撮像装置、撮像条件設定方法、プログラム
【課題】誤った識別結果が得られた場合であっても、正しい識別結果が得られる撮像条件を高速に設定できる撮像条件設定方法を提供すること。
【解決手段】対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、画像を用いて対象物を識別する対象物識別工程Ｓ１−１と、対象物を識別可能な撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程Ｓ１−３と、対象物が同一であると識別される撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２と、撮像条件を変更する規程である撮像条件設定規程を識別可能範囲と同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４と、撮像条件設定規程生成工程において生成された撮像条件設定規程を用いて対象物の識別が可能な撮像条件を設定する撮像条件設定工程Ｓ２−４を備える。
【解決手段】対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、画像を用いて対象物を識別する対象物識別工程Ｓ１−１と、対象物を識別可能な撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程Ｓ１−３と、対象物が同一であると識別される撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２と、撮像条件を変更する規程である撮像条件設定規程を識別可能範囲と同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４と、撮像条件設定規程生成工程において生成された撮像条件設定規程を用いて対象物の識別が可能な撮像条件を設定する撮像条件設定工程Ｓ２−４を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置と撮像条件設定方法とプログラムに関するものである。特に、対象物の位置や姿勢や種類などの識別を、当該対象物が撮像された画像データを用いて行う撮像装置と、この撮像装置による対象物の撮像に好適な撮像条件設定方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場などで行われる組立等の作業をロボットに行わせる需要が高まっている。位置や姿勢や種類などが一定でない作業対象物をロボットで扱う場合には、作業対象物の位置や姿勢や種類などを計測する手段が必要である。そして、作業対象物の位置や姿勢や種類などを計測する手段としては、視覚センサが広く用いられている。
【０００３】
高度な組立等の作業をロボットに行わせるためには、作業対象物などを視覚センサにより識別する必要がある。古くから、作業対象物のＣＡＤデータなどといった形状情報と、視覚センサなどにより得られる２次元もしくは３次元情報とを照合して、部品の種別および位置・姿勢を識別する研究がなされてきた。また、識別手法のひとつとして、撮像手段によって得られる作業対象物の画像から抽出される特徴量をコンピュータに学習させて、入力された画像のなかに映る作業対象物の種別を識別する研究も活発になされてきた。
【０００４】
従来一般には、対象物の識別を行う方法として、パッシブビジョンに基づく識別が用いられている。パッシブビジョンに基づく識別は、固定されたカメラから得られる入力画像を用いて対象物の識別が行われる。このような構成では、類似する外観の作業対象物が存在すると、識別が困難になるという問題を有している。そこで、単一の画像から得られる情報が十分ではない場合には、能動的にカメラを制御して、複数の視点から作業対象物を撮像して情報を得る方法がある。能動的にカメラを制御して複数の視点から作業対象物を得る方法の例として、入力画像と行動後に得られる画像との相互エントロピーが最大となるような行動を選択する方法がある（非特許文献１参照）。
【０００５】
非特許文献1に記載される方法では、すべての撮像条件について結果がオンラインでシミュレートされて相互エントロピーが求められる。このため計算量が大きく、新しい撮像条件を設定するための計算に多くの時間がかかる。また、計算時に取り得る内部状態のパターンの数が膨大であるため、事前に計算してキャッシュしておくことも困難である。このように、特許文献１に記載の方法では、撮像条件を高速で設定することが困難である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Joachim Denzler, Christopher M. Brown “Information Theoretic Sensor Data Selection for Active Object Recognition and State Estimation”, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol.24, Issue 2 (Feb, 2002), pp. 145-157.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、撮像条件を高速に設定できる撮像条件設定方法を提供することである。特に、誤った識別結果が得られた場合であっても、正しい識別結果が得られる撮像条件を高速に設定できる（換言すると、撮像条件を高速で変更できる）撮像装置、この撮像装置に適用される撮像条件設定方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の撮像装置は、対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置であって、前記対象物を撮像する撮像部と、前記撮像部により複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別部と、前記対象物識別部により前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成部と、前記識別可能範囲生成部により前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成部と、前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成部と、前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定部とを含むことを特徴とする。
また、本発明の撮像条件設定方法は、対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成工程と、前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラムであって、複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とが重なる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、誤った識別結果が得られたとしても、生成された撮像条件設定規程に従って撮像条件を変更することで、正しい識別結果が得られる撮像条件を設定することができる。さらに、撮像条件設定規程は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別の結果をインデックスとしたデータであるから、高速な参照が可能である。このため、撮像条件を高速に変更しながら対象物の識別を実施することが可能になる。このように、本発明は、誤った識別結果が得られた場合であっても、正しい識別結果が得られる撮像条件を高速に設定できる（換言すると、撮像条件を高速で変更できる）。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態の撮像装置の全体構成を示したブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを示したフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態の撮像装置の具体的な構成を模式的に示した図である。
【図４】図４は、ある一つの識別結果Ａを模式的に示した図である。
【図５】図５は、識別可能範囲生成工程を模式的に示した図である。
【図６】図６は、撮像条件設定規程を生成する工程を模式的に示した図である。
【図７】図７は、対象物の識別方法の処理フローを示したフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第二実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを示したフローチャートである。
【図９】図９は、二つの互いに異なる同一識別結果範囲を示す図である。
【図１０】図１０は、識別可能範囲を示した図である。
【図１１】図１１は、撮像条件設定規程生成工程を模式的に示した図である。
【図１２】図１２は、二度目以降の識別可能範囲生成工程を示した図である。
【図１３】図１３は、第三の撮像装置の具体的な構成を示す図である。
【図１４】図１４は、ある一つの識別結果Ａを示した図である。
【図１５】図１５は、識別可能範囲生成工程を模式的に示した図である。
【図１６】図１６は、ある一つの識別結果Ａについての撮像条件設定規程を生成する工程を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第一実施形態＞
まず、図面を参照して本発明の第一実施形態を詳細に説明する。本発明の第一実施形態は、互いに異なる複数の方向から見た外観が類似することがある対象物の識別に好適な形態である。図１は、本発明の第一実施形態の撮像装置または第一実施形態の撮像システム１ａ（以下、「第一の撮像装置」１ａと称する）の全体構成を示したブロック図である。
【００１２】
図１に示すように、第一の撮像装置１ａは、対象物を撮像して画像データを生成することができる撮像部１１と、さまざまな計算を行うことができる計算部１２とを含む。計算部１２は、撮像条件設定部１２１と、複数対象物識別部１２２と、同一識別結果範囲生成部１２３と、所定の生成部と、所定の保持部とを有する。所定の生成部には、識別可能範囲生成部１２４と、撮像条件設定規程生成部１２５とが含まれる。所定の保持部には、画像データ保持部１２６と、識別結果保持部１２７と、識別可能範囲保持部１２９と、同一識別結果範囲保持部１２８と、撮像条件設定規程保持部１３０とが含まれる。計算部１２に含まれる各部１２１〜１３０は、コンピュータ（ハードウェア）およびこのコンピュータ上で動作するプログラム（ソフトウェア）として具現化される。
【００１３】
計算部１２に含まれる各部１２１〜１３０の概要は、次のとおりである。撮像条件設定部１２１は、撮像部１１に対して様々な撮像条件を設定する。複数対象物識別部１２２は、複数の対象物のそれぞれの位置や姿勢や種類などが、あらかじめ学習しておいた複数種類の位置や姿勢や種類などのいずれに該当するかを識別する。同一識別結果範囲生成部１２３は、複数対象物識別部１２２により対象物の位置や姿勢や種類などが同一であると識別された撮像条件の範囲を生成する。この撮像条件の範囲が、撮像部１１の撮像条件の同一撮像条件範囲である。識別可能範囲生成部１２４は、複数対象物識別部１２２により対象物の位置や姿勢や種類などを識別可能な撮像部１１の撮像条件範囲を生成する。撮像条件設定規程生成部１２５は、撮像条件設定部１２１が撮像部１１に設定する撮像条件を変更する際に用いられる撮像条件設定規程を生成する。画像データ保持部１２６は、撮像部１１により生成された画像データを保持する。識別結果保持部１２７は、複数対象物識別部１２２による識別結果を保持する。識別可能範囲保持部１２９は、識別可能範囲生成部１２４により生成された識別可能範囲を保持する。同一識別結果範囲保持部１２８は、同一識別結果範囲生成部１２３により生成された同一識別結果範囲を保持する。撮像条件設定規程保持部１３０は、撮像条件設定規程生成部１２５により生成された撮像条件設定規程を保持する。
【００１４】
本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを、図２を参照して説明する。本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローは、第一の撮像装置１ａに適用される。図２は、本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを示したフローチャートである。図２に示すように、本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムは、複数対象物識別工程Ｓ１−１と、同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２と、識別可能範囲生成工程Ｓ１−３と、撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４とを含む。
【００１５】
複数対象物識別工程Ｓ１−１においては、複数対象物識別部１２２が撮像条件設定部１２１に所定の命令を送る。撮像条件設定部１２１は撮像部１１に制御信号を送る。撮像部１１は、撮像条件設定部１２１からの制御信号を用いて、複数の対象物のそれぞれを撮像して画像データを生成する。撮像部１１により生成された画像データは、画像データ保持部１２６に送信されて保持される。
【００１６】
複数対象物識別部１２２は、画像データ保持部１２６に保持された画像データを用いて、複数の対象物のそれぞれの位置や姿勢や種類などの識別を行う。複数の対象物のそれぞれの位置や姿勢や種類などの識別の方法は特に限定されないが、たとえば、次のような方法が適用できる。まず、あらかじめ、撮像部１１が、162個の頂点を有する測地ドームの各頂点から対象物を撮像し、162枚の画像データを生成する。生成された162枚の画像データは、テンプレート画像データとして保持される。そして、複数対象物識別部１２２は、テンプレートマッチングにより、撮像部１１が対象物を撮像して生成した画像データと162枚のテンプレート画像データとの類似度を求める。複数対象物識別部１２２は、もっとも類似するテンプレート画像データを用いて、対象物の位置や姿勢や種類などの識別を行う。なお、対象物の位置や姿勢や種類などの識別方法は、前記方法に限定されるものではなく、その他の方法であってもよい。要は、対象物の位置や姿勢や種類などを識別することができる方法であればよい。そして、識別結果は、識別結果保持部１２７に保持される。
【００１７】
同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２においては、同一識別結果範囲生成部１２３が、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて、同一識別結果範囲を生成する。同一識別結果範囲は、対象物の位置や姿勢やなどが同一であると識別される撮像部１１の撮像条件の範囲である。同一識別結果範囲生成部１２３により生成された同一識別結果範囲は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される。
【００１８】
識別可能範囲生成工程Ｓ１−３では、識別可能範囲生成部１２４が、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて、識別可能範囲を生成する。識別可能範囲は、対象物の位置や姿勢や種類などを識別することができる撮像部１１の撮像条件の範囲である。識別可能範囲生成部１２４によって生成された識別可能範囲は、識別可能範囲保持部１２９に保持される。
【００１９】
撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４においては、撮像条件設定規程生成部１２５が、撮像条件設定規程を生成する。撮像条件設定規程は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される同一識別結果範囲と、識別可能範囲保持部１２９に保持される識別可能範囲とを用いて生成される。撮像条件設定規程は、撮像条件設定部１２１が撮像部１１に対して設定する撮像条件を変更するための規程である。撮像条件設定規程生成部１２５により生成された撮像条件設定規程は、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される。
【００２０】
次に、第一の撮像装置１ａの具体的な構成を示す。図３は、第一の撮像装置１ａの具体的な構成を模式的に示した図である。
【００２１】
図３に示すように、第一の撮像装置１ａは、カメラ２２と、ロボットアーム２２と、計算機（コンピュータ）２３とを含む。カメラ２２は、撮像部１１に相当する。ロボットアーム２２は、カメラ２２の視点位置や姿勢を任意に設定できる。計算機２３は、計算部１２に相当する。
【００２２】
撮像部１１に相当するカメラ２２は、種々の撮像条件によって対象物３１を撮像して画像データを生成できる。撮像条件には、たとえば、カメラ２２の視点位置、カメラ２２の姿勢、対象物に光を照射する照明の位置、照明の姿勢、生成する画像の解像度、カメラ２２の画角のいずれか又はこれらの組み合わせなどがある。カメラ２２の視点位置や姿勢は、ロボットアームによって、任意に設定できる。そして、撮像部１１としてのカメラ２２は、計算部１２としての計算機２３に接続されている。
【００２３】
計算部１２に相当する計算機（コンピュータ）２３は、ソフトウェア（プログラム）により、複数対象物識別部１２２と、同一識別結果範囲生成部１２３と、識別可能範囲生成部１２４と、撮像条件設定規程生成部１２５との機能を有する。また、計算機２３は、インターフェースを装備する。このインターフェースは、撮像条件設定部１２１に相当し、カメラ２２を制御できる。さらに、計算機２３には、メモリが搭載されるとともに、不揮発性の記憶装置が外部に接続されるかまたは内部に搭載される。メモリは、画像データ保持部１２６と、識別結果保持部１２７と、同一識別結果範囲保持部１２８と、識別可能範囲保持部１２９として利用できる。不揮発性の記憶装置は、撮像条件設定規程保持部１３０として利用できる。
【００２４】
次いで、図２を参照して、本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの具体的な処理内容を説明する。
【００２５】
複数対象物識別工程Ｓ１−１においては、まず、カメラ２２が様々な視点から対象物３１を撮像し、複数の画像データを生成する。様々な視点から対象物３１を撮像する方法としては、次の（１）〜（４）に示す方法が適用される。（１）撮像部１１であるカメラ２２を移動させながら対象物３１を撮像する方法。（２）多数の位置に所定の姿勢で配置されるカメラ２２により対象物３１を撮像する方法。（３）対象物３１自身を回転させながら撮像する方法。（４）前記（１）〜（３）が組み合わされた方法。要は、カメラ２２と対象物３１の相対的な位置や方向をさまざまに変えて撮像できる方法であればよい。本発明の第一実施形態においては、ロボットアーム２２を制御し、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点から対象物３１をカメラで撮像して642枚の画像データを生成する。そして、複数対象物識別部１２２が、生成した画像データを用いて対象物の位置や姿勢や種類などの識別を行う。識別結果は、識別結果保持部１２７に保持される。
【００２６】
同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２においては、同一識別結果範囲生成部１２３が、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて、同一識別結果範囲を生成する。同一識別結果範囲は、対象物３１が同じ位置や姿勢や種類などであると判断される撮像条件の範囲である。この工程では、互いに近い位置および姿勢のカメラ視点だけでなく、対象物３１の位置や姿勢や種類などを誤って識別される視点も含めて、対象物の位置や姿勢や種類などの識別結果が等しければ、同一識別識結果範囲に含められる。
【００２７】
図４は、ある一つの識別結果Ａを模式的に示した図である。図４においては、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。図４中、白丸で示される頂点４２は、ある一つの識別結果Ａと等しい識別結果が得られた画像データが生成された位置（＝画像が撮像された位置）を示す。図４中、黒丸で示される頂点４１は、ある一つの識別結果Ａとは異なる識別結果が得られた画像データが生成された位置を示す。白丸で示される頂点４２を囲む領域４３（図４においては、チェックが施される領域）が、ある一つの識別結果Ａと等しく識別される撮像条件の範囲を示す。すなわち、この範囲が、ある一つの識別結果Ａについての同一識別結果範囲４３となる。この同一識別結果範囲４３は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される。
【００２８】
識別可能範囲生成工程Ｓ１−３においては、識別可能範囲生成部１２４が、識別可能範囲を生成する。識別可能範囲は、対象物の位置や姿勢や種類などを識別可能な撮像条件の範囲である。識別可能範囲は、識別結果保持部１２７で保持される識別結果を用いて生成される。本発明の第一実施形態においては、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点から対象物３１を撮像して生成した642枚の画像データを用いて、識別可能範囲が決定される。図５は、識別可能範囲生成工程Ｓ１−３を模式的に示した図である。図５においては、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。図５中、白丸で示される頂点５１は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別に成功した画像データが生成された位置を示す。一方、黒丸で示される頂点５３は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別に失敗した画像が生成された位置を示す。そして、識別が成功した頂点に囲まれる領域が、識別可能範囲５２となる。図５においては、ハッチングが施される領域５２が、識別可能範囲５２である。生成された識別可能範囲５２は、識別可能範囲保持部１２９に保持される。
【００２９】
撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４においては、撮像条件設定規程生成部１２５が、撮像条件設定規程を生成する。撮像条件設定規程は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される同一識別結果範囲と、識別可能範囲保持部１２９に保持される識別可能範囲とを用いて生成される。撮像条件設定規程は、方向と距離で表現される。図６は、撮像条件設定規程を生成する工程を模式的に示した図である。図６においては、例として、ある一つの識別結果Ａに関して、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４においては、所定の条件（この所定の条件を、第一の条件と称する）を満たすような同一識別結果範囲の移動距離および移動方向が探索される。第一の条件としては、例えば、あるひとつの同一識別結果範囲４３と識別可能範囲５２との重なりが最大になるという条件が適用される。図6中の矢印５５が示すように、同一識別結果範囲４３を左側に2頂点分移動させると、同一識別結果範囲４３が識別可能範囲５２に完全に重なる。第一の条件を充足するような同一識別結果範囲４３の移動距離と向きとが、撮像条件設定規程となる。そして、第一の条件を充足する移動距離および移動方向が2通り以上ある場合は、さらに別の所定の条件（この別の所定の条件を、第二の条件と称する）を満たすような撮像条件設定規程が探索される。第二の条件としては、例えば、撮像条件の変更量が最小になるという条件が適用できる。生成された撮像条件設定規程は、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される。
【００３０】
このようにして生成された撮像条件設定規程にしたがって撮像条件を設定（換言すると変更）することで、誤った識別結果が得られたとしても、正しい識別結果が得られる撮像条件を設定することが可能になる。また、異なる撮像条件を用いて、それぞれ正しい識別結果を得ることにより、より精度や信頼度の高い識別結果を得ることが可能になる。さらに、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程は、識別結果をインデックスとしたデータであることから、高速な参照が可能である。このため、撮像条件を高速に設定（＝変更）しながら対象物の識別を実施することが可能になる。
【００３１】
次に、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程を用いた対象物の位置や姿勢や種類などの識別方法について説明する。図７は、対象物の識別方法の処理フローを示したフローチャートである。対象物の識別方法の処理フローは、対象物撮像工程Ｓ２−１と、複数対象物識別工程Ｓ２−２と、終了判定Ｓ２−３と、撮像条件設定工程Ｓ２−４とを含む。
【００３２】
対象物撮像工程Ｓ２−１においては、撮像部１１が対象物３１を撮像して画像データを生成する。複数対象物識別工程Ｓ２−２においては、複数対象物識別部１２２が、生成された画像データを用いて、対象物３１の位置や姿勢や種類などを識別する。終了判定Ｓ２−３においては、識別結果を用いて、対象物３１の位置や姿勢や種類などの識別を終了するか否かが判定される。図7中の「Ｙｅｓ」は、終了判定において識別終了と判定された場合の処理を示し、「Ｎｏ」は、識別終了と判定されなかった場合の処理を示す。
【００３３】
終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定される条件には、様々な条件が適用できる。本発明の第一実施形態では、次の（1）（2）の二つの条件の両方を充足した場合に、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定される。（1）撮像条件が少なくとも1回以上変更されていること。（2）複数対象物識別部１２２による初期撮像条件による識別結果と、撮像条件変更後の識別結果とで、対象物の位置や姿勢や種類などが等しいこと。
【００３４】
終了判定Ｓ２−３において、識別終了と判定されなかった場合には、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程に従って、新たな撮像条件が設定される（＝撮像条件が変更される）。具体的には、撮像条件設定規程に従って、撮像部１１を移動させる。そして、新たに設定された撮像条件が適用されて、再び、対象物撮像工程Ｓ２−１と複数対象物識別工程Ｓ２−２とに進む。そして、このような処理が、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定されるまで繰り返される。
【００３５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。本発明の第二実施形態は、互いに異なる対象物の外観が類似することがある対象物の識別に好適な形態である。なお、本発明の第一実施形態と相違する部分について主に説明し、本発明の第一実施形態と共通する部分については説明を省略することがある。本発明の第二実施形態の撮像装置または第二実施形態にかかる撮像システム（以下、「第二の撮像装置」と称する）は、第一の撮像装置と同じ構成が適用できる（図１参照）。また、第二の撮像装置の具体的な構成も、第一の撮像装置と同じ構成が適用できる（図３参照）。
【００３６】
図８は、本発明の第二実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを示したフローチャートである。本発明の第二実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローは、第二の撮像装置に適用される。図８に示すように、本発明の第二実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローは、複数対象物識別工程Ｓ３−１と、同一識別結果範囲生成工程Ｓ３−２と、識別可能範囲生成工程Ｓ３−３と、撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４とを含む。
【００３７】
図９は、二つの互いに異なる同一識別結果範囲６３，６４を示す。なお、図９は、第一実施形態の図４に対応する。一方の同一識別結果範囲６３と他方の同一識別結果範囲６４とは、対象物の位置や姿勢や種類などが、互いに相違すると識別される撮像条件の範囲を示す。すなわち、図４において、白丸で示される複数の頂点６１は、対象物の位置や姿勢や種類などが同一であると識別される頂点である。同様に、二重丸で示される頂点６２も、対象物の位置や姿勢や種類などが同一であると識別される頂点である。ただし、白丸で示される頂点６１と、二重丸で示される頂点６２とは、互いに異なる識別結果が得られる。これらの一方の同一識別結果範囲６３と他方の同一識別結果範囲６４とは、同一識別結果範囲生成工程Ｓ３−２において、複数対象物識別工程Ｓ３−１の結果を用いて生成される。
【００３８】
図１０は、識別可能範囲６６を示す。図１０は、第一実施形態における図５に対応する。識別可能範囲６６は、識別可能範囲生成工程Ｓ３−３において、複数対象物識別工程Ｓ３−１の結果を用いて生成される。図１０中の白丸で示す頂点６５は、複数対象物識別工程Ｓ３−１において識別できた画像データが生成された位置を示す。一方、図１０中の黒丸で示す頂点６７は、複数対象物識別工程Ｓ３−１において識別できなかった画像データが生成された位置を示す。
【００３９】
撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４においては、一方の同一識別結果範囲６３と他方の同一識別結果範囲６４とのそれぞれについて、所定の条件（この所定の条件を、第三の条件と称する）を満たす撮像条件設定規程が探索される。撮像条件設定規程は、方向と距離で表現される。第三の条件には、例えば、ある一つの同一識別結果範囲が識別可能範囲に完全に重なるという条件が適用される。第三の条件を充足する撮像条件設定規程が複数個見つかった場合には、他の所定の条件（この他の所定の条件を、第四の条件と称する）を充足する撮像条件設定規程が選択される。第四の条件には、例えば、元の識別可能範囲との重なりが最大になる条件や、撮像条件の変更量が最小になるという条件などがあげられる。
【００４０】
図１１は、撮像条件設定規程生成工程を模式的に示した図である。図１１に示す例では、一方の同一識別結果範囲６３に含まれるすべての頂点が、識別可能範囲６６と重なる撮像条件設定規程は存在する。すなわち、矢印６８に示すように、一方の同一識別結果範囲６３を左向きに２頂点分の距離を移動させると、一方の同一識別結果範囲６３に含まれるすべての頂点が、識別可能範囲６６と重なる。これに対して、他方の同一識別結果範囲６４に含まれるすべての頂点が、識別可能範囲６６と重なる撮像条件設定規程は存在しない。
【００４１】
終了判定Ｓ３−５においては、撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４を終了するか否かが判定される。本発明の第二実施形態においては、すべての同一識別結果範囲に対して撮像条件設定規程が生成された場合に、撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４を終了すると判定される。図８中の「Ｙｅｓ」は、撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４を終了すると判定された場合の処理を示し、「Ｎｏ」は、終了すると判定されなかった場合の処理を示す。
【００４２】
終了判定Ｓ３−５において終了と判定されなかった場合には、再び、識別可能範囲生成工程Ｓ３−３に進む。図１２は、二度目以降の識別可能範囲生成工程Ｓ３−３を示した図である。図１２に示すように、二度目以降の識別可能範囲生成工程Ｓ３−３において、新たな識別可能範囲７０が生成される。具体的には、既に生成されている識別可能範囲７０に、既に撮像条件設定規程が生成されている同一識別結果範囲６３を加えた範囲を、新たな識別可能範囲７０とする。換言すると、識別可能範囲６６が拡張される。
【００４３】
二度目以降の撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４においては、新たな撮像条件設定規程が生成される。具体的には、まだ撮像条件設定規程が生成されていない同一識別結果範囲（以下、未生成同一識別結果範囲と称する）に対して、所定の条件（この所定の条件を、第五の条件と称する）を充足する新たな撮像条件設定規程が探索される。第五の条件としては、例えば、未生成同一識別結果範囲が新たな識別可能範囲に完全に重なるようにする。図１２に示す例では、未生成同一識別結果範囲である他方の同一識別結果範囲６４を、矢印６９に示すように、斜め左下に２頂点分の距離を移動させると、他方の同一識別結果範囲６４が新たな識別可能範囲７０に完全に重なる。このように、第五の条件を充足する未生成同一識別結果範囲の移動方向および移動距離が、新たな撮像条件設定規程となる。
【００４４】
ただし、未生成同一識別結果範囲が、識別可能範囲に完全に重なるような撮像条件設定が存在しない場合には、他の所定の条件（この他の所定の条件を、第六の条件と称する）を充足する新たな撮像条件設定規程が探索される。第六の条件としては、例えば、未生成同一識別結果範囲と識別可能範囲の重なりが最大になるようにする。第六の条件を充足する複数の新たな撮像条件設定規程が探索された場合には、さらに他の所定の条件（この他の所定の条件を、第七の条件と称する）を充足する新たな撮像条件設定規程が探索される。第七の条件としては、例えば、元の識別可能範囲との重なりが最大になるものや、撮像条件の変更量が最小となるという条件があげられる。そして、同様の処理を再帰的に繰り返すことによって、新たな撮像条件設定規程が生成される。生成された新たな撮像条件設定規程は、撮像条件設定規程保持部１３０によって保持される。
【００４５】
このようにして生成された新たな撮像条件設定規程を利用し、撮像条件を複数回にわたって設定しなおす（すなわち、撮像条件を変更する）。このような構成によれば、1度の撮像条件の変更では対象物の位置や姿勢や種類などの識別が困難であったとしても、正しい識別結果が得られる撮像条件を設定することが可能になる。
【００４６】
次いで、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程を用いた対象物の位置や姿勢や種類の識別方法について、図７を参照して説明する。対象物撮像工程Ｓ２−１においては、対象物を撮像して画像データを生成する。複数対象物識別工程Ｓ２−２においては、複数対象物識別部１２２が、生成した画像データを用いて、対象物の位置や姿勢や種類などを識別する。終了判定Ｓ２−３においては、識別結果を用いて、識別を終了するか否かが判定される。終了すると判定される条件は、様々なものが考えられる。本発明の第二実施形態においては、次の（1）（2）の両方を充足することを識別終了の条件とする。（1）撮像条件が少なくとも1回以上変更されていること。（2）複数対象物識別部１２２による初期撮像条件による識別結果と、撮像条件変更後の識別結果とで、対象物体の位置や姿勢や種類などが等しいこと。終了判定において、識別終了と判定されなかった場合には、撮像条件設定工程Ｓ２−４へ進む。撮像条件設定工程Ｓ２−４においては、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程に従って、撮像条件が変更される。そして、変更された撮像条件を用いて、再度、対象物撮像工程Ｓ２−１と複数対象物識別工程Ｓ２−２に進む。そして、このような処理を、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定されるまで繰り返される。
【００４７】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について説明する。本発明の第三実施形態は、対象物に光を照射する照明を用いる構成に好適な形態である。本発明の第三実施形態の撮像装置または本発明の第三実施形態の撮像システム１ｃ（以下、「第三の撮像装置」１ｃと称する）の全体的な構成は、第一の撮像装置１ａと同じ構成が適用できる（図１参照）。本発明の第三実施形態における撮像条件設定規程を生成する処理フローも、図２に示す処理フローが適用される。ただし、第三の撮像装置１ｃの具体的な構成、および本発明の第三実施形態における撮像条件設定規程を生成する処理フローの具体的な内容は、第一実施形態と相違する。以下、本発明の第一実施形態と相違する部分について主に説明し、共通する部分については説明を省略することがある。
【００４８】
図１３は、第三の撮像装置１ｃの具体的な構成を示す。第三の撮像装置は、計算機（コンピュータ）２７と、カメラ２４と、照明２５と、ロボットアーム２６とを含む。計算機２７は、計算部１２に相当する。カメラ２４および照明２５は、撮像部１１に相当する。撮像部１１に相当する照明２５は、ロボットアーム２６に設けられる。ロボットアーム２６は、照明２５の位置や姿勢を任意に設定できる。照明２５は、ロボットアーム２６を制御することにより、任意の視点位置および姿勢で対象物３２を照明することができる。撮像部１１としてのカメラ２４は、撮像部１１としての照明２５により光を照射された対象物３２を撮像して画像データを生成することができる。さらに、撮像部１１としての照明２５およびカメラ２４は、種々の撮像条件で対象物を撮像できる。撮像条件としては、対象物３２を撮像する撮像部の位置や姿勢や画角、撮像部が撮像する画像の解像度、対象物３２に光を照射する照明２５の位置や姿勢や照度のいずれか又は組み合わせが適用できる。照明２５およびカメラ２４は、計算機２７に接続される。
【００４９】
計算機（コンピュータ）２７は、計算部１２に相当する。そして、計算機２７は、ソフトウェア（プログラム）により、複数対象物識別部１２２と、同一識別結果範囲生成部１２３と、識別可能範囲生成部１２４と、撮像条件設定規程生成部１２５との機能を有する。さらに、計算機２７は、撮像条件設定部１２１に相当するインターフェースを備える。このインターフェースは、カメラ２４および照明２５を制御できる。
【００５０】
計算機２７には、メモリが搭載されるとともに、不揮発性の記憶装置が内部に搭載されるかまたは外部に接続される。メモリは、画像データ保持部１２６と、識別結果保持部１２７と、同一識別結果範囲保持部１２８と、識別可能範囲保持部１２９として利用できる。不揮発性の記憶装置は、撮像条件設定規程保持部１３０として利用できる。
【００５１】
次に、図２を参照して、本発明の第三実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの具体的な処理内容を説明する。本発明の第三実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムは、複数対象物識別工程Ｓ１−１と、同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２と、識別可能範囲生成工程Ｓ１−３と、撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４とを含む。なお、各工程における具体的な処理の内容は、本発明の第一実施形態と相違する。
【００５２】
複数対象物識別工程Ｓ１−１においては、照明２５により様々な視点から対象物３２に光を照射し、カメラ２４により対象物３２を撮像して画像データを生成する。様々な視点から対象物３２に光を照射して撮像する方法としては、たとえば、次の（１）〜（４）に示す方法が適用できる。（１）照明２５を移動させながら対象物３２を撮像する方法。（２）多数の位置に所定の姿勢で配置される照明２５により対象物３２に光を照射し、カメラ２４により対象物３２を撮像する方法。（３）対象物３２を回転させながら照明２５により光を照射してカメラ２４により撮像する方法。（４）前記（１）〜（３）の組み合わせ。要は、照明２５と対象物３２との相対的な位置および方向が異なる複数の画像データを生成できればよい。
【００５３】
本発明の第三実施形態においては、ロボットアーム２６を制御することによって、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点から対象物３２に光を照射する。そして、各頂点から対象物３２に光を照射している状態で、カメラ２４により対象物３２を撮像して642枚の画像データが生成される。そして、複数対象物識別部１２２が、生成された画像データを用いて対象物３２の位置や姿勢や種類などの識別を行う。対象物３２の位置や姿勢や種類などの識別結果は、識別結果保持部１２７に保持される。
【００５４】
同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２においては、同一識別結果範囲生成部１２３が、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて、同一識別結果範囲を生成する。同一識別結果範囲は、対象物３２が同じ位置や姿勢や種類などであると判断される撮像条件の範囲である。この工程においては、照明２５の位置や姿勢が互いに近いために同一であると識別される範囲のみならず、対象物３２の位置や姿勢や種類などが誤って識別される照明条の件も含めて、識別結果が等しければ同一識別識結果範囲とする。図１４は、ある一つの識別結果Ａを示した図である。そして、図１４は、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立て図示している。図中の白丸で示される頂点８２は、対象物３２の位置や姿勢や種類などが、ある一つの識別結果Ａと等しいと識別された照明２５の位置を示す。黒丸で示される頂点８１は、対象物の位置や姿勢や種類などが、ある一つの識別結果Ａとは異なると識別された照明２５の位置を示す。チェックが施される領域８３が、ある一つの識別結果Ａについての同一識別結果範囲８３である。すなわち、チェックが施される領域８３が、対象物３２の位置や姿勢や種類などがある一つの識別結果Ａと等しく識別される範囲を示す。この同一識別結果範囲８３は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される。
【００５５】
識別可能範囲生成工程Ｓ１−３においては、識別可能範囲生成部１２４が、対象物の位置や姿勢や種類などを識別可能な撮像条件範囲を生成する。この撮像条件範囲が、識別可能範囲である。識別可能範囲は、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて生成される。本発明の第三実施形態では、同一識別結果範囲は、前記の642枚の画像データを用いて生成される。図１５は、識別可能範囲生成工程Ｓ１−３を模式的に示した図である。図１５においては、642個の個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。白丸で示される頂点８４は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別に成功した画像データが生成された照明２５の位置を示す。黒丸で示される頂点８６は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別に失敗した画像データが生成された照明２５の位置を示す。識別が成功した頂点に囲まれる領域が、識別可能範囲となる。図１５においては、ハッチングが施される領域８５が、識別可能範囲８５となる。生成された識別可能範囲８５は、識別可能範囲保持部１２９に保持される。
【００５６】
撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４においては、撮像条件設定規程生成部１２５が、撮像条件設定規程を生成する。撮像条件設定規程は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される同一識別結果範囲と、識別可能範囲保持部１２９に保持される識別可能範囲とを用いて生成される。図１６は、ある一つの識別結果Ａについての撮像条件設定規程を生成する工程を示した図である。図１６においては、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。この工程では、あるひとつの同一識別結果範囲８３と識別可能範囲８５との重なりが、所定の条件（この所定の条件を、第八の条件と称する）を満たすような撮像条件設定規程を探索する。第八の条件としては、例えば、ある一つの同一識別結果範囲８３と識別可能範囲８５との重なりが、最大となる条件が適用される。図１６では、矢印８８のように、同一識別結果範囲８３を左側に2頂点分の距離を移動させると、同一識別結果範囲８３が識別可能範囲８５に完全に重なる。撮像条件設定規程は、ある一つの同一識別結果範囲の移動の距離と方向であって、第八の条件を充足する距離と方向で示される。なお、重なりが最大になる移動方法が2通り以上ある場合には、他の所定の条件（この他の所定の条件を、第九の条件と称する）を満たすような撮像条件設定規程を選択する。第九の条件としては、例えば、撮像条件の変更量が最小になるものなどがある。生成された撮像条件設定規程は、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される。
【００５７】
撮像条件設定部１２１は、対象物３２の位置や姿勢や種類などを識別可能な撮像条件を設定する。この撮像条件は、撮像条件設定規程保持部１３０で保持される撮像条件設定規程を用いて設定される。前記のようにして生成された撮像条件設定規程にしたがって撮像条件を設定や変更することで、誤った識別結果が得られたとしても、正しい識別結果が得られる撮像条件を設定することが可能になる。また、異なる撮像条件から、それぞれ正しい識別結果を得ることにより、より精度や信頼度の高い識別結果を得ることが可能になる。さらに、撮像条件設定規程保持部１３０に保持されている撮像条件設定規程は、識別結果をインデックスとしたデータであることから、高速な参照が可能である。このため撮像条件を高速に設定や変更しながら、対象物の位置や姿勢や種類などの識別を実施することが可能になる。
【００５８】
次に、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程を用いた物体識別方法を、図７を参照して説明する。対象物撮像工程Ｓ２−１においては、対象物を撮像して画像データを生成する。複数対象物識別工程Ｓ２−２においては、複数対象物識別部１２２が、生成した画像データを用いて対象物の位置や姿勢や種類などを識別する。終了判定Ｓ２−３においては、対象物の位置や姿勢や種類などの識別結果を用いて、対象物の位置や姿勢や種類などの識別を終了するか否かが判定される。図中の「Ｙｅｓ」が、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定された場合の処理を示し、「Ｎｏ」が、識別終了と判定されなかった場合の処理を示す。識別終了と判定される条件には様々なものが考えられる。本発明の第三実施形態では、次の（1）（2）の両方を充足することを条件とする。（1）撮像条件が少なくとも1回以上変更されていること。（2）複数対象物識別部１２２による初期撮像条件による識別結果と、撮像条件変更後の識別結果とで、対象物の位置や姿勢や種類などが等しいこと。
【００５９】
終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定されなかった場合には、撮像条件設定工程Ｓ２−４に進む。撮像条件設定工程Ｓ２−４においては、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程に従って、撮像条件が設定や変更される。そして、再度、対象物撮像工程Ｓ２−１と、複数対象物識別工程Ｓ２−２に進む。そして、このような処理を、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定されるまで繰り返す。
【００６０】
＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワークまたは各種記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給する。そして、そのシステムまたは装置のコンピュータ（もしくはＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
Ｓ１−１：対象物識別工程，Ｓ１−３：識別可能範囲生成工程，Ｓ１−２：同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程，Ｓ１−４：撮像条件設定規程生成工程，Ｓ２−４：撮像条件設定工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置と撮像条件設定方法とプログラムに関するものである。特に、対象物の位置や姿勢や種類などの識別を、当該対象物が撮像された画像データを用いて行う撮像装置と、この撮像装置による対象物の撮像に好適な撮像条件設定方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場などで行われる組立等の作業をロボットに行わせる需要が高まっている。位置や姿勢や種類などが一定でない作業対象物をロボットで扱う場合には、作業対象物の位置や姿勢や種類などを計測する手段が必要である。そして、作業対象物の位置や姿勢や種類などを計測する手段としては、視覚センサが広く用いられている。
【０００３】
高度な組立等の作業をロボットに行わせるためには、作業対象物などを視覚センサにより識別する必要がある。古くから、作業対象物のＣＡＤデータなどといった形状情報と、視覚センサなどにより得られる２次元もしくは３次元情報とを照合して、部品の種別および位置・姿勢を識別する研究がなされてきた。また、識別手法のひとつとして、撮像手段によって得られる作業対象物の画像から抽出される特徴量をコンピュータに学習させて、入力された画像のなかに映る作業対象物の種別を識別する研究も活発になされてきた。
【０００４】
従来一般には、対象物の識別を行う方法として、パッシブビジョンに基づく識別が用いられている。パッシブビジョンに基づく識別は、固定されたカメラから得られる入力画像を用いて対象物の識別が行われる。このような構成では、類似する外観の作業対象物が存在すると、識別が困難になるという問題を有している。そこで、単一の画像から得られる情報が十分ではない場合には、能動的にカメラを制御して、複数の視点から作業対象物を撮像して情報を得る方法がある。能動的にカメラを制御して複数の視点から作業対象物を得る方法の例として、入力画像と行動後に得られる画像との相互エントロピーが最大となるような行動を選択する方法がある（非特許文献１参照）。
【０００５】
非特許文献1に記載される方法では、すべての撮像条件について結果がオンラインでシミュレートされて相互エントロピーが求められる。このため計算量が大きく、新しい撮像条件を設定するための計算に多くの時間がかかる。また、計算時に取り得る内部状態のパターンの数が膨大であるため、事前に計算してキャッシュしておくことも困難である。このように、特許文献１に記載の方法では、撮像条件を高速で設定することが困難である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Joachim Denzler, Christopher M. Brown “Information Theoretic Sensor Data Selection for Active Object Recognition and State Estimation”, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol.24, Issue 2 (Feb, 2002), pp. 145-157.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、撮像条件を高速に設定できる撮像条件設定方法を提供することである。特に、誤った識別結果が得られた場合であっても、正しい識別結果が得られる撮像条件を高速に設定できる（換言すると、撮像条件を高速で変更できる）撮像装置、この撮像装置に適用される撮像条件設定方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の撮像装置は、対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置であって、前記対象物を撮像する撮像部と、前記撮像部により複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別部と、前記対象物識別部により前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成部と、前記識別可能範囲生成部により前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成部と、前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成部と、前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定部とを含むことを特徴とする。
また、本発明の撮像条件設定方法は、対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成工程と、前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラムであって、複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とが重なる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、誤った識別結果が得られたとしても、生成された撮像条件設定規程に従って撮像条件を変更することで、正しい識別結果が得られる撮像条件を設定することができる。さらに、撮像条件設定規程は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別の結果をインデックスとしたデータであるから、高速な参照が可能である。このため、撮像条件を高速に変更しながら対象物の識別を実施することが可能になる。このように、本発明は、誤った識別結果が得られた場合であっても、正しい識別結果が得られる撮像条件を高速に設定できる（換言すると、撮像条件を高速で変更できる）。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態の撮像装置の全体構成を示したブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを示したフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態の撮像装置の具体的な構成を模式的に示した図である。
【図４】図４は、ある一つの識別結果Ａを模式的に示した図である。
【図５】図５は、識別可能範囲生成工程を模式的に示した図である。
【図６】図６は、撮像条件設定規程を生成する工程を模式的に示した図である。
【図７】図７は、対象物の識別方法の処理フローを示したフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第二実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを示したフローチャートである。
【図９】図９は、二つの互いに異なる同一識別結果範囲を示す図である。
【図１０】図１０は、識別可能範囲を示した図である。
【図１１】図１１は、撮像条件設定規程生成工程を模式的に示した図である。
【図１２】図１２は、二度目以降の識別可能範囲生成工程を示した図である。
【図１３】図１３は、第三の撮像装置の具体的な構成を示す図である。
【図１４】図１４は、ある一つの識別結果Ａを示した図である。
【図１５】図１５は、識別可能範囲生成工程を模式的に示した図である。
【図１６】図１６は、ある一つの識別結果Ａについての撮像条件設定規程を生成する工程を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第一実施形態＞
まず、図面を参照して本発明の第一実施形態を詳細に説明する。本発明の第一実施形態は、互いに異なる複数の方向から見た外観が類似することがある対象物の識別に好適な形態である。図１は、本発明の第一実施形態の撮像装置または第一実施形態の撮像システム１ａ（以下、「第一の撮像装置」１ａと称する）の全体構成を示したブロック図である。
【００１２】
図１に示すように、第一の撮像装置１ａは、対象物を撮像して画像データを生成することができる撮像部１１と、さまざまな計算を行うことができる計算部１２とを含む。計算部１２は、撮像条件設定部１２１と、複数対象物識別部１２２と、同一識別結果範囲生成部１２３と、所定の生成部と、所定の保持部とを有する。所定の生成部には、識別可能範囲生成部１２４と、撮像条件設定規程生成部１２５とが含まれる。所定の保持部には、画像データ保持部１２６と、識別結果保持部１２７と、識別可能範囲保持部１２９と、同一識別結果範囲保持部１２８と、撮像条件設定規程保持部１３０とが含まれる。計算部１２に含まれる各部１２１〜１３０は、コンピュータ（ハードウェア）およびこのコンピュータ上で動作するプログラム（ソフトウェア）として具現化される。
【００１３】
計算部１２に含まれる各部１２１〜１３０の概要は、次のとおりである。撮像条件設定部１２１は、撮像部１１に対して様々な撮像条件を設定する。複数対象物識別部１２２は、複数の対象物のそれぞれの位置や姿勢や種類などが、あらかじめ学習しておいた複数種類の位置や姿勢や種類などのいずれに該当するかを識別する。同一識別結果範囲生成部１２３は、複数対象物識別部１２２により対象物の位置や姿勢や種類などが同一であると識別された撮像条件の範囲を生成する。この撮像条件の範囲が、撮像部１１の撮像条件の同一撮像条件範囲である。識別可能範囲生成部１２４は、複数対象物識別部１２２により対象物の位置や姿勢や種類などを識別可能な撮像部１１の撮像条件範囲を生成する。撮像条件設定規程生成部１２５は、撮像条件設定部１２１が撮像部１１に設定する撮像条件を変更する際に用いられる撮像条件設定規程を生成する。画像データ保持部１２６は、撮像部１１により生成された画像データを保持する。識別結果保持部１２７は、複数対象物識別部１２２による識別結果を保持する。識別可能範囲保持部１２９は、識別可能範囲生成部１２４により生成された識別可能範囲を保持する。同一識別結果範囲保持部１２８は、同一識別結果範囲生成部１２３により生成された同一識別結果範囲を保持する。撮像条件設定規程保持部１３０は、撮像条件設定規程生成部１２５により生成された撮像条件設定規程を保持する。
【００１４】
本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを、図２を参照して説明する。本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローは、第一の撮像装置１ａに適用される。図２は、本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを示したフローチャートである。図２に示すように、本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムは、複数対象物識別工程Ｓ１−１と、同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２と、識別可能範囲生成工程Ｓ１−３と、撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４とを含む。
【００１５】
複数対象物識別工程Ｓ１−１においては、複数対象物識別部１２２が撮像条件設定部１２１に所定の命令を送る。撮像条件設定部１２１は撮像部１１に制御信号を送る。撮像部１１は、撮像条件設定部１２１からの制御信号を用いて、複数の対象物のそれぞれを撮像して画像データを生成する。撮像部１１により生成された画像データは、画像データ保持部１２６に送信されて保持される。
【００１６】
複数対象物識別部１２２は、画像データ保持部１２６に保持された画像データを用いて、複数の対象物のそれぞれの位置や姿勢や種類などの識別を行う。複数の対象物のそれぞれの位置や姿勢や種類などの識別の方法は特に限定されないが、たとえば、次のような方法が適用できる。まず、あらかじめ、撮像部１１が、162個の頂点を有する測地ドームの各頂点から対象物を撮像し、162枚の画像データを生成する。生成された162枚の画像データは、テンプレート画像データとして保持される。そして、複数対象物識別部１２２は、テンプレートマッチングにより、撮像部１１が対象物を撮像して生成した画像データと162枚のテンプレート画像データとの類似度を求める。複数対象物識別部１２２は、もっとも類似するテンプレート画像データを用いて、対象物の位置や姿勢や種類などの識別を行う。なお、対象物の位置や姿勢や種類などの識別方法は、前記方法に限定されるものではなく、その他の方法であってもよい。要は、対象物の位置や姿勢や種類などを識別することができる方法であればよい。そして、識別結果は、識別結果保持部１２７に保持される。
【００１７】
同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２においては、同一識別結果範囲生成部１２３が、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて、同一識別結果範囲を生成する。同一識別結果範囲は、対象物の位置や姿勢やなどが同一であると識別される撮像部１１の撮像条件の範囲である。同一識別結果範囲生成部１２３により生成された同一識別結果範囲は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される。
【００１８】
識別可能範囲生成工程Ｓ１−３では、識別可能範囲生成部１２４が、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて、識別可能範囲を生成する。識別可能範囲は、対象物の位置や姿勢や種類などを識別することができる撮像部１１の撮像条件の範囲である。識別可能範囲生成部１２４によって生成された識別可能範囲は、識別可能範囲保持部１２９に保持される。
【００１９】
撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４においては、撮像条件設定規程生成部１２５が、撮像条件設定規程を生成する。撮像条件設定規程は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される同一識別結果範囲と、識別可能範囲保持部１２９に保持される識別可能範囲とを用いて生成される。撮像条件設定規程は、撮像条件設定部１２１が撮像部１１に対して設定する撮像条件を変更するための規程である。撮像条件設定規程生成部１２５により生成された撮像条件設定規程は、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される。
【００２０】
次に、第一の撮像装置１ａの具体的な構成を示す。図３は、第一の撮像装置１ａの具体的な構成を模式的に示した図である。
【００２１】
図３に示すように、第一の撮像装置１ａは、カメラ２２と、ロボットアーム２２と、計算機（コンピュータ）２３とを含む。カメラ２２は、撮像部１１に相当する。ロボットアーム２２は、カメラ２２の視点位置や姿勢を任意に設定できる。計算機２３は、計算部１２に相当する。
【００２２】
撮像部１１に相当するカメラ２２は、種々の撮像条件によって対象物３１を撮像して画像データを生成できる。撮像条件には、たとえば、カメラ２２の視点位置、カメラ２２の姿勢、対象物に光を照射する照明の位置、照明の姿勢、生成する画像の解像度、カメラ２２の画角のいずれか又はこれらの組み合わせなどがある。カメラ２２の視点位置や姿勢は、ロボットアームによって、任意に設定できる。そして、撮像部１１としてのカメラ２２は、計算部１２としての計算機２３に接続されている。
【００２３】
計算部１２に相当する計算機（コンピュータ）２３は、ソフトウェア（プログラム）により、複数対象物識別部１２２と、同一識別結果範囲生成部１２３と、識別可能範囲生成部１２４と、撮像条件設定規程生成部１２５との機能を有する。また、計算機２３は、インターフェースを装備する。このインターフェースは、撮像条件設定部１２１に相当し、カメラ２２を制御できる。さらに、計算機２３には、メモリが搭載されるとともに、不揮発性の記憶装置が外部に接続されるかまたは内部に搭載される。メモリは、画像データ保持部１２６と、識別結果保持部１２７と、同一識別結果範囲保持部１２８と、識別可能範囲保持部１２９として利用できる。不揮発性の記憶装置は、撮像条件設定規程保持部１３０として利用できる。
【００２４】
次いで、図２を参照して、本発明の第一実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの具体的な処理内容を説明する。
【００２５】
複数対象物識別工程Ｓ１−１においては、まず、カメラ２２が様々な視点から対象物３１を撮像し、複数の画像データを生成する。様々な視点から対象物３１を撮像する方法としては、次の（１）〜（４）に示す方法が適用される。（１）撮像部１１であるカメラ２２を移動させながら対象物３１を撮像する方法。（２）多数の位置に所定の姿勢で配置されるカメラ２２により対象物３１を撮像する方法。（３）対象物３１自身を回転させながら撮像する方法。（４）前記（１）〜（３）が組み合わされた方法。要は、カメラ２２と対象物３１の相対的な位置や方向をさまざまに変えて撮像できる方法であればよい。本発明の第一実施形態においては、ロボットアーム２２を制御し、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点から対象物３１をカメラで撮像して642枚の画像データを生成する。そして、複数対象物識別部１２２が、生成した画像データを用いて対象物の位置や姿勢や種類などの識別を行う。識別結果は、識別結果保持部１２７に保持される。
【００２６】
同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２においては、同一識別結果範囲生成部１２３が、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて、同一識別結果範囲を生成する。同一識別結果範囲は、対象物３１が同じ位置や姿勢や種類などであると判断される撮像条件の範囲である。この工程では、互いに近い位置および姿勢のカメラ視点だけでなく、対象物３１の位置や姿勢や種類などを誤って識別される視点も含めて、対象物の位置や姿勢や種類などの識別結果が等しければ、同一識別識結果範囲に含められる。
【００２７】
図４は、ある一つの識別結果Ａを模式的に示した図である。図４においては、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。図４中、白丸で示される頂点４２は、ある一つの識別結果Ａと等しい識別結果が得られた画像データが生成された位置（＝画像が撮像された位置）を示す。図４中、黒丸で示される頂点４１は、ある一つの識別結果Ａとは異なる識別結果が得られた画像データが生成された位置を示す。白丸で示される頂点４２を囲む領域４３（図４においては、チェックが施される領域）が、ある一つの識別結果Ａと等しく識別される撮像条件の範囲を示す。すなわち、この範囲が、ある一つの識別結果Ａについての同一識別結果範囲４３となる。この同一識別結果範囲４３は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される。
【００２８】
識別可能範囲生成工程Ｓ１−３においては、識別可能範囲生成部１２４が、識別可能範囲を生成する。識別可能範囲は、対象物の位置や姿勢や種類などを識別可能な撮像条件の範囲である。識別可能範囲は、識別結果保持部１２７で保持される識別結果を用いて生成される。本発明の第一実施形態においては、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点から対象物３１を撮像して生成した642枚の画像データを用いて、識別可能範囲が決定される。図５は、識別可能範囲生成工程Ｓ１−３を模式的に示した図である。図５においては、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。図５中、白丸で示される頂点５１は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別に成功した画像データが生成された位置を示す。一方、黒丸で示される頂点５３は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別に失敗した画像が生成された位置を示す。そして、識別が成功した頂点に囲まれる領域が、識別可能範囲５２となる。図５においては、ハッチングが施される領域５２が、識別可能範囲５２である。生成された識別可能範囲５２は、識別可能範囲保持部１２９に保持される。
【００２９】
撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４においては、撮像条件設定規程生成部１２５が、撮像条件設定規程を生成する。撮像条件設定規程は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される同一識別結果範囲と、識別可能範囲保持部１２９に保持される識別可能範囲とを用いて生成される。撮像条件設定規程は、方向と距離で表現される。図６は、撮像条件設定規程を生成する工程を模式的に示した図である。図６においては、例として、ある一つの識別結果Ａに関して、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４においては、所定の条件（この所定の条件を、第一の条件と称する）を満たすような同一識別結果範囲の移動距離および移動方向が探索される。第一の条件としては、例えば、あるひとつの同一識別結果範囲４３と識別可能範囲５２との重なりが最大になるという条件が適用される。図6中の矢印５５が示すように、同一識別結果範囲４３を左側に2頂点分移動させると、同一識別結果範囲４３が識別可能範囲５２に完全に重なる。第一の条件を充足するような同一識別結果範囲４３の移動距離と向きとが、撮像条件設定規程となる。そして、第一の条件を充足する移動距離および移動方向が2通り以上ある場合は、さらに別の所定の条件（この別の所定の条件を、第二の条件と称する）を満たすような撮像条件設定規程が探索される。第二の条件としては、例えば、撮像条件の変更量が最小になるという条件が適用できる。生成された撮像条件設定規程は、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される。
【００３０】
このようにして生成された撮像条件設定規程にしたがって撮像条件を設定（換言すると変更）することで、誤った識別結果が得られたとしても、正しい識別結果が得られる撮像条件を設定することが可能になる。また、異なる撮像条件を用いて、それぞれ正しい識別結果を得ることにより、より精度や信頼度の高い識別結果を得ることが可能になる。さらに、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程は、識別結果をインデックスとしたデータであることから、高速な参照が可能である。このため、撮像条件を高速に設定（＝変更）しながら対象物の識別を実施することが可能になる。
【００３１】
次に、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程を用いた対象物の位置や姿勢や種類などの識別方法について説明する。図７は、対象物の識別方法の処理フローを示したフローチャートである。対象物の識別方法の処理フローは、対象物撮像工程Ｓ２−１と、複数対象物識別工程Ｓ２−２と、終了判定Ｓ２−３と、撮像条件設定工程Ｓ２−４とを含む。
【００３２】
対象物撮像工程Ｓ２−１においては、撮像部１１が対象物３１を撮像して画像データを生成する。複数対象物識別工程Ｓ２−２においては、複数対象物識別部１２２が、生成された画像データを用いて、対象物３１の位置や姿勢や種類などを識別する。終了判定Ｓ２−３においては、識別結果を用いて、対象物３１の位置や姿勢や種類などの識別を終了するか否かが判定される。図7中の「Ｙｅｓ」は、終了判定において識別終了と判定された場合の処理を示し、「Ｎｏ」は、識別終了と判定されなかった場合の処理を示す。
【００３３】
終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定される条件には、様々な条件が適用できる。本発明の第一実施形態では、次の（1）（2）の二つの条件の両方を充足した場合に、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定される。（1）撮像条件が少なくとも1回以上変更されていること。（2）複数対象物識別部１２２による初期撮像条件による識別結果と、撮像条件変更後の識別結果とで、対象物の位置や姿勢や種類などが等しいこと。
【００３４】
終了判定Ｓ２−３において、識別終了と判定されなかった場合には、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程に従って、新たな撮像条件が設定される（＝撮像条件が変更される）。具体的には、撮像条件設定規程に従って、撮像部１１を移動させる。そして、新たに設定された撮像条件が適用されて、再び、対象物撮像工程Ｓ２−１と複数対象物識別工程Ｓ２−２とに進む。そして、このような処理が、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定されるまで繰り返される。
【００３５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。本発明の第二実施形態は、互いに異なる対象物の外観が類似することがある対象物の識別に好適な形態である。なお、本発明の第一実施形態と相違する部分について主に説明し、本発明の第一実施形態と共通する部分については説明を省略することがある。本発明の第二実施形態の撮像装置または第二実施形態にかかる撮像システム（以下、「第二の撮像装置」と称する）は、第一の撮像装置と同じ構成が適用できる（図１参照）。また、第二の撮像装置の具体的な構成も、第一の撮像装置と同じ構成が適用できる（図３参照）。
【００３６】
図８は、本発明の第二実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローを示したフローチャートである。本発明の第二実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローは、第二の撮像装置に適用される。図８に示すように、本発明の第二実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの処理フローは、複数対象物識別工程Ｓ３−１と、同一識別結果範囲生成工程Ｓ３−２と、識別可能範囲生成工程Ｓ３−３と、撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４とを含む。
【００３７】
図９は、二つの互いに異なる同一識別結果範囲６３，６４を示す。なお、図９は、第一実施形態の図４に対応する。一方の同一識別結果範囲６３と他方の同一識別結果範囲６４とは、対象物の位置や姿勢や種類などが、互いに相違すると識別される撮像条件の範囲を示す。すなわち、図４において、白丸で示される複数の頂点６１は、対象物の位置や姿勢や種類などが同一であると識別される頂点である。同様に、二重丸で示される頂点６２も、対象物の位置や姿勢や種類などが同一であると識別される頂点である。ただし、白丸で示される頂点６１と、二重丸で示される頂点６２とは、互いに異なる識別結果が得られる。これらの一方の同一識別結果範囲６３と他方の同一識別結果範囲６４とは、同一識別結果範囲生成工程Ｓ３−２において、複数対象物識別工程Ｓ３−１の結果を用いて生成される。
【００３８】
図１０は、識別可能範囲６６を示す。図１０は、第一実施形態における図５に対応する。識別可能範囲６６は、識別可能範囲生成工程Ｓ３−３において、複数対象物識別工程Ｓ３−１の結果を用いて生成される。図１０中の白丸で示す頂点６５は、複数対象物識別工程Ｓ３−１において識別できた画像データが生成された位置を示す。一方、図１０中の黒丸で示す頂点６７は、複数対象物識別工程Ｓ３−１において識別できなかった画像データが生成された位置を示す。
【００３９】
撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４においては、一方の同一識別結果範囲６３と他方の同一識別結果範囲６４とのそれぞれについて、所定の条件（この所定の条件を、第三の条件と称する）を満たす撮像条件設定規程が探索される。撮像条件設定規程は、方向と距離で表現される。第三の条件には、例えば、ある一つの同一識別結果範囲が識別可能範囲に完全に重なるという条件が適用される。第三の条件を充足する撮像条件設定規程が複数個見つかった場合には、他の所定の条件（この他の所定の条件を、第四の条件と称する）を充足する撮像条件設定規程が選択される。第四の条件には、例えば、元の識別可能範囲との重なりが最大になる条件や、撮像条件の変更量が最小になるという条件などがあげられる。
【００４０】
図１１は、撮像条件設定規程生成工程を模式的に示した図である。図１１に示す例では、一方の同一識別結果範囲６３に含まれるすべての頂点が、識別可能範囲６６と重なる撮像条件設定規程は存在する。すなわち、矢印６８に示すように、一方の同一識別結果範囲６３を左向きに２頂点分の距離を移動させると、一方の同一識別結果範囲６３に含まれるすべての頂点が、識別可能範囲６６と重なる。これに対して、他方の同一識別結果範囲６４に含まれるすべての頂点が、識別可能範囲６６と重なる撮像条件設定規程は存在しない。
【００４１】
終了判定Ｓ３−５においては、撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４を終了するか否かが判定される。本発明の第二実施形態においては、すべての同一識別結果範囲に対して撮像条件設定規程が生成された場合に、撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４を終了すると判定される。図８中の「Ｙｅｓ」は、撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４を終了すると判定された場合の処理を示し、「Ｎｏ」は、終了すると判定されなかった場合の処理を示す。
【００４２】
終了判定Ｓ３−５において終了と判定されなかった場合には、再び、識別可能範囲生成工程Ｓ３−３に進む。図１２は、二度目以降の識別可能範囲生成工程Ｓ３−３を示した図である。図１２に示すように、二度目以降の識別可能範囲生成工程Ｓ３−３において、新たな識別可能範囲７０が生成される。具体的には、既に生成されている識別可能範囲７０に、既に撮像条件設定規程が生成されている同一識別結果範囲６３を加えた範囲を、新たな識別可能範囲７０とする。換言すると、識別可能範囲６６が拡張される。
【００４３】
二度目以降の撮像条件設定規程生成工程Ｓ３−４においては、新たな撮像条件設定規程が生成される。具体的には、まだ撮像条件設定規程が生成されていない同一識別結果範囲（以下、未生成同一識別結果範囲と称する）に対して、所定の条件（この所定の条件を、第五の条件と称する）を充足する新たな撮像条件設定規程が探索される。第五の条件としては、例えば、未生成同一識別結果範囲が新たな識別可能範囲に完全に重なるようにする。図１２に示す例では、未生成同一識別結果範囲である他方の同一識別結果範囲６４を、矢印６９に示すように、斜め左下に２頂点分の距離を移動させると、他方の同一識別結果範囲６４が新たな識別可能範囲７０に完全に重なる。このように、第五の条件を充足する未生成同一識別結果範囲の移動方向および移動距離が、新たな撮像条件設定規程となる。
【００４４】
ただし、未生成同一識別結果範囲が、識別可能範囲に完全に重なるような撮像条件設定が存在しない場合には、他の所定の条件（この他の所定の条件を、第六の条件と称する）を充足する新たな撮像条件設定規程が探索される。第六の条件としては、例えば、未生成同一識別結果範囲と識別可能範囲の重なりが最大になるようにする。第六の条件を充足する複数の新たな撮像条件設定規程が探索された場合には、さらに他の所定の条件（この他の所定の条件を、第七の条件と称する）を充足する新たな撮像条件設定規程が探索される。第七の条件としては、例えば、元の識別可能範囲との重なりが最大になるものや、撮像条件の変更量が最小となるという条件があげられる。そして、同様の処理を再帰的に繰り返すことによって、新たな撮像条件設定規程が生成される。生成された新たな撮像条件設定規程は、撮像条件設定規程保持部１３０によって保持される。
【００４５】
このようにして生成された新たな撮像条件設定規程を利用し、撮像条件を複数回にわたって設定しなおす（すなわち、撮像条件を変更する）。このような構成によれば、1度の撮像条件の変更では対象物の位置や姿勢や種類などの識別が困難であったとしても、正しい識別結果が得られる撮像条件を設定することが可能になる。
【００４６】
次いで、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程を用いた対象物の位置や姿勢や種類の識別方法について、図７を参照して説明する。対象物撮像工程Ｓ２−１においては、対象物を撮像して画像データを生成する。複数対象物識別工程Ｓ２−２においては、複数対象物識別部１２２が、生成した画像データを用いて、対象物の位置や姿勢や種類などを識別する。終了判定Ｓ２−３においては、識別結果を用いて、識別を終了するか否かが判定される。終了すると判定される条件は、様々なものが考えられる。本発明の第二実施形態においては、次の（1）（2）の両方を充足することを識別終了の条件とする。（1）撮像条件が少なくとも1回以上変更されていること。（2）複数対象物識別部１２２による初期撮像条件による識別結果と、撮像条件変更後の識別結果とで、対象物体の位置や姿勢や種類などが等しいこと。終了判定において、識別終了と判定されなかった場合には、撮像条件設定工程Ｓ２−４へ進む。撮像条件設定工程Ｓ２−４においては、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程に従って、撮像条件が変更される。そして、変更された撮像条件を用いて、再度、対象物撮像工程Ｓ２−１と複数対象物識別工程Ｓ２−２に進む。そして、このような処理を、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定されるまで繰り返される。
【００４７】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について説明する。本発明の第三実施形態は、対象物に光を照射する照明を用いる構成に好適な形態である。本発明の第三実施形態の撮像装置または本発明の第三実施形態の撮像システム１ｃ（以下、「第三の撮像装置」１ｃと称する）の全体的な構成は、第一の撮像装置１ａと同じ構成が適用できる（図１参照）。本発明の第三実施形態における撮像条件設定規程を生成する処理フローも、図２に示す処理フローが適用される。ただし、第三の撮像装置１ｃの具体的な構成、および本発明の第三実施形態における撮像条件設定規程を生成する処理フローの具体的な内容は、第一実施形態と相違する。以下、本発明の第一実施形態と相違する部分について主に説明し、共通する部分については説明を省略することがある。
【００４８】
図１３は、第三の撮像装置１ｃの具体的な構成を示す。第三の撮像装置は、計算機（コンピュータ）２７と、カメラ２４と、照明２５と、ロボットアーム２６とを含む。計算機２７は、計算部１２に相当する。カメラ２４および照明２５は、撮像部１１に相当する。撮像部１１に相当する照明２５は、ロボットアーム２６に設けられる。ロボットアーム２６は、照明２５の位置や姿勢を任意に設定できる。照明２５は、ロボットアーム２６を制御することにより、任意の視点位置および姿勢で対象物３２を照明することができる。撮像部１１としてのカメラ２４は、撮像部１１としての照明２５により光を照射された対象物３２を撮像して画像データを生成することができる。さらに、撮像部１１としての照明２５およびカメラ２４は、種々の撮像条件で対象物を撮像できる。撮像条件としては、対象物３２を撮像する撮像部の位置や姿勢や画角、撮像部が撮像する画像の解像度、対象物３２に光を照射する照明２５の位置や姿勢や照度のいずれか又は組み合わせが適用できる。照明２５およびカメラ２４は、計算機２７に接続される。
【００４９】
計算機（コンピュータ）２７は、計算部１２に相当する。そして、計算機２７は、ソフトウェア（プログラム）により、複数対象物識別部１２２と、同一識別結果範囲生成部１２３と、識別可能範囲生成部１２４と、撮像条件設定規程生成部１２５との機能を有する。さらに、計算機２７は、撮像条件設定部１２１に相当するインターフェースを備える。このインターフェースは、カメラ２４および照明２５を制御できる。
【００５０】
計算機２７には、メモリが搭載されるとともに、不揮発性の記憶装置が内部に搭載されるかまたは外部に接続される。メモリは、画像データ保持部１２６と、識別結果保持部１２７と、同一識別結果範囲保持部１２８と、識別可能範囲保持部１２９として利用できる。不揮発性の記憶装置は、撮像条件設定規程保持部１３０として利用できる。
【００５１】
次に、図２を参照して、本発明の第三実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムの具体的な処理内容を説明する。本発明の第三実施形態の撮像条件設定方法及びプログラムは、複数対象物識別工程Ｓ１−１と、同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２と、識別可能範囲生成工程Ｓ１−３と、撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４とを含む。なお、各工程における具体的な処理の内容は、本発明の第一実施形態と相違する。
【００５２】
複数対象物識別工程Ｓ１−１においては、照明２５により様々な視点から対象物３２に光を照射し、カメラ２４により対象物３２を撮像して画像データを生成する。様々な視点から対象物３２に光を照射して撮像する方法としては、たとえば、次の（１）〜（４）に示す方法が適用できる。（１）照明２５を移動させながら対象物３２を撮像する方法。（２）多数の位置に所定の姿勢で配置される照明２５により対象物３２に光を照射し、カメラ２４により対象物３２を撮像する方法。（３）対象物３２を回転させながら照明２５により光を照射してカメラ２４により撮像する方法。（４）前記（１）〜（３）の組み合わせ。要は、照明２５と対象物３２との相対的な位置および方向が異なる複数の画像データを生成できればよい。
【００５３】
本発明の第三実施形態においては、ロボットアーム２６を制御することによって、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点から対象物３２に光を照射する。そして、各頂点から対象物３２に光を照射している状態で、カメラ２４により対象物３２を撮像して642枚の画像データが生成される。そして、複数対象物識別部１２２が、生成された画像データを用いて対象物３２の位置や姿勢や種類などの識別を行う。対象物３２の位置や姿勢や種類などの識別結果は、識別結果保持部１２７に保持される。
【００５４】
同一識別結果範囲生成工程Ｓ１−２においては、同一識別結果範囲生成部１２３が、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて、同一識別結果範囲を生成する。同一識別結果範囲は、対象物３２が同じ位置や姿勢や種類などであると判断される撮像条件の範囲である。この工程においては、照明２５の位置や姿勢が互いに近いために同一であると識別される範囲のみならず、対象物３２の位置や姿勢や種類などが誤って識別される照明条の件も含めて、識別結果が等しければ同一識別識結果範囲とする。図１４は、ある一つの識別結果Ａを示した図である。そして、図１４は、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立て図示している。図中の白丸で示される頂点８２は、対象物３２の位置や姿勢や種類などが、ある一つの識別結果Ａと等しいと識別された照明２５の位置を示す。黒丸で示される頂点８１は、対象物の位置や姿勢や種類などが、ある一つの識別結果Ａとは異なると識別された照明２５の位置を示す。チェックが施される領域８３が、ある一つの識別結果Ａについての同一識別結果範囲８３である。すなわち、チェックが施される領域８３が、対象物３２の位置や姿勢や種類などがある一つの識別結果Ａと等しく識別される範囲を示す。この同一識別結果範囲８３は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される。
【００５５】
識別可能範囲生成工程Ｓ１−３においては、識別可能範囲生成部１２４が、対象物の位置や姿勢や種類などを識別可能な撮像条件範囲を生成する。この撮像条件範囲が、識別可能範囲である。識別可能範囲は、識別結果保持部１２７に保持される識別結果を用いて生成される。本発明の第三実施形態では、同一識別結果範囲は、前記の642枚の画像データを用いて生成される。図１５は、識別可能範囲生成工程Ｓ１−３を模式的に示した図である。図１５においては、642個の個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。白丸で示される頂点８４は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別に成功した画像データが生成された照明２５の位置を示す。黒丸で示される頂点８６は、対象物の位置や姿勢や種類などの識別に失敗した画像データが生成された照明２５の位置を示す。識別が成功した頂点に囲まれる領域が、識別可能範囲となる。図１５においては、ハッチングが施される領域８５が、識別可能範囲８５となる。生成された識別可能範囲８５は、識別可能範囲保持部１２９に保持される。
【００５６】
撮像条件設定規程生成工程Ｓ１−４においては、撮像条件設定規程生成部１２５が、撮像条件設定規程を生成する。撮像条件設定規程は、同一識別結果範囲保持部１２８に保持される同一識別結果範囲と、識別可能範囲保持部１２９に保持される識別可能範囲とを用いて生成される。図１６は、ある一つの識別結果Ａについての撮像条件設定規程を生成する工程を示した図である。図１６においては、642個の頂点を有する測地ドームの各頂点を、三角形の頂点に見立てて図示している。この工程では、あるひとつの同一識別結果範囲８３と識別可能範囲８５との重なりが、所定の条件（この所定の条件を、第八の条件と称する）を満たすような撮像条件設定規程を探索する。第八の条件としては、例えば、ある一つの同一識別結果範囲８３と識別可能範囲８５との重なりが、最大となる条件が適用される。図１６では、矢印８８のように、同一識別結果範囲８３を左側に2頂点分の距離を移動させると、同一識別結果範囲８３が識別可能範囲８５に完全に重なる。撮像条件設定規程は、ある一つの同一識別結果範囲の移動の距離と方向であって、第八の条件を充足する距離と方向で示される。なお、重なりが最大になる移動方法が2通り以上ある場合には、他の所定の条件（この他の所定の条件を、第九の条件と称する）を満たすような撮像条件設定規程を選択する。第九の条件としては、例えば、撮像条件の変更量が最小になるものなどがある。生成された撮像条件設定規程は、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される。
【００５７】
撮像条件設定部１２１は、対象物３２の位置や姿勢や種類などを識別可能な撮像条件を設定する。この撮像条件は、撮像条件設定規程保持部１３０で保持される撮像条件設定規程を用いて設定される。前記のようにして生成された撮像条件設定規程にしたがって撮像条件を設定や変更することで、誤った識別結果が得られたとしても、正しい識別結果が得られる撮像条件を設定することが可能になる。また、異なる撮像条件から、それぞれ正しい識別結果を得ることにより、より精度や信頼度の高い識別結果を得ることが可能になる。さらに、撮像条件設定規程保持部１３０に保持されている撮像条件設定規程は、識別結果をインデックスとしたデータであることから、高速な参照が可能である。このため撮像条件を高速に設定や変更しながら、対象物の位置や姿勢や種類などの識別を実施することが可能になる。
【００５８】
次に、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程を用いた物体識別方法を、図７を参照して説明する。対象物撮像工程Ｓ２−１においては、対象物を撮像して画像データを生成する。複数対象物識別工程Ｓ２−２においては、複数対象物識別部１２２が、生成した画像データを用いて対象物の位置や姿勢や種類などを識別する。終了判定Ｓ２−３においては、対象物の位置や姿勢や種類などの識別結果を用いて、対象物の位置や姿勢や種類などの識別を終了するか否かが判定される。図中の「Ｙｅｓ」が、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定された場合の処理を示し、「Ｎｏ」が、識別終了と判定されなかった場合の処理を示す。識別終了と判定される条件には様々なものが考えられる。本発明の第三実施形態では、次の（1）（2）の両方を充足することを条件とする。（1）撮像条件が少なくとも1回以上変更されていること。（2）複数対象物識別部１２２による初期撮像条件による識別結果と、撮像条件変更後の識別結果とで、対象物の位置や姿勢や種類などが等しいこと。
【００５９】
終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定されなかった場合には、撮像条件設定工程Ｓ２−４に進む。撮像条件設定工程Ｓ２−４においては、撮像条件設定規程保持部１３０に保持される撮像条件設定規程に従って、撮像条件が設定や変更される。そして、再度、対象物撮像工程Ｓ２−１と、複数対象物識別工程Ｓ２−２に進む。そして、このような処理を、終了判定Ｓ２−３において識別終了と判定されるまで繰り返す。
【００６０】
＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワークまたは各種記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給する。そして、そのシステムまたは装置のコンピュータ（もしくはＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
Ｓ１−１：対象物識別工程，Ｓ１−３：識別可能範囲生成工程，Ｓ１−２：同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程，Ｓ１−４：撮像条件設定規程生成工程，Ｓ２−４：撮像条件設定工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置であって、
前記対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部により複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別部と、
前記対象物識別部による前記対象物の識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成部と、
前記識別可能範囲生成部により前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成部と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成部と、
前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定部と、
を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置であって、
前記対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部により複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別部と、
前記対象物識別部による前記対象物の識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成部と、
前記識別可能範囲生成部により前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成部と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とが重なる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成部と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定部と、
を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置であって、
前記対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部により複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別部と、
前記対象物識別部による前記対象物の識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成部と、
前記識別可能範囲生成部により前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成部と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲との重なりが最大となる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成部と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定部と、
を備え、
前記識別可能範囲生成部は、前記撮像条件設定部により設定された前記撮像条件により撮像された画像を用いて前記対象物を識別可能な新たな識別可能範囲を生成し、
前記同一識別結果範囲生成部は、前記撮像条件設定部において設定された前記撮像条件により撮像された画像を用いて前記対象物が同一であると識別される範囲である新たな同一識別結果範囲を生成し、
前記撮像条件設定規程生成部は、前記撮像条件を設定する規程である新たな撮像条件設定規程を、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とが重なる前記新たな撮像条件設定規程を探索し、
前記撮像条件設定部は、探索された前記新たな撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記撮像条件は、前記対象物を撮像する撮像部の位置、前記撮像部の姿勢、前記撮像部の画角、前記撮像部が撮像する前記画像の解像度、前記対象物を照射する照明の位置、前記照明の姿勢のいずれか又は組み合わせであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成工程と、
前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
を含むことを特徴とする撮像条件設定方法。
【請求項６】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とが重なる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
を含むことを特徴とする撮像条件設定方法。
【請求項７】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲との重なりが最大となる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
前記撮像条件設定工程において設定された前記撮像条件について前記対象物を識別可能な新たな識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
前記撮像条件設定工程において設定された前記撮像条件について前記対象物が同一であると識別される範囲である新たな同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である新たな撮像条件設定規程を、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とが重なる前記新たな撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記新たな撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
を含むことを特徴とする撮像条件設定方法。
【請求項８】
前記撮像条件は、前記対象物を撮像する撮像部の位置、前記撮像部の姿勢、前記撮像部の画角、前記撮像部が撮像する前記画像の解像度、前記対象物を照射する照明の位置、前記照明の姿勢のいずれか又は組み合わせであることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の撮像条件設定方法。
【請求項９】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成工程と、
前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とが重なる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲との重なりが最大となる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
前記撮像条件設定工程において設定された前記撮像条件について前記対象物を識別可能な新たな識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
前記撮像条件設定工程において設定された前記撮像条件について前記対象物が同一であると識別される範囲である新たな同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である新たな撮像条件設定規程を前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とが重なる前記新たな撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記新たな撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置であって、
前記対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部により複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別部と、
前記対象物識別部による前記対象物の識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成部と、
前記識別可能範囲生成部により前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成部と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成部と、
前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定部と、
を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置であって、
前記対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部により複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別部と、
前記対象物識別部による前記対象物の識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成部と、
前記識別可能範囲生成部により前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成部と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とが重なる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成部と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定部と、
を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置であって、
前記対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部により複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別部と、
前記対象物識別部による前記対象物の識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成部と、
前記識別可能範囲生成部により前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成部と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲との重なりが最大となる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成部と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定部と、
を備え、
前記識別可能範囲生成部は、前記撮像条件設定部により設定された前記撮像条件により撮像された画像を用いて前記対象物を識別可能な新たな識別可能範囲を生成し、
前記同一識別結果範囲生成部は、前記撮像条件設定部において設定された前記撮像条件により撮像された画像を用いて前記対象物が同一であると識別される範囲である新たな同一識別結果範囲を生成し、
前記撮像条件設定規程生成部は、前記撮像条件を設定する規程である新たな撮像条件設定規程を、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とが重なる前記新たな撮像条件設定規程を探索し、
前記撮像条件設定部は、探索された前記新たな撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記撮像条件は、前記対象物を撮像する撮像部の位置、前記撮像部の姿勢、前記撮像部の画角、前記撮像部が撮像する前記画像の解像度、前記対象物を照射する照明の位置、前記照明の姿勢のいずれか又は組み合わせであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成工程と、
前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
を含むことを特徴とする撮像条件設定方法。
【請求項６】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とが重なる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
を含むことを特徴とする撮像条件設定方法。
【請求項７】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定する撮像条件設定方法であって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲との重なりが最大となる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
前記撮像条件設定工程において設定された前記撮像条件について前記対象物を識別可能な新たな識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
前記撮像条件設定工程において設定された前記撮像条件について前記対象物が同一であると識別される範囲である新たな同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である新たな撮像条件設定規程を、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とが重なる前記新たな撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記新たな撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
を含むことを特徴とする撮像条件設定方法。
【請求項８】
前記撮像条件は、前記対象物を撮像する撮像部の位置、前記撮像部の姿勢、前記撮像部の画角、前記撮像部が撮像する前記画像の解像度、前記対象物を照射する照明の位置、前記照明の姿勢のいずれか又は組み合わせであることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の撮像条件設定方法。
【請求項９】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
前記対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成する撮像条件設定規程生成工程と、
前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とが重なる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
対象物の識別に用いる画像の撮像条件を設定できる撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
複数の前記撮像条件で撮像された複数の前記画像を用いて前記対象物を識別する対象物識別工程と、
前記対象物を識別可能な複数の前記撮像条件の範囲である識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
対象物が同一であると識別される複数の前記撮像条件の範囲である同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である撮像条件設定規程を、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記識別可能範囲と前記同一識別結果範囲との重なりが最大となる前記撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
前記撮像条件設定工程において設定された前記撮像条件について前記対象物を識別可能な新たな識別可能範囲を生成する識別可能範囲生成工程と、
前記撮像条件設定工程において設定された前記撮像条件について前記対象物が同一であると識別される範囲である新たな同一識別結果範囲を生成する同一識別結果範囲生成工程と、
前記撮像条件を設定する規程である新たな撮像条件設定規程を前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とを用いて生成し、前記新たな識別可能範囲と前記新たな同一識別結果範囲とが重なる前記新たな撮像条件設定規程を探索する撮像条件設定規程生成工程と、
探索された前記新たな撮像条件設定規程を用いて前記撮像条件を設定する撮像条件設定工程と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１６５１３５（Ｐ２０１２−１６５１３５Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１１８（Ｐ２０１１−２３１１８）
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]