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高精度協働ロボットのFAIRINO(フェアリノ・ファイリノ)

Stereo Matching / Stereo Vision Matching

ステレオマッチング

ステレオマッチングとは、2台のカメラで撮影した画像の差(視差)を解析し、物体までの距離や3次元形状を求める画像処理技術です。


人間の両目と同じ原理を利用して奥行きを計算する方法で、ステレオビジョンとも呼ばれます。


ロボットビジョン、3D認識、ばら積みピッキング、自動運転、AGV、点群生成などで使用され、深度情報を取得する基本技術の一つです。


■イメージ


左カメラ 右カメラ

   ○   ○

     \   /  

    \   /       

   対象物


※位置のズレ → 距離計算


■基本原理


視差 = 左画像 − 右画像


※視差が大きい → 近い

※視差が小さい → 遠い


■処理の流れ


2画像取得 ↓ 特徴点検出 ↓ 対応点探索 ↓ 視差計算 ↓ 距離算出


※3D生成。


■得られる情報

◆情報

◆内容

距離

Z

位置

XYZ

形状

3D

点群

PointCloud

姿勢

Pose

※ロボットで重要。


■使用される装置

◆装置

◆内容

ステレオカメラ

2眼

3Dカメラ

深度

ToF

距離

LiDAR

レーザー

RGBDカメラ

色+深度

※3Dビジョン。


■点群との関係


ステレオマッチング ↓ 深度 ↓ 点群データ


※3D生成。


■製造業での用途

◆用途

◆s内容

バラ積み

必須

ピッキング

位置

組立

姿勢

溶接

形状

検査

高さ

AGV

障害物

※3D認識。


■メリット

◆メリット

◆内容

3D取得

カメラのみ

非接触

高精度

リアルタイム

■デメリット

◆デメリット

◆内容

計算重い

テクスチャ必要

光影影響

調整必要

※照明重要。


■他の深度取得との比較

◆方法

◆特徴

ステレオ

カメラ

ToF

距離

LiDAR

高精度

構造光

高精度

※用途で選ぶ。


■ロボットでの例


ステレオ ↓ 深度 ↓ 姿勢推定 ↓ ピッキング


※Bin pickingで必須。


■関連用語

◆用語

◆内容

点群

3D

姿勢推定

Pose

バラ積み

Bin

3Dカメラ

Depth

セグメンテーション

AI

■まとめ


ステレオマッチングとは、2台のカメラの画像差から距離を求める3D認識技術です。


ロボットビジョンやばら積みピッキングで重要な深度取得方法です。

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