【HALCON】project_object_model_3d 関数について - 3Dオブジェクトモデルの2D画像への投影

HALCONのproject_object_model_3d関数は、3Dオブジェクトモデルをカメラモデルに基づいて2D画像平面に投影するためのツールです。この関数を使用することで、3Dモデルの各点を正確に2D画像に変換し、視覚的な解析や位置決めに役立てることができます。産業用ロボットや製造業での物体認識、カメラキャリブレーションの分野で広く応用されます。

project_object_model_3d 関数の概要

project_object_model_3d関数は、3Dオブジェクトモデルの各点を2D画像平面に投影します。この変換は、カメラの内部パラメータ（焦点距離やセンサーサイズなど）を使用して行われ、3Dモデルをカメラ視点で2D画像として表現します。この投影処理は、物体の位置決定や3Dビジュアルシステムの解析において重要な役割を果たします。

基本構文

project_object_model_3d(ObjectModel3D, CamParam, Pose, ImageWidth, ImageHeight, Xp, Yp)

• ObjectModel3D
  3Dオブジェクトモデル。
• CamParam
  カメラの内部パラメータ（焦点距離、センサーサイズ、画像中心点など）。
• Pose
  カメラまたは物体の位置と向き（ポーズ）。
• ImageWidth, ImageHeight
  投影先の2D画像の幅と高さ。
• Xp, Yp
  投影された2D画像上の点の座標。

使用方法

以下は、project_object_model_3d関数を使って3Dオブジェクトモデルを2D画像に投影する基本的な例です。

* 3Dオブジェクトモデルを読み込む
read_object_model_3d(ObjectModel3D, 'example_model.om3')

* カメラの内部パラメータを設定
CamParam := [0.008, 0.008, 640, 480, 320, 240, 0.001]

* カメラのポーズ（位置と向き）を設定
Pose := [0, 0, 500, 0, 0, 0]

* 2D画像のサイズを指定
ImageWidth := 640
ImageHeight := 480

* 3Dオブジェクトモデルを2Dに投影
project_object_model_3d(ObjectModel3D, CamParam, Pose, ImageWidth, ImageHeight, Xp, Yp)

* 結果を表示
disp_message(WindowHandle, 'Projected 2D Points: (' + Xp + ', ' + Yp + ')', 'window', 12, 12, 'black', 'true')

この例では、3DオブジェクトモデルObjectModel3Dを、カメラの内部パラメータCamParamとカメラの位置Poseに基づいて2D画像に投影しています。投影された結果の座標(Xp, Yp)が画像に表示されます。

応用例

project_object_model_3d関数は、以下のような場面で特に有効です。

• 物体認識と位置決定
  3Dオブジェクトをカメラ視点から2D画像に投影することで、ロボットが物体の正確な位置を視覚的に把握でき、効率的な物体操作が可能になります。

• カメラキャリブレーション
  カメラの内部パラメータを使って3Dモデルを2D画像に正確に投影することで、キャリブレーションの精度を高め、画像処理の精度を向上させます。

• 3Dモデルの解析と重ね合わせ
  3Dモデルを2D画像に投影して、実際の画像と重ね合わせることで、物体の位置や姿勢をより正確に分析できます。これにより、製造業や検査業務における効率が向上します。

主な引数

• ObjectModel3D: 3Dオブジェクトモデル。
• CamParam: カメラの内部パラメータ（焦点距離、センサーサイズ、中心点のオフセットなど）。
• Pose: カメラまたは物体の位置と向き（ポーズ）。
• ImageWidth, ImageHeight: 投影先の2D画像のサイズ（幅と高さ）。
• Xp, Yp: 投影後の2D画像上の点の座標。

まとめ

HALCONのproject_object_model_3d関数は、3Dオブジェクトモデルをカメラ視点に基づいて2D画像に投影するための強力なツールです。この関数を使用することで、視覚的な解析や物体の位置決定、3Dモデルと実際の画像の重ね合わせが簡単に行え、ロボットビジョンや産業用検査など幅広い分野で活用されています。