このような凹凸の凸部分に対して、別の対象体領域が生成されてしまう。さらに、レーザ距離計を用いて、対象体の形状のデータを取得する場合に、レーザの反射強度が強すぎることで、このような強度でレーザを反射している部分に対して、別の対象体領域が生成されてしまう。

図１（Ｂ）のように、部分的に重なっている２つの対象体に対し、それぞれ、対象体領域が生成されているが、これら対象体領域が互いに結合されている。そのため、これら対象体領域の境界が認識できなかったり、これら対象体領域を別々の領域として認識できない場合がある。

また、図１（Ｂ）のように、隣接する２つの対象体の間における狭い空間において、本来はないはずの小さな領域が別の対象体領域として生成されてしまう場合がある。例えば、前記狭い空間において、対象体の側面が、別の対象体領域として生成されてしまったり、背景の不連続部分（途切れ部分）の存在により、別の対象体領域として生成されてしまう場合がある。

そこで、本発明の目的は、対象体の形状データに基づいて、仮想座標空間において対象体が占める対象体領域を生成する場合に、対象体領域の外周部に不明瞭な形状部分が発生する可能性を低くすることができる対象体認識方法と装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によると、対象体の形状を仮想座標空間において表現する対象体認識方法であって、
計測点から対象体上の各被計測点までの距離を計測することにより、または、対象体を撮像することにより、対象体の形状データを取得する形状データ取得ステップと、
前記形状データに基づいて、仮想座標空間において対象体が占める対象体領域を生成する領域生成ステップと、
生成した対象体領域に対し修正処理を行う領域修正ステップと、を有し、
前記修正処理は、縮小処理および拡大処理の少なくとも一方を含み、
対象体領域の外周部分または内周部分を処理対象領域とし、
（Ａ）前記縮小処理は、対象体領域の一部である処理対象領域を対象体領域から削除する処理であり、
（Ｂ）前記拡大処理は、対象体領域以外の領域であるとともに該対象体領域に隣接する処理対象領域を対象体領域に統合する処理である、ことを特徴とする対象体認識方法が提供される。

本発明の好ましい実施形態によると、処理対象領域は、対象体領域の外周部分であり、前記領域修正ステップにおいて、前記縮小処理を行った結果、対象体領域が、複数の対象体領域に分割される場合には、仮想座標空間において、当該複数の対象体領域を、互いに別の対象体領域として設定する。

本発明の好ましい実施形態によると、前記領域修正ステップにおいて、前記縮小処理を行った結果、対象体領域が消滅する場合には、仮想座標空間において、当該対象体領域を削除する。

好ましくは、前記領域修正ステップにおいて、前記縮小処理を行った後、前記拡大処理を行う。

本発明の他の実施形態によると、前記対象体領域の内部には、当該対象体領域以外の他の領域が含まれており、処理対象領域は、当該他の領域に含まれ前記対象体領域に囲まれる前記内周部分であり、前記修正処理は、前記内周部分を対象体領域に統合する拡大処理である。

また、上記目的を達成するため、本発明によると、対象体の形状を仮想座標空間において表現する対象体認識装置であって、
計測点から対象体上の各被計測点までの距離を計測することにより、または、対象体を撮像することにより、対象体の形状データを取得する形状データ取得手段と、
前記形状データに基づいて、仮想座標空間において対象体が占める対象体領域を生成する領域生成手段と、
生成した対象体領域に対し修正処理を行う領域修正手段と、を有し、
前記修正処理は、縮小処理および拡大処理の少なくとも一方を含み、
対象体領域の外周部分または内周部分を処理対象領域とし、
（Ａ）前記縮小処理は、対象体領域の一部である処理対象領域を対象体領域から削除する処理であり、
（Ｂ）前記拡大処理は、対象体領域以外の領域であるとともに該対象体領域に隣接する処理対象領域を対象体領域に統合する処理である、ことを特徴とする対象体認識装置が提供される。

上述した本発明によると、仮想座標空間において生成した対象体領域について、（Ａ）対象体領域内に含まれる領域外周部分を対象体領域から削除する縮小処理、および、（Ｂ）対象体領域外に位置するとともに該対象体領域に隣接する領域外周部分を対象体領域に統合する拡大処理の少なくとも一方を行うので、上述の領域外周部分が不明瞭な形状部分である場合には、当該不明瞭な形状部分が、対象体領域から削除され、または、対象体領域に統合される。これにより、対象体領域の外周部分において、不明瞭な形状部分が発生することを抑制できる。

従来技術の問題を説明する図である。 本発明の実施形態による対象体認識装置の機能ブロック図である。 本発明の実施形態による対象体認識方法のフローチャートである。 （Ａ）は、図２のＩＶＡ−ＩＶＡ矢視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の２つの対象体に対して生成された複数の対象体領域を示す。 縮小処理を示すフローチャートである。 三角メッシュ数の計測を説明する図である。 （Ａ）は、図４（Ｂ）に示す各対象体領域に対し縮小処理を行った結果を示し、（Ｂ）は、（Ａ）に示す各対象体領域に対し拡大処理を行った結果を示す。 領域番号付与処理を示すフローチャートである。 拡大処理を示すフローチャートである。 図７（Ａ）の各対象体領域に対し、拡大処理を２回だけ行った結果を示す。 本発明の他の実施形態を説明するための図である。

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図２は、本発明の実施形態による対象体認識装置１０の機能ブロック部である。対象体認識装置１０は、対象体１の形状を仮想座標空間において表現する装置であり、後述のステップＳ１を行う形状データ取得手段３と、後述のステップＳ２を行う領域生成手段５と、後述のステップＳ３を行う領域修正手段７とを備える。形状データ取得手段３は、計測点から対象体１上の各被計測点までの距離を計測することにより、または、対象体１を撮像することにより、対象体１の形状データを取得する。領域生成手段５は、形状データに基づいて、仮想座標空間において対象体１が占める対象体領域を生成する。領域修正手段７は、生成した対象体領域に対し修正処理を行う。領域修正手段７は、後述の縮小処理を行う縮小処理手段７ａと、後述の領域番号付与処理を行う領域番号付与手段７ｂと、後述の拡大処理を行う拡大処理手段７ｃとを有する。

領域生成手段５と、領域修正手段７とは、コンピュータのＣＰＵ（中央処理装置）と数値計算プログラムとにより構成されてよい。なお、各数値計算プログラムは、領域生成手段５、および領域修正手段７により実行可能となるように、適宜の記憶手段に記憶されていてよい。

図３は、対象体認識方法のフローチャートである。図３のように、対象体認識方法は、形状データ取得ステップＳ１と、領域生成ステップＳ２と、領域修正ステップＳ３とを有する。

（形状データ取得ステップ）
形状データ取得ステップＳ１において、対象体１の形状データを取得する。この形状データは、例えば、レーザ距離計やカメラなどの形状データ取得手段３により取得してよい。
形状データ取得手段３がレーザ距離計である場合には、計測点からのレーザ光の射出とその反射レーザの受光とにより、当該計測点から対象体１上の各被計測点までの距離をレーザ計測する。これら距離のデータを上述の形状データとして取得する。形状データ取得手段３がレーザ距離計である場合には、上述の仮想座標空間は、２次元または３次元の座標空間であるのがよい。
形状データ取得手段３がカメラである場合には、対象体１を撮像することで、画像データに含まれる対象体１の部分を上述の形状データとして取得する。カメラは、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラであってよい。形状データ取得手段３がカメラである場合には、上述の仮想座標空間は、２次元の座標空間であるのがよい。

図４（Ａ）は、図２のＩＶＡ−ＩＶＡ矢視図であり、対象体１の一例を示す。図４（Ａ）の例では、対象体１は、ロボットハンドにより把持されて搬送される物（ここでは袋体）である。また、図４（Ａ）の例では、２つの対象体１が部分的に重なっている。

（領域生成ステップ）
領域生成ステップＳ２において、領域生成手段５が、対象体１の前記形状データに基づいて、仮想座標空間において対象体１が占める対象体領域を生成する。この対象体領域は、メッシュ（例えば、三角メッシュ）や格子を用いた仮想座標空間内で表現されてよい。図４（Ｂ）は、この領域生成ステップＳ２により、図４（Ａ）の２つの対象体１に対して生成された複数の対象体領域を示す。すなわち、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のように見える角度から２つの対象体１に対し、上述のようにレーザ計測して得た形状データに基づいて生成した対象体領域を示す。なお、図４（Ｂ）は、二次元の仮想座標空間において生成された対象体領域の場合を示す。

なお、対象体領域は、二次元の仮想座標空間において表現されてもよいし、三次元の仮想座標空間において表現されてもよい。三次元の仮想座標空間において表現する場合には、対象体１の三次元の形状が認識できる形状データを形状データ取得ステップＳ１において取得しておく。例えば、対象体１から見て、（より好ましくは複数の方向から）対象体１を、上述のようにレーザ計測することで、三次元の形状が認識できる形状データを取得してもよい。

領域生成ステップＳ２において、複数の対象体領域が生成される場合には、図４（Ｂ）のように、対象体領域を互いに識別するために、各対象体領域には、互いに異なる領域番号が付与される。なお、図４（Ｂ）（および図６、図７、図１０）において、白丸は、三角メッシュの頂点である。

各対象体領域は、次の特定方法１〜３のいずれかにより特定（表現）されてよい。
・特定方法１
各対象体領域は、１つの上記頂点、または２つ以上の上記頂点の集まりにより表現される。この場合、これら頂点（頂点の座標）の集合に基づいて、対象体を認識することができる。
・特定方法２
対象体領域に含まれる上記頂点のうち、該対象体領域の最も外側に位置する各頂点を特定し、これら頂点を通過するように１周して閉じる曲線を、該対象体領域の境界とする。この境界内の領域を該対象体領域とする。
・特定方法３
特定方法２で使用した前記境界を、該境界内の対象体領域の外側へ設定距離だけ拡大（移動）した新たな境界を特定する。この新たな境界内の領域を対象体領域とする。図６などでは、この特定方法３で対象体領域（斜線が施された領域）を表現している。

図４（Ｂ）の例では、三角メッシュの各頂点は、レーザ計測による対象体１上の被計測点に相当する。また、この例では、領域生成ステップＳ２において、各対象体領域について、該対象体領域内における三角メッシュの各頂点には、該対象体領域の領域番号が付与される。

領域修正ステップＳ３において、領域修正手段７が、生成された対象体領域に対し修正処理を行う。修正処理は、縮小処理および拡大処理の少なくとも一方（本実施形態では両方）を含む。また、本実施形態では、縮小処理を行った後、拡大処理を行う。本実施形態において、対象体領域の外周部分を処理対象領域（以下、領域外周部分という）とする。
（Ａ）縮小処理は、この処理の対象となる対象体領域内に含まれる領域外周部分を該対象体領域から削除する処理である。
（Ｂ）拡大処理は、この処理の対象となる対象体領域の外に位置するとともに該対象体領域に隣接する領域外周部分を該対象体領域に統合する処理である。
上述の特定方法１を使用して対象体領域を特定する場合には、領域外周部分は、前記対象体領域の外周全体にわたって存在する上記各頂点である。上述の特定方法２または３を使用して対象体領域を特定する場合には、領域外周部分は、この特定に使用する境界の近傍領域である。この場合、境界の近傍領域は、前記対象体領域の外周全体にわたって延びていてよい。

縮小処理を行った結果、対象体領域が、複数の対象体領域に分割される場合には、仮想座標空間において、当該複数の対象体領域を、互いに別の対象体領域として設定する。
一方、縮小処理を行った結果、対象体領域が消滅する場合には、仮想座標空間において、当該対象体領域を削除する。

本実施形態では、領域修正ステップＳ３は、図３に示すように、上述の縮小処理を行うステップＳ３１と、領域番号を新たに付与するステップＳ３２と、上述の拡大処理を行うステップＳ３３とを有する。以下、縮小処理（ステップＳ３１）、領域番号付与処理（ステップＳ３２）、および、拡大処理（ステップＳ３３）を詳しく説明する。

（縮小処理）
縮小処理を行うステップＳ３１では、対象体領域内において最も外側部分にある（領域外周部分に相当する）頂点をすべて削除することで、対象体領域を縮小してよい。

図５は、縮小処理を示すフローチャートである。縮小処理を行うステップＳ３１は、図５のようにステップＳ３１１〜Ｓ３１８を有する。ステップＳ３１１〜Ｓ３１８を、各対象体領域毎に行う。

ステップＳ３１１では、縮小処理の対象となる１つの対象体領域内から、頂点（三角メッシュまたは格子の頂点）を１つ選択する。ここで選択した頂点を頂点ｉとする。
ステップＳ３１２では、頂点ｉに隣接する頂点であって、かつ、頂点ｉと同じ対象体領域に属する各頂点を特定する。ここで特定した各頂点を頂点ｊとする。
ステップＳ３１３では、各頂点ｊについて、当該頂点ｊと頂点ｉとが属する三角メッシュの数を計測する。この計測対象の三角メッシュは、頂点ｉ，ｊを含む対象体領域に属する三角メッシュに限られる。例えば、図６（Ａ）の場合には、頂点ｉ，ｊが属する三角メッシュ（図の網掛け部分）の数は、１つであり、図６（Ｂ）の場合には、頂点ｉ，ｊが属する三角メッシュ（図の網掛け部分）の数は、２つである。
ステップＳ３１４では、計測した三角メッシュの数が１個となる頂点ｊと頂点ｉの組み合わせが存在するかを判断する。この判断が、ＹＥＳとなる場合にはステップＳ３１５へ進み、ＮＯとなる場合には、ステップＳ３１６へ進む。
ステップＳ３１５では、頂点ｉを削除候補として特定して、ステップＳ３１７へ進む。
ステップＳ３１６では、頂点ｉを、対象体領域内の頂点としてそのまま維持し、ステップＳ３１７へ進む。
ステップＳ３１７では、ステップＳ３１１において、現在、縮小処理の対象としている対象体領域内にあるすべての頂点を選択したかどうかを判断する。ステップＳ３１７の判断がＹＥＳとなる場合には、ステップＳ３１８へ進む。ステップＳ３１７の判断がＮＯとなる場合には、ステップＳ３１１に進み、ステップＳ３１１でまだ選択していない頂点を１つ選択し、上述のように各ステップを繰り返す。
ステップＳ３１８では、ステップＳ３１５において削除候補として特定したすべての頂点を、現在、縮小処理の対象としている対象体領域に含まれないものとして、当該すべての頂点を当該対象体領域外の頂点とする。これにより、対象体領域を縮小する。なお、削除候補の各頂点は、対象体領域の領域外周部分に相当する頂点である。

このような縮小処理を、ステップＳ２で生成された図４（Ｂ）に示す各対象体領域に対し行うことで、各対象体領域は、図７（Ａ）のようになる。ここで、図４（Ｂ）における領域番号２〜４の対象体領域は、縮小処理により、その内部に存在する頂点が無くなるので、消滅すべきものとみなし、図７（Ａ）のように仮想座標空間において削除される。
また、図４（Ｂ）の場合には、２つの対象体１が、領域番号１の１つの対象体領域として生成されていたが、縮小処理により、図７（Ａ）のように２つの対象体領域に分割される。

上述の縮小処理を、各対象体領域に対し、１回だけ行ってもよいし、２回以上行ってもよい。図７（Ａ）は、図４（Ｂ）の各対象体領域に対し、上述の縮小処理を１回だけ行った結果を示す。縮小処理の回数は、１回の縮小処理により縮小する量や、要求される対象体の認識精度などに応じて決定されてよい。

縮小処理を行うことにより、図７（Ａ）のように、対象体領域を分割することができる。

（領域番号付与処理）
図７（Ｂ）のように、縮小処理により、対象体領域が、消滅し、または、分割された場合には、縮小処理後に存在する各対象体領域を互いに識別するために、各対象体領域に領域番号を付与し直す領域番号付与処理を行う。すなわち、領域番号付与処理では、縮小処理後の複数の対象体領域に、領域番号を付与し直す。図７（Ａ）では、領域番号付与処理により、新たな領域番号１、２が、分割された２つの対象体領域に付与されている。
なお、縮小処理により、対象体領域の消滅および分割が起こらなかった場合には、領域番号付与処理を省略してよい。すなわち、ステップＳ３１の次に、ステップＳ３３を行う。

図８は、領域番号付与処理を示すフローチャートである。このような領域番号付与処理を行うステップＳ３２は、図８のようにステップＳ３２１〜Ｓ３２６を有する。

ステップＳ３２１では、上述の縮小処理後において、仮想座標空間内に存在する複数の対象体領域の中から、１つの対象体領域を選択する。なお、２回目以降のステップＳ３２１では、まだ選択していない対象体領域を選択する。
ステップＳ３２２では、付与する領域番号ｎを定める。なお、１回目のステップＳ３２１では、ｎ＝１とし、以後、ステップＳ３２１を通過する度に、ｎの値を１つ増加させていく。
ステップＳ３２３では、ステップＳ３２１で選択した対象体領域内におけるまだ選択していない頂点を１つ選択する。
ステップＳ３２４では、ステップＳ３２３で選択した頂点に領域番号ｎを付与する。
ステップＳ３２５では、ステップＳ３２１で選択した対象体領域内にあるすべての頂点に対して、ステップＳ３２４において領域番号ｎを付与したかどうかを判断する。この判断が、ＹＥＳである場合にはステップＳ３２６へ進み、ＮＯである場合には、ステップＳ３２３へ戻る。
ステップＳ３２６では、すべての対象体領域がステップＳ３２１で選択されたかを判断する。この判断が、ＹＥＳである場合には領域番号付与処理を終了し、ＮＯである場合には、ステップＳ３２１へ戻る。

なお、領域番号付与処理において、対象体領域外の頂点には、領域番号が付与されないことになる。

（拡大処理）
拡大処理では、対象体領域内において最も外周側にある頂点に隣接するとともに、この対象体領域の外部にある頂点（領域外周部分に相当する頂点）を、この対象体領域に含めることで、対象体領域を拡大してよい。

図９は、拡大処理を示すフローチャートである。拡大処理を行うステップＳ３３は、図９のようにステップＳ３３１〜Ｓ３３８によりなされてよい。なお、図９の例では、上述のレーザ計測による対象体１上の被計測点に相当する三角メッシュの各頂点だけが、拡大処理の対象となる。

ステップＳ３３１では、仮想座標空間内に存在する１つまたは複数の対象体領域の中から、拡大処理を施す対象体領域を１つ選択する。この例では、まだ拡大処理が施されていない対象体領域の中から領域番号が一番小さいものを選択する。
ステップＳ３３２では、ステップＳ３３１で選択した対象体領域内から、頂点（三角メッシュまたは格子の頂点）を１つ選択する。ここで選択した頂点を頂点ｉとする。
ステップＳ３３３では、頂点ｉに隣接する各頂点を特定する。ここで特定した各頂点を頂点ｊとする。
ステップＳ３３４では、各頂点ｊの中に、領域番号が付与されていないものがあるかを判断する。この判断が、ＹＥＳである場合にはステップＳ３３５へ進み、ＮＯである場合には、ステップＳ３３６へ進む。
ステップＳ３３５では、領域番号が付与されていない各頂点ｊに、ステップＳ３３１で選択した対象体領域の領域番号を付与して、ステップＳ３３６へ進む。
ステップＳ３３６では、ステップＳ３３１で選択した対象体領域内にあるすべての頂点が、ステップＳ３３２において選択されたかどうかを判断する。この判断が、ＹＥＳである場合にはステップＳ３３７へ進み、ＮＯである場合には、ステップＳ３３２へ戻る。
ステップＳ３３７では、ステップＳ３３５で領域番号を付与した各頂点ｊを、ステップＳ３３１で選択した対象体領域に統合させることで、当該対象体領域を拡大する。ステップＳ３３７を終えたら、ステップＳ３３８へ進む。
ステップＳ３３８では、すべての対象体領域がステップＳ３３１で選択されたかを判断する。この判断が、ＹＥＳである場合には拡大処理を終了し、ＮＯである場合には、ステップＳ３３１へ戻る。

上述の拡大処理を、１回だけ行ってもよいし、２回以上行ってもよい。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の各対象体領域に対し、上述の拡大処理を１回だけ行った結果を示す。図１０は、図７（Ａ）の各対象体領域に対し、上述の拡大処理を２回だけ行った結果を示す。拡大処理の回数は、１回の拡大処理により拡大する量や、要求される対象体の認識精度などに応じて決定されてよい。

拡大処理を行うことにより、縮小処理で生じた（複数の対象体領域間の）隙間を埋めることができ、また、縮小処理で小さくなった対象体領域を大きくすることができる。

本発明の実施形態による対象体認識方法で得られた対象体領域に基づいて、対象体１を認識することができる。この認識は、対象体１の位置、姿勢、形状または面積などの認識であってよい。
対象体１が、ロボットハンドにより把持されて搬送される搬送物（例えば、製造物の部品）である場合には、搬送物の前記認識（位置や姿勢の認識）に基づいて、制御装置が搬送ロボットを制御することで、対象体１が、搬送ロボットにより、把持されて所定位置まで搬送されてよい。
対象体１が、人である場合には、コンピュータが、人の顔の前記認識（形状の認識）に基づいて、形状データ取得ステップにおけるレーザ計測または撮像の範囲内に、人が何人いるかを判断してよい。この場合、形状データ取得ステップにおけるレーザ計測または撮像の範囲（場所）は、人を載せる交通機関（例えば、電車）の駅の改札や電車の線路の踏切であってもよいし、建物の出入口であってもよい。このようなレーザ計測または撮像の範囲に人が何人いるかを判断することで、人の混み具合を知ることができる、
対象体１が、電気メッキの処理対象（例えば、くぎ、ナット、ボルト、産業機械や自動車の部品など）である場合には、処理対象の面積の前記認識に基づいて、表面積を算出し、算出した表面積に基づいて、電気メッキを行う時間を定めることができる。
ＣＡＤデータに基づいて製品（例えば、プレス加工品）を製造した場合に、当該製品が対象体１であってもよい。この場合、当該製品の形状の前記認識に基づいて、当該製品の形状がそのＣＡＤデータに一致しているかを判定することができる。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の各内容を、単独で、または任意に組み合わせて採用してよい。その場合、他の点は上述と同じであってよい。

上述の三角メッシュの各頂点は、レーザ計測による対象体１上の被計測点に相当してもよいし、レーザ計測による被計測点に相当しなくてもよい。

上述では、縮小処理または拡大処理による対象体領域の縮小または拡大は、メッシュの頂点に基づいて行われたが、設定量（具体的な寸法）だけ、当該縮小または拡大を行ってもよい。例えば、上述の特定方法２、３の境界を用いる場合において、領域外周部分は、対象体領域の外側から内側へ向かう方向に、当該設定量だけ幅を有する。従って、縮小処理では、対象体領域内に含まれる当該幅の領域外周部分が、対象体領域から削除され、拡大処理では、対象体領域外に位置する当該幅の領域外周部分が対象体領域に統合される。

上述では、縮小処理と拡大処理を行ったが、拡大処理を行わなくてもよい。

上述の縮小処理を行わなくてもよい。この場合、縮小処理の代わりに、寸法が設定寸法より小さい対象体領域を削除する処理を行い、その後、上述のように、領域番号付与処理および拡大処理を行ってよい。ここで、寸法としては、上述の特定方法１を用いる場合には、対象体領域に含まれる上記頂点の数であってよく、上述の特定方法２または３を用いる場合には、対象体領域の面積または体積であってよい。

処理対象領域は、上述では対象体領域の外周部分であったが、対象体領域の内周部分であってもよい。この内周部分Ｙ（例えば、図１１の網掛け部分）は、図１１のように、不正領域Ｘに含まれる。不正領域Ｘは、対象体領域Ｒ（図１１の斜線部分）の内部に位置する対象体領域Ｒ以外の領域である。また、内周部分Ｙは、対象体領域Ｒに囲まれる部分である。
上述の領域生成ステップＳ２で生成された対象体領域Ｒが、不正領域Ｘを有している場合に、上述の領域修正手段７は、上述の領域修正ステップＳ３（修正処理）を行う前に、または、上述の領域修正ステップＳ３の代わりに、次の修正処理を行う。
領域修正手段７は、不正領域Ｘを対象体領域に統合する拡大処理を行う。すなわち、領域修正手段７は、内周部分Ｙ（予め設定した寸法を有する領域）を対象体領域Ｒに統合する拡大処理を行う。当該拡大処理は、当該不正領域Ｘの全てが対象体領域Ｒに統合されるまで繰り返して行われる。これにより、不正領域Ｘを無くすことができる。
なお、上述の不正領域は、表面に凹凸がある対象体１の凹部または凸部により発生し得る。当該凹部または凸部が領域生成ステップＳ２において不正領域として生成されてしまう場合がある。

１ 対象体、３ 形状データ取得手段、５ 領域生成手段、
７ 領域修正手段、７ａ 縮小処理手段、７ｂ 領域番号付与手段、
７ｃ 拡大処理手段、１０ 対象体認識装置

Claims (6)

1. 対象体の形状を仮想座標空間において表現する対象体認識方法であって、
   計測点から対象体上の各被計測点までの距離を計測することにより、または、対象体を撮像することにより、対象体の形状データを取得する形状データ取得ステップと、
   前記形状データに基づいて、三角メッシュを用いた仮想座標空間において対象体が占める対象体領域を生成する領域生成ステップと、
   生成した対象体領域に対し修正処理を行う領域修正ステップと、を有し、
   前記修正処理は、縮小処理を含み、
   対象体領域の外周部分または内周部分を処理対象領域とし、
   （Ａ）前記縮小処理は、対象体領域の一部である処理対象領域を対象体領域から削除する処理であり、
   前記縮小処理では、
   （Ａ−１）対象体領域における三角メッシュの頂点ｉを１つ選択し、
   （Ａ−２）頂点ｉに隣接する頂点であって、かつ、頂点ｉと同じ対象体領域に属する各頂点ｊを特定し、
   （Ａ−３）各頂点ｊについて、当該頂点ｊと頂点ｉとが属する三角メッシュの数を計測し、
   対象体領域内のすべての頂点ｉについて前記（Ａ−１）と前記（Ａ−２）と前記（Ａ−３）を行い、前記（Ａ−３）で計測した数が１つとなるすべての頂点ｉを、対象体領域に含まれないものとして、当該すべての頂点ｉを当該対象体領域外の頂点とする、ことを特徴とする対象体認識方法。
2. 処理対象領域は、対象体領域の外周部分であり、
   前記領域修正ステップにおいて、前記縮小処理を行った結果、対象体領域が、複数の対象体領域に分割される場合には、仮想座標空間において、当該複数の対象体領域を、互いに別の対象体領域として設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の対象体認識方法。
3. 前記領域修正ステップにおいて、前記縮小処理を行った結果、対象体領域が消滅する場合には、仮想座標空間において、当該対象体領域を削除する、ことを特徴とする請求項２に記載の対象体認識方法。
4. 前記領域修正ステップにおいて、前記縮小処理を行った後、拡大処理を行い、
   前記拡大処理は、対象体領域以外の領域であるとともに該対象体領域に隣接する処理対象領域を対象体領域に統合する処理である、ことを特徴とする請求項２または３に記載の対象体認識方法。
5. 前記対象体領域の内部には、当該対象体領域以外の他の領域が含まれており、処理対象領域は、当該他の領域に含まれ前記対象体領域に囲まれる前記内周部分であり、
   前記修正処理は、前記内周部分を対象体領域に統合する拡大処理を含み、
   前記拡大処理は、対象体領域以外の領域であるとともに該対象体領域に隣接する処理対象領域を対象体領域に統合する処理である、ことを特徴とする請求項１に記載の対象体認識方法。
6. 対象体の形状を仮想座標空間において表現する対象体認識装置であって、
   計測点から対象体上の各被計測点までの距離を計測することにより、または、対象体を撮像することにより、対象体の形状データを取得する形状データ取得手段と、
   前記形状データに基づいて、三角メッシュを用いた仮想座標空間において対象体が占める対象体領域を生成する領域生成手段と、
   生成した対象体領域に対し修正処理を行う領域修正手段と、を有し、
   前記修正処理は、縮小処理を含み、
   対象体領域の外周部分または内周部分を処理対象領域とし、
   （Ａ）前記縮小処理は、対象体領域の一部である処理対象領域を対象体領域から削除する処理であり、
   前記縮小処理では、
   （Ａ−１）対象体領域における三角メッシュの頂点ｉを１つ選択し、
   （Ａ−２）頂点ｉに隣接する頂点であって、かつ、頂点ｉと同じ対象体領域に属する各頂点ｊを特定し、
   （Ａ−３）各頂点ｊについて、当該頂点ｊと頂点ｉとが属する三角メッシュの数を計測し、
   対象体領域内のすべての頂点ｉについて前記（Ａ−１）と前記（Ａ−２）と前記（Ａ−３）を行い、前記（Ａ−３）で計測した数が１つとなるすべての頂点ｉを、対象体領域に含まれないものとして、当該すべての頂点ｉを当該対象体領域外の頂点とする、ことを特徴とする対象体認識装置。