機能共通インタ
様書
第１
版
次世代ロボット知能化技術開発
ロ
クト
改版履歴
本書 利用にあた
本書 策定 ン
敬称略 十音順
大原賢一 大阪大学大学院基礎工学研究
笠原哲也 東京大学大学院 情報理工学系研究 知能機械情報学専攻
河 良浩 独立行政法人産業技術総合研究所 知能 研究部門 タ ン研究
川端聡 独立行政法人産業技術総合研究所 知能 研究部門 タ ン研究
中本啓之 株式会社 ッ 開発本部 第四開発部
宮恒樹 富士ソ 株式会社 ッ 業 商品開発 ッ
目次
目次
目次
目次
に
対象機能 概要 標準 構成 本書を読 上 注意
基本方針
ッ 表現方法 列挙型定義
型定義
インタ ェ 定義 本仕様書における前提条件
ラパラ タについ 名前空間定義
タ型定義 標準型
!"# "
型宣言
$ %
画像
# &
' (
" )' (
ラ画像 *
# ' + *
# ' *
" )# '
, 複数 ラ画像
, %- # '
, " )%- # ' , 共通インタ ェ 定義
, タ
, 画像 タインタ ェ
, サ
, # # - .
/ ア アラン ベ 物体位置 姿勢推定コン ネン
/ 作業対象認識 ュ 群
0 # !12 ' 3 ,
0 ' ) ,
表目次 表目次 表目次 表目次
表 . T Ti 表 . F a
表 . I ag aa (
表 . Ti I ag (
表 . a aI i i Pa a *
表 . a aI ag *
表 . Ti a aI ag 表 . M i a aI ag 表 . Ti M i a aI ag 表 . a a a i
目次 目次目次 目次
図 . ラ機能共通インタ ェ 使用 ン例
図 . ラ機能共通インタ ェ を使用 た 例 そ 図 . ラ機能共通インタ ェ を使用 た 例 そ 図 . ンホ ラ
図 . 透視射影
図 . ラ内部変数 ,
図 . 画像 タインタ ェ
図 . a a a i インタ ェ
図 . ア アラン ベ 物体位置 姿勢推定コン ネン 図 . 作業対象認識 ュ 群
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
に
近 ッ 開発 効率化 コン ン 開発 盛 い コン
ン 開発 い インタ 共通化 コン ン 相互接続性や相互運
用性 確保 うえ 非常 重要 あ こ う 背景 基 本書 ッ 機能 関わ イン
タ 共通 様 定義
対象機能 概要
本 様書 ッ 使用 周 環境 計測 際 使用 キ チ
機能共通インタ 様 規定 い
本 様書 規定 共通インタ チ 含 画像 関連 幅広い用途へ 利用 想定
階層的 タ構造 定義 行 い 準 形式 部パ タ及び ン
歪 パ タ 利用 形 い
機能共通インタ 実装 コン ン 使用 ン 一例 以 示
図 図図
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
標準 構成
機能共通インタ 利用 標準的 構成例 以 示
図 図 図
図 .... ラ機能共通ラ機能共通インタラ機能共通ラ機能共通インタインタインタ ェェェェ を使用を使用を使用を使用 たたたた 例例例例 そそそそ
図 図 図
図 .... ララ機能ララ機能共通機能機能共通共通共通インタインタインタインタ ェェェェ を使用を使用を使用を使用 たたたた 例例例例 そそそそ
本 様書中 中 キ チ 対象 こ 出力 タ形式
び 外部コン ン キ チ 画像情報 得 指示 インタ 規
定 い
キ チ 画像情報 得 手段 外部 イ 読 単一
用い 撮影 複数 用い 撮影 想定 対応 タ型 階層的 定
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
本書を読
上
注意
基本方針
インタ 様 共通化 様 合致 いコン ン 排除 時 開発 容 制限
うこ あ 本 様 う 制限 減 以 う 方針 共通インタ 様
定義
最 限 インタ 様 定義：コン ン 相互接続 相互運用 必要 最 限 イ
ンタ 様 定義 開発 制約 様 最 限 部分 開発者
自由 張 こ う
任意 機能 定義：いく 機能 い 実装 任意 実装さ 場合 本書 書
様 準 こ 要求 実装 う 任意 あ 実装 い い
共通インタ 様 外 い
ォ ッ 表現方法 列挙型定義
本 様書 列挙型定義 次 表形式 用い 記述
表 表 表
表XXXXXXX X <<列挙型名<<列挙型名列挙型名列挙型名>>>>
定数 容
型定義
本 様書 型定義 次 表形式 用い 記述
表 表 表
表XXXX XXXX <<<型名<型名型名>型名>>>
属性 属性 属性 属性
要素 要素型 容
インタ ェ 定義
本 様書 インタ 定義 次 表形式 用い 記述
表 表表
表XXXXXX XX <<<<インタインタインタインタ ェェェェ 名名名名>>>>
ソッ ソッ ソッ ソッ
ソッ 戻 値型 容
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
本仕様書における前提条件 カ ラ ラ タに い
本 様書 規定 い 機能共通インタ ン 採用 い ン
以 示 う 穴 ン 焦点 あ 被写体 反転 姿 画
像 面 投影さ
画像平面
ンホ
ラ
被写体
焦点距離
図 図図
図 .... ンホンホンホンホ ララララ
ここ 記 画像 面 ン 前 配置 以 う 考え 等価 こ う
透視射影 呼ぶ
画像平面
ラ
被写体
焦点距離
x
y
X
Y
Z
f
図 図 図
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
, ｆ焦点距離
λ任意 定数
標系 基準 軸 単 長
標系 基準 軸 単 長
ここ ン 中央 標系 画像 面中 画像中心 定義 こ
標系間 関係 以 う 示 こ
=
λ
実際 画像中心 比 キ 考慮 必要 あ こ
以 う 標系 考え 標系 画像中心 原点 軸 軸 標系
タ 画像 標系 あ 軸 軸 異 持 場合 軸 軸 直交
い場合 あ え
u
v
o
θ
x
y
c
m
u0
v0
図 図 図
図 .... ラ内部変数ラ内部変数ラ内部変数ラ内部変数
ここ 軸 軸 並行 設定 軸 軸 単 長 標系 基準 ，
さ 軸 軸 角 θ 必 直角 い 標系 け 画像中心
標 ]
標系 標 ] 標系 標 ] 以 関係 成 立
=
ここ
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
/
元々 幾何関係 考え 以 う 関係
=
λ
−
=
θ
θ
λ
ここ 焦点距離 単 長 あ 規化 考え 記 式 以 う 変形 こ
=
λ
−
=
θ
α
θ
α
α
λ
ここ 各記号 以 示
ワ 標系 次元 標
画像 面 投影さ 点 標
主点通常 画像中心
α α 縦軸 横軸
ここ 再 焦点距離 入 画像中心 考慮 最終的 以 関係 出さ
⋅
⋅
⋅
−
⋅
=
θ
α
θ
α
α
λ
[
]
=
λ
行列 行列 部パ タ行列 呼ば 依 部 変数
構成さ 行列 い こ 一 推定 ば 焦点距離 変更さ い限 繰 返 使用
こ
=
⋅
⋅
⋅
−
⋅
=
α
θ
θ
α
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
0
さ 実際 ン 主 半径方向 歪 や わ 周方向 歪 持 い 厳密
こ 歪 考慮 必要 あ こ 歪 係数 呼ば 以 形式 表現さ
]
ここ 半径方向 歪 係数， 周方向 歪 係数 示
| ] 外部パ タ行列 呼ば 並進 回転 次変換 行う行列 い こ 行列 静的
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
名前空間定義
機能共通インタ 固 前空間 定義 い
本 様書 い 規定 タ型 びインタ 定義 い 前空間 記載 い場合
前空間 属 い 型 除く
タ型定義
機能共通インタ 使用 タ型 以 示
標準型
時刻情報 格納 型 標準型 定義さ い
表 表表
表 .... TTTT TiTiTiTi
属性 属性 属性 属性
単 時刻情報
単 時刻情報
型宣言
実数 次元 表現 型 配列 定義
実数 × 行列 表現 型 × 配列 定義
画像
対象画像 色 ッ 指定 型 列挙型 型 定義
表 表 表
表 .... FFFF aaaa
_ 画像
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
(
対象画像 生 タ 保持 型 一般 ，画像 生 タ サイ 大 く 傾向 あ こ
転送 向 さ 型 定義
表 表 表
表 .... IIII agagagag aaaaaa aa
属性 属性属性 属性
対象画像 幅
対象画像 高さ
対象画像 タ 色 ッ
_ 対象画像 各 生 タ
コン ン 間 画像 タ や 型 イ 保 さ 画像 タ 読
コン ン 間 送 信 行う際 利用
表 表 表
表 .... TiTiTiTi IIII agagagag
属性 属性 属性 属性
対象画像 送信 時刻
対象画像 生 タ
_ 対象画像 得 際 発生 情報
※ 型 前定義さ い 標準型
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
* カ ラ画像
対象画像 得 際 使用 部パ タ 格納 型 部パ タ行列 要素
歪 パ タ 保持
表 表 表
表 .... aaaa aIaIaIaI iiii iiii PaPaPaPaaaaa
属性 属性属性 属性
_ ] パ タ 格納 配列
_ 使用 歪 パ タ
_ 使用 部パ タ行列 要素 以 形式 格納
=
=
=
=
=
=
_ 歪 パ タ ] 形式 格納
単一 使用 得 画像情報 格納 型
表 表 表
表 .... aaaa aIaIaIaI agagagag
属性 属性属性 属性
_ 対象画像 撮影 時刻
対象画像 生 タ
使用 部パ タ
使用 外部パ タ
対象画像 撮影 際 使用 外部パ タ 型 用い × 次変
換行列 形式 格納
位置ベクト
姿勢変換行列
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
単一 使用 得 画像情報 コン ン 間 や 型
表 表 表
表 .... TiTiTiTi aaaa aIaIaIaI agagagag
属性 属性属性 属性
対象画像 送信 時刻
得 画像情報
_ 対象画像 得 際 発生 情報
※ 型 前定義さ い 標準型
※ _ 格納 情報 コ 体系 い 未定義
複数カ ラ画像
複数 使用 得 画像情報 格納 型
表 表 表
表 .... MMMM iiii aaaa aIaIaIaI agagagag
属性 属性 属性 属性
_ 各 撮影 画像情報 キ ン
タ 含
_ _ 使用 ッ
※ _ _ コ 体系 い 未定義
複数 使用 得 画像情報 コン ン 間 や 型
表 表 表
表 .... TiTiTiTi MMMM iiii aaaa aIaIaIaI agagagag
属性 属性属性 属性
対象画像 送信 時刻
複数 得 画像情報
_ 対象画像 得 際 発生 情報
※ 型 前定義さ い 標準型
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
共通インタ
ェ
定義
以 機能共通インタ 使用 共通インタ 定義 示
タ
画像 タインタ ェ
キ チ 各種画像処理 や画像表示 画像 タ け渡
インタ あ
画 像 タ 表 現 型 用 途 応 階 層 化 さ 形 定 義 さ い 通 常
型 使用 こ 想定 い
画像
画像表示
ュ
３次元距離計測
ュ
画像
画像処理
ュ
ラ画像
取得
ュ
複数
ラ画像
取得
ュ
図 図図
図 .... 画像画像画像画像 タインタタタタインタインタインタ ェェェェ
サ
! "
キ チ 画像情報 得 指示 インタ
表 表 表
表 .... aaaa aaaa aaaa iiii
ソッ ソッ ソッ ソッ
_ _ １枚 画像 得 実行
_ _ 複数枚 画像 得 実行
撮影枚数
_ 連続 画像 得 開始
_ 連続 画像 得 停
各操作 非 期 ン 定義さ い
複数枚撮影 連続撮影 実行 際 撮影時間間隔 い 各 び コン ン 性能
依
キ
プチ
指示
３次元距離計測
ュ
複数
ラ画像
取得
ュ
図 図図
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
#
共通インタ
ェ
を利用
た
構築例
# ア アラン 物体位置 姿勢推定コン ネン ○開発者：国立大学法人 大阪大学 大学院基礎工学研究
○詳細 ： _ _ _
○概要
予 得 画像 基 ン 任意物体 検出 び 置 姿勢 推定 行うコン
ン あ 物体検出 び 置 姿勢推定 特徴 用い 日常環境 け 照明条件 変
化や物体 見え方 け 変化 回転変化 強固 物体検出 実現 い
本コン ン 利用 構成例 以 示 中 赤 部分 本 様書 規定 い 共
通インタ 使用 い 部分 あ
ラ画像
取得RTC
画像
キ プチ 指示
画像表示
ュ
物体位置
姿勢推定RTC
推定結果画像
物体位置姿勢推定結果
認識対象 ルD
図 図図
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
# 作業対象認識 ュ ル群
○開発者：独立行政法人 産業技術総合研究所 知能 研究部門 タ ン研究
○詳細 ： _ _ _
○概要
複数台 撮影 タ 画像 タ 指定さ 作業対象物 次元 置 姿勢 出力
群 あ 置 姿勢 推定 角測量 原理 応用 ン 距離 計測 次元
照合 こ 実現 い
本 群 構成例 以 示 中 赤 部分 本 様書 規定 い 共通インタ
使用 い 部分 あ
画像
取得RTC
画像
キ プチ 指示
画像表示
ュ
３次元距離
計測RTC
距離計測
命令
キ プチ 指示
作業対象
認識RTC
3次元点群 命令
認識結果
図 図図
図 .... 作業対象認識作業対象認識作業対象認識作業対象認識 ュュュュ 群群 群群
図 図 図
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
,
$
% &'
(
機能共通インタ 定義 以 示
$
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カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
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< C , ! , D - ,E
< ! DE
< DE
;
; ,
カ ラ機能共通インタ ェ 仕様書
0
)
参考文献
] 共通 インタ 提案：大原賢一，川端聡，河 良浩：第 回日本 ッ 学会学術講演会予稿
集
