【HALCON】image_to_world_plane 関数について - 画像から世界平面への変換

HALCONのimage_to_world_plane関数は、画像上の2D座標を物理空間の世界平面に変換するためのツールです。キャリブレーションされたカメラパラメータを使用して、画像内の点が実際の3D空間でどの位置に対応するかを計算するために使用されます。この関数は、工業検査やロボット制御など、正確な位置特定が必要な分野で広く利用されています。

image_to_world_plane 関数の概要

image_to_world_plane関数は、カメラキャリブレーションデータを基にして、画像内の2Dピクセル座標を物理的な世界座標平面に変換します。これにより、画像で認識された物体の位置を、実際の3D空間内で特定することが可能になります。カメラの位置や視点が異なる場合でも、この変換によって正確な座標データを取得できます。

基本構文

image_to_world_plane(CameraParam, ImageRow, ImageColumn, PlaneDist, WorldX, WorldY)

• CameraParam
  キャリブレーション済みのカメラパラメータ。カメラの内部・外部パラメータが含まれます。

• ImageRow, ImageColumn
  画像上の点の座標（行・列のピクセル位置）。

• PlaneDist
  カメラから世界平面までの距離（例えば、テーブルや床などの平面までの高さ）。

• WorldX, WorldY
  変換された世界座標のx座標とy座標（出力）。

この関数は、与えられたカメラパラメータと画像上の座標を基に、物理空間の座標に変換します。

使用方法

以下は、image_to_world_plane関数を使って画像上の座標を世界座標に変換する基本的な例です。

* キャリブレーション済みカメラパラメータの読み込み
read_cam_par("calibration_data.dat", CameraParam)

* 画像上の座標を指定
ImageRow := 250
ImageColumn := 400

* カメラから世界平面までの距離を指定
PlaneDist := 1000.0

* 画像座標を世界座標に変換
image_to_world_plane(CameraParam, ImageRow, ImageColumn, PlaneDist, WorldX, WorldY)

* 結果を表示
disp_message(WindowHandle, 'World Coordinates: ' + WorldX + ', ' + WorldY, 'window', 12, 12, 'black', 'true')

この例では、カメラのキャリブレーションパラメータCameraParamを読み込み、画像上の座標(250, 400)を世界座標平面上の座標(WorldX, WorldY)に変換しています。PlaneDistはカメラと平面との距離を指定し、カメラの高さに基づいた変換を行っています。

応用例

image_to_world_plane関数は、以下のようなシナリオで特に有効です。

• 工業検査
  カメラで撮影した製品の画像から、実際の寸法や位置を計算し、品質管理や不良品検出に役立てます。

• ロボット制御
  画像処理で得た物体の座標を実際の物理空間に変換し、ロボットアームなどの位置決めに使用します。

• 寸法測定
  カメラで撮影された画像上の点から、実際の物理空間での正確な距離や寸法を算出し、測定に使用します。

まとめ

HALCONのimage_to_world_plane関数は、画像上の2D座標を物理的な世界座標平面に変換するための便利なツールです。キャリブレーションされたカメラデータを用いることで、正確な座標変換が可能となり、製造業やロボット制御など、多くの実世界の応用に対応できます。