1.本发明涉及距离图像拍摄系统，特别是涉及调整拍摄次数的距离图像拍摄系统。
背景技术：2.作为测定到物体的距离的测距传感器，公知有根据光的飞行时间输出距离的tof(time off light)传感器。tof传感器大多采用将以规定周期进行了强度调制而得的参照光照射到对象空间，根据参照光与来自对象空间的反射光之间的相位差输出对象空间的测距值的相位差方式(所谓的间接法)。该相位差根据反射光的受光量求出。
3.以这样的tof传感器为代表的测距传感器的测距值存在偏差。可知在tof传感器的情况下，测距偏差的主要原因是散粒噪声，但测距偏差大致正态分布性地偏差。为了偏差降低，tof传感器的集成时间、发光量的增大是有效的，但该解决对策存在测距传感器的受光元件的受光量的制约、发热的制约等作为测距传感器的规格的极限。
4.在根据距离图像进行物体的位置、姿势的检测的情况下，为了维持其检测精度，期望距离图像的误差为规定值以下。作为降低偏差的其他解决对策，还考虑按照在多个距离图像之间对应的像素对距离进行平均化的平均化处理、iir(infinite impulse response，无限脉冲响应)滤波器等时间滤波器、中值滤波器、高斯滤波器等空间滤波器的应用。
5.图8表示以往的距离图像的平均化处理。在图的左下侧示出了对从测距传感器观察为一定高度的面进行拍摄而得到的距离图像进行了立体观察的情形。另外，在图的左上侧，示出了该距离图像的面区域中的各像素的测距值的平均值μ和测距值的偏差σ。当取得n张这样的距离图像并进行平均化处理时，如图的右上侧所示，各像素的测距值的偏差σ降低到σ/n
0.5
，如图的右下侧所示，生成对大致平坦的面拍摄而成的合成距离图像。作为与这样的距离图像的合成处理相关的技术，公知有后述的文献。
6.在专利文献1中记载了如下内容：针对一边阶段性地变更曝光一边进行拍摄而得的多个距离图像，分别计算与同一像素位置对应的各像素的距离信息的加权平均值，求出以将计算出的加权平均值作为各像素的距离信息的方式合成的合成距离图像，在加权平均值的计算中，使用根据该像素的受光水平信息以与距离信息的精度对应的方式计算的加权系数。
7.在专利文献2中记载了如下内容：在以不同的拍摄条件取得的多个距离图像间，根据与距离图像内的各像素对应起来的受光强度，提取表示更大的受光强度的像素，将提取出的像素用于多个距离图像的合成距离图像。
8.在专利文献3中记载了如下内容：按规定的单位区域取得拍摄灵敏度不同的多个图像数据，执行生成通过对这些多个图像数据进行合成而扩大了动态范围的图像数据的面内hdr(high dynamic range，高动态范围)处理，以使对象物的特征量出现得更多的方向成为hdr处理方向的方式进行控制。
9.现有技术文献
10.专利文献
11.专利文献1：日本特开2012-225807号公报
12.专利文献2：日本特开2017-181488号公报
13.专利文献3：日本特开2019-57240号公报
技术实现要素：14.发明要解决的课题
15.在所述的平均化处理等中使用的距离图像的拍摄次数一般是预先决定的固定数。但是，在固定数的距离图像的合成处理中，难以降低由对象物的变化引起的测距偏差，测距精度变得不稳定。
16.图9表示由对象物的变化引起的偏差增大的一例。如图的左侧所示，测距传感器10输出预先决定的张数的距离图像，能够针对对象物w取得测距偏差少的合成距离图像。但是，如图的中央所示，当从测距传感器10到对象物w的距离变远时，测距传感器10的受光量降低，测距偏差增大。同样地，如图的右侧所示，当对象物w的反射率变低时(例如变为暗色的对象物w时)，反射光量降低，测距偏差增大。因此，在固定数的合成距离图像中，难以保证偏差降低。
17.相反，也考虑使固定数具有余量来增加拍摄次数。但是，大多数情况下，图像取得、图像合成会花费无用的时间。因此，应根据对象物的状况使距离图像的拍摄次数可变。
18.因此，要求一种即使对象物变化也能够实现稳定的测距精度和无用时间的削减的距离图像合成技术。
19.用于解决课题的手段
20.本公开的一方式提供一种距离图像拍摄系统，具有：图像取得部，其针对对象物以相同的拍摄位置和相同的拍摄姿势对对象物进行多次拍摄而取得多个第一距离图像；图像合成部，其对多个第一距离图像进行合成而生成第二距离图像，所述距离图像拍摄系统具有：拍摄次数决定部，其推定第二距离图像中的测距误差，决定推定出的测距误差为预先决定的目标误差以下的第一距离图像的拍摄次数。
21.发明效果
22.根据本公开的一方式，自动地调整拍摄次数，因此，能够提供即使对象物变化也实现了稳定的测距精度和无用时间的削减的图像合成技术。
附图说明
23.图1是表示一实施方式中的距离图像拍摄系统的结构的框图。
24.图2是用于对基于函数方式的拍摄次数决定方法进行说明的曲线图。
25.图3是表示基于函数方式的拍摄次数决定处理的流程的流程图。
26.图4是用于对基于逐次方式的拍摄次数决定方法进行说明的曲线图。
27.图5是表示基于逐次方式的拍摄次数决定处理的流程的流程图。
28.图6是用于对拍摄次数决定方法的变形例进行说明的曲线图。
29.图7是表示距离图像拍摄系统的结构的变形例的框图。
30.图8是表示以往的距离图像的平均化处理的效果的概念图。
31.图9是表示由对象物的变化引起的偏差增大的一例的概念图。
具体实施方式
32.以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。各附图中，对相同或类似的结构要素标注相同或类似的附图标记。另外，以下所记载的实施方式并不限定权利要求书所记载的发明的技术范围以及用语的意义。此外，在本说明书中，用语“距离图像”是指按像素储存了从测距传感器到对象空间的测距值的图像，用语“光强度图像”是指按像素储存了在对象空间反射的反射光的光强度值的图像。
33.图1表示本实施方式中的距离图像拍摄系统1的结构。距离图像拍摄系统1具有：图像取得部10，其输出包含对象物w的对象空间的距离图像；以及上位计算机装置20，其控制测距传感器10。图像取得部10可以是tof照相机、激光扫描仪等tof传感器，但也可以是立体照相机等其他测距传感器。上位计算机装置20经由有线或无线与图像取得部10能够通信地连接。上位计算机装置20具有cpu(central processing unit，中央处理器)、fpga(field-programmable gate array，现场可编程门阵列)、asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)等处理器。此外，上位计算机装置20的构成要素也可以全部作为测距传感器的一部分的功能来安装。
34.图像取得部10针对对象物w以相同的拍摄位置和相同的拍摄姿势多次拍摄对象物w而取得多个第一距离图像。图像取得部10除了第一距离图像之外，还可以兼具以相同的拍摄位置和相同的拍摄姿势拍摄对象物w来取得光强度图像的功能。
35.上位计算机装置20具有：图像合成部21，其对由图像取得部10取得的多个第一距离图像进行合成而生成第二距离图像。图像合成部21将多个第一距离图像按对应的像素进行平均化来生成第二距离图像，但也可以对多个第一距离图像进行iir滤波器等时间滤波器、中值滤波器、高斯滤波器等空间滤波器、或者将它们组合而成的滤波器处理来生成第二距离图像。通过这样的合成距离图像，测距偏差将降低。
36.上位计算机装置20还可以具有：图像区域指定部24，其指定合成对象的图像区域。合成对象的图像区域例如可以是对象物w的特定的区域(例如对象物w的吸附面、对对象物w实施规定的作业(点焊、密封、螺纹紧固等)的面等)。合成对象的图像区域可以由用户手动指定，也可以由上位计算机装置20自动指定。在手动指定的情况下，例如可以具有用于用户在取得的距离图像上或者光强度图像上指定图像区域的输入工具等。通过限制合成对象的图像区域，能够使距离图像的合成处理高速化。
37.上位计算机装置20也可以还具有：对象物确定部25，其从距离图像或光强度图像中自动地确定显现了对象物w的至少一部分的图像区域。作为对象物w的确定方法，能够利用图案匹配等匹配处理、解析图像的特征量的模糊解析、对类似区域进行分类的聚类等公知的方法。所确定的图像区域由图像区域指定部24指定为合成对象的图像区域。
38.距离图像拍摄系统1例如能够应用于机器人系统。距离图像拍摄系统1还具有机器人40和控制机器人40的机器人控制装置30，机器人控制装置30对上位计算机装置20进行第二距离图像的请求指令，能够根据从上位计算机装置20取得的第二距离图像(即，对象物w的位置以及姿势中的至少一方。以下相同)来校正机器人40的动作。
39.在具有多台机器人40和多台机器人控制装置30的机器人系统中，上位计算机装置20以一对多的方式与机器人控制装置30能够通信地连接即可。根据这样的服务器结构，能够在上位计算机装置20侧承担负荷大的图像处理，能够在机器人控制装置30侧使性能集中
于机器人40的控制处理。
40.机器人40是多关节机器人，但也可以是并联连杆型机器人等其他工业用机器人。机器人40还可以具有：工具41，其对对象物w进行作业。工具41是把持对象物w的机械手，但也可以是对对象物w进行规定的作业(点焊、密封、螺纹紧固等)的其他工具。对象物w由搬运装置50搬运而来到机器人40的作业区域内，但也可以是散装于托盘(未图示)等的系统结构。搬运装置50是输送带，但也可以是无人搬运车(agv)等其他搬运装置。
41.图像取得部10被设置于机器人40的前端部，但也可以设置于与机器人40不同的固定点。机器人控制装置30具有：动作控制部31，其按照由示教装置(未图示)预先生成的动作程序来控制机器人40和工具41的动作。当对象物w来到机器人40的作业区域内时，动作控制部31使搬运装置50暂时停止而对上位计算机装置20进行第二距离图像的请求指令，但也可以一边使机器人40的前端部追随对象物w的动作一边对上位计算机装置20进行第二距离图像的请求指令。
42.在使搬运装置50暂时停止的情况下，图像取得部10针对静止的对象物w以相同的拍摄位置和相同的拍摄姿势取得多个第一距离图像。另一方面，在机器人40追随对象物w的动作的情况下，图像取得部10针对正在移动的对象物w以相同的拍摄位置和相同的拍摄姿势取得多个第一距离图像。动作控制部31根据从上位计算机装置20取得的第二距离图像来校正机器人40和工具41中的至少一方的动作。
43.上位计算机装置20的特征在于，具有：拍摄次数决定部22，其决定第一距离图像的拍摄次数。拍摄次数决定部22在接受到第二距离图像的请求指令时，对图像取得部10进行拍摄指令，取得多个第一距离图像。拍摄次数决定部22推定第二距离图像中的测距误差，决定推定出的测距误差为预先决定的目标误差以下的第一距离图像的拍摄次数。此外，拍摄次数决定部22也可以代替拍摄次数而决定图像合成部21从图像取得部10取得的第一距离图像的取得张数，或者也可以在图像合成部21应用时间滤波器来生成第二距离图像的情况下决定时间滤波器的时间常数。作为拍摄次数决定方法，有函数方式、逐次方式这两种方法，以下依次对这两种拍摄次数决定方法进行说明。
44.图2表示用于对基于函数方式的拍摄次数决定方法进行说明的曲线图。一般情况下，在tof传感器中，能够与距离图像同时取得光强度图像，在光强度图像中的光强度值s与距离图像中的测距偏差σ之间存在曲线图所示那样的一定的相关性。该曲线图通过下式来近似。在此，f是参照光的发光频率，a和k是包含测距传感器10的结构部件的规格的不同、个体特性偏差的常数。下式的a和k能够预先实验性地取得或作为出厂时的校准数据来取得。
45.[数学式1]
[0046][0047]
因此，在函数方式中，从通过第一次拍摄而取得的光强度图像中取得光强度值s1，将取得的光强度值s1代入例如式1，由此，能够推定第一距离图像中的测距误差σ1。或者，也可以不使用这样的近似式，对存储有多个预先实验性或出厂时的校准时取得的光强度值s与测距偏差σ的关系的数据表进行线性插值或多项式插值等，求出第一距离图像中的测距
误差σ1。并且，已知：第一距离图像中的测距误差σ1具有大致正态分布的偏差，因此，第二距离图像的测距偏差根据统计学的中心极限定理以1/n
0.5
的降低度降低，该第二距离图像是针对拍摄了n次的第一距离图像进行了按对应的像素将距离平均化的平均化处理而得到的。即，如果将该测距偏差σ1/n
0.5
考虑为第二距离图像中的测距误差，则能够推定第二距离图像的测距误差σ1/n
0.5
。并且，决定推定出的第二距离图像中的测距误差σ1/n
0.5
为预先决定的目标误差σ
tg
以下的、第一距离图像的拍摄次数n。即，在对多个第一距离图像进行平均化处理来生成第二距离图像的情况下，能够根据下式来决定拍摄次数n。此外，针对应用例示的平均化处理以外的合成处理的情况下的第二距离图像的测距误差，分别应用不同的降低度。
[0048]
[数学式2]
[0049][0050]
再次参照图1，在以函数方式决定拍摄次数的情况下，拍摄次数决定部22根据从图像取得部10取得的光强度图像来决定第一距离图像的拍摄次数。即，拍摄次数决定部22根据光强度图像中的光强度值s与距离图像中的测距偏差σ之间的关系(式1)，从光强度图像中推定第二距离图像中的测距误差σ1/n
0.5
，决定推定出的第二距离图像中的测距误差σ1/n
0.5
为目标误差σ
tg
以下的拍摄次数n。
[0051]
另外，在决定拍摄次数时，拍摄次数决定部22可以以光强度图像的像素为单位来推定第二距离图像中的测距误差，或者也可以以光强度图像内的像素区域为单位来推定第二距离图像中的测距误差。即，拍摄次数决定部22例如可以根据对象物w的特定的像素的光强度值来推定第二距离图像中的测距误差，或者也可以根据对象物w的特定的像素区域(例如3
×
3的像素区域)的光强度值的平均值或最低值来推定第二距离图像中的测距误差。
[0052]
并且，在拍摄次数决定时，光强度图像至少取得1张即可，但也可以取得多张。在取得多张的情况下，拍摄次数决定部22可以根据在多个光强度图像之间对应的像素的光强度值的平均值或最低值来推定第二距离图像中的测距误差，或者也可以根据在多个光强度图像之间对应的像素区域(例如3
×
3的像素区域)的光强度值的平均值或最低值来推定第二距离图像中的测距误差。这样，通过使用更多的像素的光强度值，能够对第二距离图像中的测距误差(进而对第一距离图像的拍摄次数)进行更高精度的推定、或者更高准确度地进行成为目标误差以下的推定。
[0053]
此外，在拍摄次数决定时，目标误差σ
tg
可以是预先决定的固定值，也可以是由用户指定的指定值。在指定值的情况下，距离图像拍摄系统1还可以具有：目标误差指定部23，其指定目标误差σ
tg
。例如，可以在用户界面上具有用于供用户指定目标误差σ
tg
的数值输入栏等。由于能够指定目标误差σ
tg
，因此能够以与用户的要求对应的目标误差生成第二距离图像。
[0054]
图3表示基于函数方式的拍摄次数决定处理的流程。首先，在步骤s10中，通过第一次拍摄(n＝1)取得第一距离图像和与其对应的光强度图像。此外，也可以进行多次(n＝2、3等)拍摄来取得多个第一距离图像和与它们对应的多个光强度图像。在步骤s11中，根据取
得的图像，根据需要手动指定合成对象的图像区域，或者自动确定显现了对象物w的至少一部分的图像区域。
[0055]
在步骤s12中，根据光强度图像(的图像区域)来推定第二距离图像中的测距误差。在推定中，使用表示光强度图像(的图像区域)中的光强度值s与第一距离图像中的测距偏差σ之间的关系的近似式1、光强度值s与测距偏差σ的数据表的线性插值或多项式插值等。此时，既可以以光强度图像(的图像区域)的像素为单位或者以光强度图像(的图像区域)内的像素区域为单位来推定第二距离图像中的测距误差，或者也可以以在多个光强度图像(的图像区域)之间对应的像素为单位或者以在多个光强度图像(的图像区域)之间对应的像素区域为单位来推定第二距离图像中的测距误差。
[0056]
在步骤s13中，根据推定出的第一距离图像的测距误差σ1和例如对多个第一距离图像进行平均化处理而生成的第二距离图像的测距误差的降低度1/n
0.5
，推定第二距离图像的测距误差σ1/n
0.5
，决定推定出的第二距离图像中的测距误差σ1/n
0.5
为目标误差σ
tg
以下的拍摄次数n。此外，在应用平均化处理以外的滤波器处理的情况下，分别应用不同的降低度来决定拍摄次数n。
[0057]
在步骤s14中，进行当前的拍摄次数n是否达到决定出的拍摄次数n的判定。在步骤s14中当前的拍摄次数n未达到决定出的拍摄次数n的情况下(步骤s14的否)，反复进行如下处理：进入步骤s15，进而取得第一距离图像(n＝n+1)，在步骤s16中合成第一距离图像(的图像区域)(进行平均化处理等)而生成第二距离图像。在步骤s14中当前的拍摄次数n达到决定出的拍摄次数n的情况下(步骤s14是)，第一距离图像的合成处理结束，此时的第二距离图像为最终的第二距离图像。
[0058]
接着，对基于逐次方式的拍摄次数决定方法进行说明。第一距离图像中的测距偏差具有大致正态分布的偏差，在将推定的第一距离图像中的测距误差用其标准偏差σ进行表示的情况下，第二距离图像的测距误差降低到σn/n
0.5
，该第二距离图像是进行了对该第一距离图像进行n次拍摄并按对应的像素对距离进行平均化的平均化处理而得到的。当认为这样降低后的第二距离图像中的测距误差σn/n
0.5
为目标误差σ
tg
以下时，得到下式。
[0059]
[数学式3]
[0060][0061]
如果对该式进一步变形，则得到下式。
[0062]
[数学式4]
[0063][0064]
σ
n2
是被称为统计学上方差的值，若将x1～xn的n个数据的平均设为μn，则该方差σ
n2
如下式那样。
[0065]
[数学式5]
[0066][0067]
在此，平均μn、方差σ
n2
分别能够如下式那样通过数据的逐次计算来求出。
[0068]
[数学式6]
[0069][0070]
[数学式7]
[0071][0072]
因此，每当通过拍摄得到测距值时，进行平均μn、方差σ
n2
的逐次计算，通过表示方差σ
n2
与拍摄次数n之间的关系的判定式4进行判定，由此，能够推定平均μn(即第二距离图像)的测距误差σn/n
0.5
是否为目标误差σ
tg
以下，自动地决定拍摄次数n。此外，应用的合成方法不同而测距误差相对于拍摄次数n的降低度不同的情况下，可以将降低度的比率乘以判定式4的右边来进行判定。
[0073]
图4表示用于对基于该逐次方式的拍摄次数决定方法进行说明的曲线图。在此，第二距离图像的合成方法设为按第一距离图像的对应的像素对距离进行平均化的平均化处理。在图4中，曲线图的横轴表示拍摄次数(特定像素的测距值的个数)，曲线图的纵轴表示距离(cm)。在图4中示出了对实际上处于100cm的距离的对象物w进行100次拍摄(即，取得100个测距值)的例子(黑点)。在逐次方式中，每当拍摄第一距离图像时，计算测距值的逐次平均(虚线)和逐次方差(单点划线)。
[0074]
在图4中还示出了目标误差σ
tg
为1.5cm时的判定式4的右边值σ
n2
/1.52(粗线)的逐次计算值。附图标记a表示当前的拍摄次数n(实线)超过σ
n2
/1.52(粗线)的时间点，表示满足判定式4的条件。即，示出了在第一距离图像的拍摄次数n为第三十三次时，第二距离图像中的测距误差σ
n2
最终以规定的可靠度(在后面进行叙述，但在该例子中为68.3％的可靠度)成为目标误差1.5cm以下。此外，此时平均值ave为101.56cm，该值为第二距离图像中的测距值。
[0075]
另外，在决定拍摄次数时，拍摄次数决定部22以在多个第一距离图像之间对应的像素为单位逐次计算测距值的方差σ
n2
，但在仅合成从测距传感器10观察具有一定高度的面的对象物w的图像区域的情况下，也可以以在多个第一距离图像之间对应的像素区域(例如3
×
3的像素区域)为单位逐次计算方差σ
n2
。通过这样使用更多的像素的测距值，能够进一步减少拍摄次数，能够实现无用时间的削减。
[0076]
并且，在拍摄次数决定时，目标误差σ
tg
可以是预先决定的固定值，但也可以是由用户指定的指定值。例如以1cm指定了目标误差σ
tg
时的判定式3的右边值σ
n2
/12为逐次方差σ
n2
本身，因此，在图4的曲线图中也示出了当前的拍摄次数n(实线)超过逐次方差σ
n2
(虚线)的时间点b。即，示出了在第一距离图像的拍摄次数n为第九十二次时，第二距离图像中的测距误差σ
n2
最终以规定的可靠度成为目标误差1cm以下。此外，此时平均值ave为100.61cm，该值为第二距离图像的测距值。
[0077]
图5表示基于逐次方式的拍摄次数决定处理的流程。首先，在步骤s20中，通过第一次拍摄(n＝1)取得第一距离图像。在步骤s21中，根据取得的图像，根据需要手动指定合成对象的图像区域，或者自动确定显现了对象物w的至少一部分的图像区域。
[0078]
在步骤s22中，进一步取得第一距离图像(n＝n+1)，在步骤s23中合成多个第一距离图像(的图像区域)(进行平均化处理等)而生成第二距离图像。此外，在步骤s23中的第一距离图像的合成处理不是按对应的像素对距离进行平均化的平均化处理的情况下，合成处理也可以在决定了拍摄次数n之后(即，步骤s25之后)进行。
[0079]
在步骤s24中，逐次计算第二距离图像中的测距误差的推定所需的距离的方差σ
n2
。此时，也可以以在多个第一距离图像(的图像区域)之间对应的像素为单位或者以在多个第一距离图像(的图像区域)内对应的像素区域为单位来计算方差σ
n2
。
[0080]
在步骤s25中，判定是否是满足表示逐次计算出的方差σ
n2
与拍摄次数n之间的关系的判定式4的拍摄次数n。换言之，通过判定第一距离图像的取得结束，自动地决定第一距离图像的拍摄次数n。
[0081]
在步骤s25中拍摄次数n不满足判定式4的情况下(步骤s25的否)，返回步骤s22，进一步取得第一距离图像。
[0082]
在步骤s25中拍摄次数n满足判定式4的情况下(步骤s25的是)，结束第一距离图像的取得，此时的第二距离图像为最终的第二距离图像。
[0083]
此外，在与测距值的本来的偏差相反，最初的数个测距值偶然为相同程度的值的情况下，逐次计算出的方差σ
n2
变小，尽管第二距离图像的误差未成为所希望的值以下，也有可能满足判定式4。为了排除该可能性，也可以在步骤s25的判定前设置n≥k(k为最低拍摄次数)的判定步骤。
[0084]
另外，步骤s22～步骤s25的循环可以持续到在第一距离图像的全部区域或在步骤s21中指定的图像区域的全部像素中判定式4成立为止，或者也可以在考虑到像素故障等而在针对图像区域内的像素数预先决定的比例的像素中判定式4成立时，脱离循环，或者也可以指定最大拍摄次数，在超过最大拍摄次数的情况下，脱离循环。因此，距离图像拍摄系统1也可以具有最低拍摄次数指定部、指定判定式4的成立比例的成立比例指定部、最大拍摄次数指定部。例如，可以在用户界面上具有用于供用户指定它们的数值输入栏等。
[0085]
接着，对指定第二距离图像中的测距误差的可靠度的变形例进行说明。一般情况下，在值的偏差为正态分布的情况下，通过增大采样数，能够以高精度推定平均值，但相对于真正的平均值残留有误差。因此，在统计学中，定义了置信区间与容许误差ε、采样数n以及偏差σ之间的关系。图6是表示在标准正态分布n(0，1)中与置信区间95％的关系的曲线图，示出了95％的面积(＝概率)分布在-1.96σ～+1.96σ的范围内。因此，在总体的偏差σ已知且置信区间为95％的情况下，在容许误差ε与采样数n之间存在下式的关系。
[0086]
[数学式8]
[0087][0088]
因此，用于以95％的可靠度实现目标误差σ
tg
的拍摄次数n在函数方式的情况下，能够根据推定出的第一距离图像中的测距误差σ1通过下式求出。
[0089]
[数学式9]
[0090][0091]
同样地，在逐次方式中，通过下式判定是否是以95％的可靠度实现目标误差σ
tg
的拍摄次数n即可。
[0092]
[数学式10]
[0093][0094]
这样，在95％置信区间的情况下，置信系数为1.96，但在90％置信区间的情况下，置信系数为1.65，在99％置信区间的情况下，置信系数为2.58。并且，将置信系数设为1的情况下的置信区间为68.3％。因此，要注意的是，由所述函数方式、逐次方式决定的拍摄次数是推定出的测距误差在68.3％的可靠度为目标误差σ
tg
以下的拍摄次数。
[0095]
通过这样进行对目标误差附加了可靠度的指定，能够对容许误差进行更直观的指定，能够以与用户的要求对应的可靠度生成第二距离图像。再次参照图1，距离图像拍摄系统1还可以具有：可靠度指定部26，其指定这样的可靠度cd。可靠度cd可以是置信区间ci，或者也可以是置信系数cc。例如，可以在用户界面上具有用于供用户指定可靠度cd的数值输入栏等。
[0096]
图7表示距离图像拍摄系统1的结构的变形例。距离图像拍摄系统1与所述的距离图像拍摄系统不同，不具有上位计算机装置20。即，安装于上位计算机装置20的结构要素全部被装入机器人控制装置30。该情况下，机器人控制装置30对图像取得部10进行拍摄指令。在具有一台机器人40和一台机器人控制装置30的机器人系统中，优选这样的独立结构。此外，安装于上位计算机装置20的结构也可以全部作为测距传感器的一部分的功能来安装。
[0097]
此外，由所述处理器执行的程序、执行所述流程图的程序可以记录在计算机可读取的非暂时性记录介质例如cd-rom等中进行提供，或者也可以经由有线或无线从wan(wide area network，广域网)或lan(local area network，局域网)上的服务器装置发布来提供。
[0098]
根据以上的实施方式，自动地调整拍摄次数，因此，能够提供即使对象物w变化也实现了稳定的测距精度和无用时间的削减的图像合成技术。
[0099]
在本说明书中对各种实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述的实施方式，希望认识到在权利要求书所记载的范围内能够进行各种变更。
[0100]
附图标记说明
[0101]
1 距离图像拍摄系统
[0102]
10 图像取得部(测距传感器)
[0103]
20 上位计算机装置
[0104]
21 图像合成部
[0105]
22 拍摄次数决定部
[0106]
23 目标误差指定部
[0107]
24 图像区域指定部
[0108]
25 对象物确定部
[0109]
26 可靠度指定部
[0110]
30 机器人控制装置
[0111]
31 动作控制部
[0112]
40 机器人
[0113]
41 工具
[0114]
50 搬运装置
[0115]
w 对象物。
技术特征：1.一种距离图像拍摄系统，具有：图像取得部，其针对对象物以相同的拍摄位置和相同的拍摄姿势对所述对象物进行多次拍摄而取得多个第一距离图像；图像合成部，其对所述多个所述第一距离图像进行合成而生成第二距离图像，其特征在于，所述距离图像拍摄系统具有：拍摄次数决定部，其推定所述第二距离图像中的测距误差，决定推定出的所述测距误差为预先决定的目标误差以下的所述第一距离图像的拍摄次数。2.根据权利要求1所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述图像取得部还具有以所述相同的拍摄位置和所述相同的拍摄姿势对所述对象物进行拍摄而取得光强度图像的功能，所述拍摄次数决定部根据所述光强度图像来决定所述第一距离图像的所述拍摄次数。3.根据权利要求2所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述拍摄次数决定部根据光强度与测距偏差之间的关系，从所述光强度图像中推定所述测距误差。4.根据权利要求3所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述拍摄次数决定部以所述光强度图像的像素为单位或者以所述光强度图像内的像素区域为单位来推定所述测距误差。5.根据权利要求1所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，每当拍摄所述第一距离图像时，所述拍摄次数决定部逐次计算距离的方差，根据所述方差与所述拍摄次数之间的关系来判定所述第一距离图像的取得结束。6.根据权利要求5所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述拍摄次数决定部以在所述多个所述第一距离图像之间对应的像素为单位或者以在所述多个所述第一距离图像之间对应的像素区域为单位逐次计算所述方差。7.根据权利要求1～6中任一项所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述距离图像拍摄系统还具有：图像区域指定部，其指定合成对象的图像区域，所述拍摄次数决定部推定由所述图像区域指定部指定的所述图像区域中的所述测距误差。8.根据权利要求7所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述距离图像拍摄系统还具有：对象物确定部，其确定显现了所述对象物的至少一部分的图像区域，所述图像区域指定部将由所述对象物确定部确定的所述图像区域指定为所述合成对象的图像区域。9.根据权利要求1～8中任一项所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述距离图像拍摄系统还具有：可靠度指定部，其指定所述第二距离图像中的所述测距误差的可靠度。10.根据权利要求1～9中任一项所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述图像取得部被设置于机器人前端部或固定点。11.根据权利要求1～10中任一项所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述图像取得部是tof传感器。12.根据权利要求1～11中任一项所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述距离图像拍摄系统还具有：机器人；机器人控制装置，其控制所述机器人；上位计算机装置，其具备所述图像合成部和所述拍摄次数决定部，所述机器人控制装置对所述上
位计算机装置进行所述第二距离图像的请求指令。13.根据权利要求1～11中任一项所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述距离图像拍摄系统还具有：机器人；机器人控制装置，其控制所述机器人，所述图像合成部和所述拍摄次数决定部被装入所述机器人控制装置。14.根据权利要求12或13所述的距离图像拍摄系统，其特征在于，所述机器人控制装置根据所述第二距离图像来校正所述机器人的动作。
技术总结距离图像拍摄系统具有：图像取得部，其针对对象物以相同的拍摄位置和相同的拍摄姿势对对象物进行多次拍摄而取得多个第一距离图像；图像合成部，其对多个第一距离图像进行合成来生成第二距离图像；以及拍摄次数决定部，其推定第二距离图像中的测距误差，决定推定出的测距误差为预先决定的目标误差以下的第一距离图像的拍摄次数。距离图像的拍摄次数。距离图像的拍摄次数。
技术研发人员：中村稔 藁科文和 高桥祐辉
受保护的技术使用者：发那科株式会社
技术研发日：2021.03.08
技术公布日：2022/11/1
