JP2002170105A - 移動物体撮影方法および装置、ならびに移動物体認識方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物をすべて見通すことができる瞬間が存
在しない場合や、物体が回転対照性を持ちかつ物体が回
転する場合でも、その物体を認識できる移動物体認識方
法及び装置を提供する。 【解決手段】 特定の経路を移動する予め想定される物
体の参照画像を辞書１−４として用意しおく。移動経路
をまたぐように設置されたラインセンサカメラから移動
中物体の時系列ライン画像１−１を得る。同時に、時系
列ライン画像の位置情報１−２を上記時系列ライン画像
と同期して得る。まず、位置毎類似度計算処理１−５に
て、上記時系列ライン画像１−１の各位置情報１−２毎
に辞書１−４と照合し、類似度を計算する。次に、全照
合処理１−６にて、各位置毎に得られた類似度全体と照
合した辞書１−４全体の整合性により。当該物体と当該
辞書が類似するか否かを判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速に移動、回
転、加速する物体が予め登録した物体に類似するか否か
を正確に判定するための物体の撮影方法と装置、ならび
に認識方法と装置を提供するものである。また、硬貨な
どの物体を受け入れ、これを判別する方法や装置におい
て、通路移動中にその物体の移動を阻害することなく、
物体の画像を撮影して判別するための撮影方法と装置、
ならびに認識方法と装置に関する。さらに、硬貨などの
物体の移動中に両面を同時に撮影し、矛盾がないか否か
の判別を可能にするための撮影方法と装置、ならびに認
識方法と装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の移動物体認識方法は、大きく２つ
に分かれる。その第１は、必要に応じてストロボを発光
するなどしてシャッタを切り、その物体の速度や加速度
に依存しない画像を２次元ＣＣＤカメラを用いて得る方
法である。この方法は、移動する物体がカメラから離れ
ている場合に有効であり、例えばナンバープレート認識
で広く実用化されている。しかし、これはある瞬間に対
象物体がすべて見通せる場合に限り利用可能である。

【０００３】その第２は、ラインセンサカメラを用いて
連続的に画像を得る方法である。この方法は、工場の生
産ライン、スキャナで一般的利用される方法である。こ
れらの方法は、物体とラインセンサとの相対速度が完全
に推定できることを想定している。例えば、工場ではラ
インセンサは固定で物体がベルトコンベアに乗って等速
に平行移動する。コピー機やファックスでは、原稿が固
定でスキャナが等速平行移動する。ハンドスキャナの場
合、スキャナの両端で速度が測られてスキャナ面全体の
各時間、各点の速度が計算される。平行移動する物体を
固定したラインセンサカメラから、移動する物体の速度
と共に撮影する方法も、最終的に相対速度を得ていると
いう意味で同等である。これらの方法は、いずれも時系
列で得られた画像を２次元の一般的な画像に復元し、一
般的な２次元画像の処理を行うというステップをふんで
いる。

【０００４】硬貨などを識別する場合を考えると、従
来、多くの場合、ベルトコンベア上などのコントロール
された状況で画像を得ている。硬貨などの片側のみを撮
影する方法は、すでに非常に多くの手法が提案されてい
るが、硬貨などの両面を同時に撮影する装置も存在す
る。しかし、この両面を撮影する装置としては、特殊な
装置に乗せてその両面を撮影する方法のみが知られてい
るに過ぎない。ラインセンサカメラを用いて硬貨などの
移動物体を撮影する機構は、上記第２の方法で述べたよ
うに既に知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、物体が
ある瞬間に見通せない場合、かつ物体に接触できない場
合、かつ物体が円または球のように回転対照性を持ち回
転する場合には、上記の第１、第２の手法を利用するこ
とはできない。すなわち、相対速度を得るには、物体の
形または物体の表面の速度を計測することが必要であ
る。しかし、物体が円または球の場合、形から物体の相
対速度を得ることはできない。また、物体に接触できな
い場合、その移動速度を各場所毎に求めることは困難で
ある。

【０００６】硬貨などを識別する場合、ベルトコンベア
などによるコントロールが不能な状態では、硬貨などの
物体位置を何らかのセンサにより得、上記第１の方法に
より、ストロボを発光するなどして、ある瞬間のカメラ
画像を得ることが必要であり、硬貨など物体をある瞬間
に見通すことができるカメラレンズ前の空間が必要とな
る。また、硬貨などの両面を同時に撮影する場合では、
特殊な装置に乗せて撮影しなければならないという問題
がある。さらに、ラインセンサカメラを用いる上記第２
の方法では、硬貨などの物体が回転せずに等速で平行移
動する場合に限られるという問題がある。

【０００７】本発明は、移動する物体を、画像を用いて
非接触な手段で撮影し認識する方法および装置を提供す
る。特に、対象物をすべて見通すことができる瞬間や空
間が存在しない場合、かつ物体が回転対照性を持ち、か
つ物体が回転する場合においても、その物体を認識する
ことができる移動物体の撮影方法と装置、ならびに認識
方法と装置を提供することを課題とする。また、硬貨な
どが移動する最中にその移動を阻害することなく、その
硬貨などが回転している場合にも、その硬貨などの両面
画像を同時に得、２つの面に矛盾がないかを含めて判定
するための撮影方法と装置、ならびに認識方法と装置を
提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、特定の経路を移動する物体を撮影する
移動物体撮影方法において、前記経路をまたぐように設
置されたラインセンサカメラから移動中の物体のライン
画像を得るライン画像取得ステップと、前記ライン画像
の位置情報として、位置センサにより移動中物体の位置
を得る位置情報取得ステップとを、有することを特徴と
する移動物体撮影方法を用いる。

【０００９】あるいは、特定の経路を移動するメダル状
の物体を撮影する移動物体撮影方法において、前記経路
をまたぐように設置されたラインセンサカメラから移動
中の物体のライン画像を得るライン画像取得ステップ
と、前記ライン画像の変化する領域を抽出することによ
り移動中物体の位置を得る位置情報取得ステップとを、
有することを特徴とする移動物体撮影方法を用いる。

【００１０】あるいは、上記の移動物体撮影方法であっ
て、前記ライン画像取得ステップにおいて、ラインセン
サカメラを２台以上設置して同期させて撮影し、物体の
ライン画像を得ることを特徴とする移動物体撮影方法を
用いる。

【００１１】あるいは、上記の移動物体撮影方法であっ
て、前記ライン画像取得ステップにおいて、向かい合う
箇所にラインセンサカメラを設置することを特徴とする
移動物体撮影方法を用いる。

【００１２】あるいは、特定の経路を移動する物体を撮
影する移動物体撮影装置において、前記経路をまたぐよ
うに設置されたラインセンサカメラから移動中の物体の
ライン画像を得るライン画像取得手段と、前記ライン画
像の位置情報として、位置センサにより移動中物体の位
置を得る位置情報取得手段とを、有することを特徴とす
る移動物体撮影装置を用いる。

【００１３】あるいは、特定の経路を移動するメダル状
の物体を撮影する移動物体撮影装置において、前記経路
をまたぐように設置されたラインセンサカメラから移動
中の物体のライン画像を得るライン画像取得手段と、前
記ライン画像の変化する領域を抽出することにより移動
中物体の位置を得る位置情報取得手段とを、有すること
を特徴とする移動物体撮影装置を用いる。

【００１４】あるいは、上記の移動物体撮影装置であっ
て、前記ライン画像取得手段において、ラインセンサカ
メラを２台以上設置して同期させて撮影し、物体のライ
ン画像を得ることを特徴とする移動物体撮影装置を用い
る。

【００１５】あるいは、上記の移動物体撮影装置であっ
て、前記ライン画像取得手段において、向かい合う箇所
にラインセンサカメラを設置することを特徴とする移動
物体撮影装置を用いる。

【００１６】あるいは、特定の経路を移動する物体を認
識する移動物体認識方法において、当該物体が前記経路
を移動する場合に各位置で得られるライン画像または当
該ライン画像を必要に応じて加工した結果の集合を辞書
として蓄積手段に蓄積する辞書蓄積ステップと、前記経
路をまたぐように設置されたラインセンサカメラから移
動中の物体のライン画像を得るライン画像取得ステップ
と、前記ライン画像の位置情報として、位置センサによ
り移動中物体の位置を得る位置情報取得ステップと、前
記ライン画像毎に、前記蓄積手段から読み出した当該ラ
イン画像の位置情報に相当する辞書との照合を行い、位
置毎に得られたライン画像と辞書の類似度を計算する位
置毎類似度計算ステップと、前記各位置毎に得られた類
似度全体と参照した辞書全体の整合性から前記物体と辞
書が類似するか否かを判定する全照合ステップとを、有
することを特徴とする移動物体認識方法を用いる。

【００１７】あるいは、特定の経路を移動するメダル状
の物体を認識する移動物体認識方法において、当該物体
が前記経路を移動する場合に各位置で得られるライン画
像または当該ライン画像を必要に応じて加工した結果の
集合を辞書として蓄積手段に蓄積する辞書蓄積ステップ
と、前記経路をまたぐように設置されたラインセンサカ
メラから移動中の物体のライン画像を得るライン画像取
得ステップと、前記ライン画像の変化する領域を抽出す
ることにより移動中物体の位置を得る位置情報取得ステ
ップと、前記ライン画像毎に、前記蓄積手段から読み出
した当該ライン画像の位置情報に相当する辞書との照合
を行い、位置毎に得られたライン画像と辞書の類似度を
計算する位置毎類似度計算ステップと、前記各位置毎に
得られた類似度全体と参照した辞書全体の整合性から前
記物体と辞書が類似するか否かを判定する全照合ステッ
プとを、有することを特徴とする移動物体認識方法を用
いる。

【００１８】あるいは、上記の移動物体認識方法であっ
て、辞書蓄積ステップは、認識対象となる物体を様々な
回転角度で平行移動させて得られた時系列画像とその位
置情報を回転角度と共に辞書として蓄積するステップで
あることを特徴とする移動物体認識方法を用いる。

【００１９】あるいは、上記の移動物体認識方法であっ
て、物体の大きさを検知し、検知した物体の大きさによ
り前記位置毎類似度計算ステップで参照する辞書を特定
するステップを更に有することを特徴とする移動物体認
識方法を用いる。

【００２０】あるいは、上記の移動物体認識方法であっ
て、前記ライン画像取得ステップにおいて、ラインセン
サカメラを物体が移動する方向に対し直角な方向に設置
し、移動中の物体のライン画像を得ることを特徴とする
移動物体認識方法を用いる。

【００２１】あるいは、上記の移動物体認識方法であっ
て、前記ライン画像取得ステップにおいて、ラインセン
サカメラを２台以上設置して同期させて撮影し、物体の
ライン画像を得ることを特徴とする移動物体認識方法を
用いる。

【００２２】あるいは、上記の移動物体認識方法であっ
て、前記ライン画像取得ステップにおいて、ラインセン
サカメラの撮影位置に対し、当該ラインセンサカメラの
ライン方向とは直交しない向きから照明することを特徴
とする移動物体認識方法を用いる。

【００２３】あるいは、上記の移動物体認識方法であっ
て、前記ライン画像取得ステップにおいて、向かい合う
箇所にラインセンサカメラを設置することを特徴とする
移動物体認識方法を用いる。

【００２４】あるいは、特定の経路を移動する物体を認
識する移動物体認識装置において、当該物体が前記経路
を移動する場合に各位置で得られるライン画像または当
該ライン画像を必要に応じて加工した結果の集合を辞書
として蓄積する辞書蓄積手段と、前記経路をまたぐよう
に設置されたラインセンサカメラから移動中の物体のラ
イン画像を得るライン画像取得手段と、前記ライン画像
の位置情報として、位置センサにより移動中物体の位置
を得る位置情報取得手段と、前記ライン画像毎に、前記
辞書蓄積手段から読み出した当該ライン画像の位置情報
に相当する辞書との照合を行い、位置毎に得られたライ
ン画像と辞書の類似度を計算する位置毎類似度計算手段
と、前記各位置毎に得られた類似度全体と参照した辞書
全体の整合性から前記物体と辞書が類似するか否かを判
定する全照合手段とを、有することを特徴とする移動物
体認識装置を用いる。

【００２５】あるいは、特定の経路を移動するメダル状
の物体を認識する移動物体認識装置において、当該物体
が前記経路を移動する場合に各位置で得られるライン画
像または当該ライン画像を必要に応じて加工した結果の
集合を辞書として蓄積する辞書蓄積手段と、前記経路を
またぐように設置されたラインセンサカメラから移動中
の物体のライン画像を得るライン画像取得手段と、前記
ライン画像の変化する領域を抽出することにより移動中
物体の位置を得る位置情報取得手段と、前記ライン画像
毎に、前記辞書蓄積手段から読み出した当該ライン画像
の位置情報に相当する辞書との照合を行い、位置毎に得
られたライン画像と辞書の類似度を計算する位置毎類似
度計算手段と、前記各位置毎に得られた類似度全体と参
照した辞書全体の整合性から前記物体と辞書が類似する
か否かを判定する全照合手段とを、有することを特徴と
する移動物体認識装置を用いる。

【００２６】あるいは、上記の移動物体認識装置であっ
て、前記ライン画像取得手段において、ラインセンサカ
メラを２台以上設置して同期させて撮影し、物体のライ
ン画像を得ることを特徴とする移動物体認識装置を用い
る。

【００２７】あるいは、上記の移動物体認識装置であっ
て、前記ライン画像取得手段において、向かい合う箇所
にラインセンサカメラを設置することを特徴とする移動
物体認識装置を用いる。

【００２８】本発明では、ラインセンサカメラと位置セ
ンサによる構成、あるいはラインセンサカメラと得られ
た画像の処理で位置を求める構成により、対象物体を１
度に見通せる瞬間や空間が存在しない場合であっても、
回転しながら移動する物体を撮影し、撮影した画像と辞
書との照合によって、移動物体を認識することを可能と
する。また、ラインセンサを用いることで、カメラヘッ
ドを小型化できるようにする。

【００２９】また、硬貨などが通路内を移動する際のよ
うに、速度や回転自由度がある場合でも、移動中の硬貨
などの運動を制御したり妨げたりすることなく、両面を
同時に撮影して、両面の表面パターンを識別可能とす
る。また、エリアセンサカメラのようなレンズ前の空間
を必要としない、小さな装置を実現する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて詳細に説明する。

【００３１】図１は、本発明の一実施形態例による移動
物体認識方法の手順と構成とを説明する図である。図１
において、１−１は時系列ライン画像、１−２は位置情
報、１−３は同期処理（手段）、１−４は辞書、１−５
は位置毎類似度計算処理（手段）、１−６は全照合処理
（手段）、１−７は照合結果である。

【００３２】図２は、図１に記載された時系列ライン画
像１−１、位置情報１−２および辞書１−４を得るため
の装置例を上面（ａ）と側面（ｂ）から示した図であ
る。図２中、２−１は移動物体通路、２−２は物体移動
方向、２−３はラインセンサカメラ、２−４は位置セン
サ、２−５は時刻１の移動物体、２−６は時刻２の移動
物体、２−７は時刻３の移動物体、２−８はカバーであ
る。

【００３３】図２において、移動物体２−５，６，７は
移動物体通路２−１を物体移動方向２−２に移動する。
ラインセンサカメラ２−３は物体移動通路２−１をまた
ぐように設置される。位置センサ２−４は、ラインセン
サカメラ２−３で移動物体が撮影されている間の物体の
位置を検知するためのものである。

【００３４】ラインセンサカメラ２−３は、常にライン
画像を得ている。図２では、ラインセンサカメラ２−３
は物体が移動する方向２−２に対し直角に設置された例
を示している。

【００３５】カバー２−８は、ラインセンサカメラ２−
３および位置センサ２−４に係わる部分以外は、移動物
体通路をカバーしている。

【００３６】移動物体が移動物体通路２−１を左から右
に移動すると、移動物体が位置センサ２−４によって検
知され、移動物体の位置が得られる。

【００３７】移動物体がラインセンサカメラ２−３の視
野に入り、右に抜けるまでの間、位置センサ２−４の出
力結果とラインセンサカメラ２−３からの画像は同期処
理されてメモリ等から成る時系列画像蓄積手段に蓄積さ
れる。

【００３８】以上の装置で得られた画像がライン画像１
−１、移動物体の位置が位置情報１−２である。ライン
画像１−１と位置情報１−２は、同時に得られるので同
期して蓄えられる。

【００３９】辞書１−４は、想定される移動物体につい
て複数のライン画像またはこれを必要に応じて加工した
結果の集合を予め用意して辞書蓄積手段（メモリ等）に
蓄積しておいたものである。各ライン画像はすべて３種
類の情報とリンクしている。第１は物体番号である。物
体番号は予め想定した物体の数が存在する。第２は位置
情報である。物体がどの位置にあった場合に、当該ライ
ン画像が得られるかを示す。第３は回転情報である。物
体がどの回転角度でラインセンサを通過したかを示す値
である。従って辞書は、（ｎ，ｐ，α）の３つのインデ
ックスで記述されるライン画像またはこれを必要に応じ
て加工した結果の集合である。ここで、ｎは物体番号、
ｐは位置番号、αは角度情報である。辞書は物体ｎを角
度αを持って回転させずにラインセンサカメラを通過さ
せた時に、時系列ライン画像を各位置毎に切り取ったと
考えれば良い。

【００４０】位置毎類似度計算処理１−５は、各ライン
画像毎に、対応する位置情報に相当する位置情報で得ら
れる辞書との照合（パターンマッチング等）を行い、位
置毎に得られたライン画像と辞書（パターン）の類似度
を計算する処理である。すなわち、あるライン画像の撮
影位置がｐ０であった場合、辞書全体の中で照合される
ライン画像は、（ｎ，ｐ０，α）で示される。もし移動
物体が予め登録した辞書内にあれば、位置をｐ０で固定
しても辞書と類似度は高くなる。逆に辞書内に存在しな
い場合はそれらの辞書との類似度は低くなる。ライン画
像を辞書内のパターンとの照合方法の一例としては、両
画像の差分をとり、その差分の絶対値の総和から類似度
を求めたり、両画像の差分の２乗の総和や平均から類似
度を求めたり、両画像の相関値を計算して類似度を求め
たりするなど、さまざまな統計的手法で類似度を計算す
ることができる。

【００４１】全照合処理１−６は、ある１物体から得ら
れたライン画像の系列について、位置毎類似度計算処理
結果１−４の全体での整合性（参照した辞書との整合
性）を調べる処理である。最も単純な例では、回転がな
い場合、得られたライン画像の列の各位置ｐでは、ある
固定されたｎ０およびα０で示される辞書（ｎ０，ｐ，
α０）との類似度が所定値より高くなる。このような場
合には、当該移動物体は当該辞書に類似していると判断
（判定）する。回転角度が一定であれば、辞書（ｎ０，
ｐ，α０＋ｋｐ）との類似度が所定値より高くなる。こ
こでｋは回転角度に相当する。このような場合にも、当
該移動物体は当該辞書に類似していると判断（判定）す
る。さらに一般的には、あるライン画像は位置ｐで撮影
され、辞書（ｎ０，ｐ，α０）との類似度が高い場合、
同じ系列のライン画像の近くの位置ｐ’では、α０と比
較的近い最低１つのα１の辞書（ｎ０，ｐ’，α１）と
の類似度が所定値より高いことが期待される。このよう
な場合にも、当該移動物体は当該辞書に類似していると
判断（判定）する。つまり、ある系列のライン画像の全
ライン画像の類似度が位置毎類似度計算処理１−４で所
定値より高い類似度が得られても、辞書が同じｎでなか
ったり、近い角度を示さない場合は、全照合処理１−６
の結果では当該移動物体と当該辞書とは類似しないと判
断する。このように、移動物体の位置毎の類似度全体と
照合した辞書全体の整合性から移動物体と特定の辞書と
が類似するか否かを判断（判定）する。

【００４２】以上の方法を、更に詳しく説明する。

【００４３】図３は、速度が異なる物体が平行に移動し
た場合と、回転もかかった上で移動した場合の画像パタ
ーン例を示したものである。図３において、３−１は、
元の物体の形である。完全な円形である。３−２は、回
転なく速い速度で移動した場合の画像例であり、横軸が
時間、縦軸が同じ時間で得られるラインである。３−３
は、回転なく３−２より遅い速度で移動した場合の画像
例、３−４は、回転を伴い、物体としては３−２と同じ
速度で移動した場合の画像例、３−５は、回転を伴い、
物体としては３−３と同じ速度で移動した場合の画像例
である。

【００４４】このうち３−２および３−３は、元の物体
３−１がそのままの角度で平行移動した場合である。３
−４および３−５の例では、元の物体３−１が通過した
がその中央部が通過した時に３−１のような角度を示し
たことがわかる。

【００４５】図４は、２種類の位置を例にして、辞書を
作成する時に得られるパターンが何処から得られるかを
示す。図４において、４−１は、位置が物体周辺に近い
場合の撮影箇所を示す図である。４−２は、４−１の撮
影箇所で得られる可能性のある物体パターンの配置の位
置を示す。４−３，４−４は、位置がより物体中心に近
い場合の撮影箇所および物体パターンの配置の位置を示
す。

【００４６】ある物体ｎ０および位置ｐが決まると、辞
書（ｎ０，ｐ，α０）は回転自由度のみを持つ。従っ
て、位置が４−１であれば、４−２で示したパターン
（すなわち辞書）との照合を行えば良い。これは、図３
の３−４，３−５が見かけ上３−２、３−３などとは大
きく異なっているが、ある時間におけるパターンは、元
の物体の対応する位置のある回転に対応する。

【００４７】図５および図６は、図２の装置と同等また
は追加機能を実現するための装置例を示した図である。

【００４８】図５は、物体の大きさを得る手段を付加し
た実施形態例を上面（ａ）と側面（ｂ）から示した図で
ある。図５中、５−１は移動物体通路、５−２は物体移
動方向、５−３はラインセンサカメラ、５−４は位置セ
ンサ、５−５は時刻１の移動物体、５−６は時刻２の移
動物体、５−７は時刻３の移動物体、５−８はカバー、
５−９は大きさセンサである。

【００４９】図５の大きさセンサ５−９では、ライン状
をしており、種々の大きさの物体を検知できる。また、
大きさセンサが数箇所の点を検出する構成である場合
（例えば２点）には、ある一定以上の幅を持つ場合を検
知できる。また図５では、位置センサ５−４はラインセ
ンサカメラ５−３と同じ面に設置されている。このよう
に移動物体の大きさが検知できると、例えば複数の異な
る大きさの辞書の中から移動物体のライン画像と照合す
る辞書を特定することが可能となり、処理量が削減でき
る。

【００５０】図６は、ラインセンサを移動方向に対し斜
めに設置した実施形態例を上面（ａ）と側面（ｂ）から
示した図である。図６中、６−１は移動物体通路、６−
２は物体移動方向、６−３はラインセンサカメラ、６−
４は位置センサ、６−５は時刻１の移動物体、６−６は
時刻２の移動物体、６−７は時刻３の移動物体、６−８
はカバーである。

【００５１】図６のように移動方向とラインセンサカメ
ラが直交しないような場合、辞書として登録（蓄積）す
るライン画像はこれまでに述べた例とは異なる内容とな
るが、作成方法、特徴などの原理はほぼ同じである。あ
る位置に物体がある時の辞書が、直交する時より長くな
り、対応する回転角度が複雑に変化する可能性がある。
しかし照合内容は変わらない。

【００５２】なお、照明は、ラインセンサで撮影される
領域を照らすものとする。

【００５３】図７は、ラインセンサヘの照明方法の例を
上面（ａ）と側面（ｂ）から示した図である。図７にお
いて、７−１は移動物体通路、７−２は移動物体移動方
向、７−３はラインセンサカメラ、７−４はカバー、７
−５は照明、７−６は照明方向である。

【００５４】７−１から７−４は、図１の同名の物と同
じ場合を示している。７−５は、ラインセンサ７−３で
撮影する位置を照明する照明である。７−６は照明の方
向を示す。この図において照明は、被撮影部分をライン
センサカメラ７−３の線の向きとは直交しない方向から
照らしている。このような照明は、物体の凹凸を１ライ
ンの中でも明らかに強調する。このような照明は、１ラ
イン毎に行う照合の方式でも凹凸を用いることを可能と
する。このため、より正確な照合方式を実現できる。

【００５５】なお、ここでの照明は、ＬＥＤ照明のよう
な小型の物を想定したが、より大型のものであっても構
わない。

【００５６】また、ラインセンサカメラを２台以上組み
合わせて同期して得られる画像は、以上のすべての議論
が同様に成り立つ上、より情報量を増やした照合を可能
にする。これにより、より正確な結果が得られる。

【００５７】図８は図２の装置に付加機能を実現するた
めの装置例を示す図であって、その特徴は、２台のライ
ンセンサカメラをペアにして向かい合うように移動物体
通路に設置する配置例を示す。

【００５８】図８は、図１に記載された時系列ライン画
像１−１、位置情報１−２および辞書１−４を得るため
の装置例を上面（ａ）と側面（ｂ）から示した図であ
る。図８中、８−１は移動物体通路、８−２は物体移動
方向、８−３，８−４はペアにして移動物体通路８−１
の上下に向かい合わせて設置した２台のラインセンサカ
メラＡ，Ｂ、８−５は位置センサ、８−６は時刻１の移
動物体、８−７は時刻２の移動物体、８−８は時刻３の
移動物体、８−９はカバーである。

【００５９】図８の装置例では、２台のラインセンサカ
メラ８−３，８−４が向かい合う形で、通過する物体８
−６，７，８を上下両面から撮影を行い、物体の両面の
同期した画像を同時に得る。これにより、片面独立に判
定するだけでなく、表と裏の向きにずれなどの矛盾がな
いかも含めて判定することが可能となり、硬貨などの判
別をより正確に行うことができる。なお、４台以上のカ
メラを設置する場合には、２組以上をペアにして向かい
合うように設置しても良い。

【００６０】図９は、位置情報をライン画像を利用して
得る方法を示すための図であり、得られる画像の模式図
である。上下方向が時間、左右方向が位置を示す。

【００６１】図９（ａ）の９−１は、メダル状の物体が
等速でラインセンサで画像を撮影している部分を通過し
た場合、図９（ｂ）の９−２は、同じ物体が等加速度で
速度を変化させながら通過した場合の模式図である。

【００６２】等速運動する場合、メダル状の形状の物体
は楕円になる。等速運動しない場合、例えば等加速度運
動である場合は、９−２のように卵型のようにひずむ。

【００６３】メダル状の物体が通過する場合、この外郭
形状は物体の回転に依存しない。従って、この外郭形状
を抽出できれば物体の位置を特定できる。別の表現をす
れば、ラインセンサカメラに映っている物体の大きさ
（長さ）とその時大きさが拡大中か縮小中かがわかれ
ば、物体の位置を特定できる。

【００６４】図１０は、図９の結果を処理し、メダル状
の物体の外郭形状を示したものである。

【００６５】外郭形状の描出には、物体が存在しない場
合は通路部分が見えており、ライン画像であるので物体
が存在しない場合は見え方にほとんど変動がなく、縦の
線状のパターンが発生することを利用する。縦方向ｔ
（時間方向）の変動を調べるエッジ検出を行なえば、物
体が通過する間以外はエッジがないと判定できる。エッ
ジ検出には、例えば隣り合う時間での画素の差の二乗和
を計算する方法がある。ある１点で物体が到着すると、
画素値に変化が発生するのでエッジ計算でこの部分を抽
出可能である。逆に、物体が去る時もエッジが発生す
る。従って、エッジは例えば９−１では楕円内のみに発
生し、その他では発生しない。このようなエッジ群の外
接形状を求めることで、所望の情報が得られる。

【００６６】図１１は、ある時刻ｔ＝ｔ₀（時間方向ｔ
の位置をｙとするとｙ＝０）に想定の図１０のメダル状
の物体が、横方向ｘにおいて幅ｄで撮影されていたこと
を示す図である。この例では、幅は増大中である場合を
想定している。

【００６７】メダル状の物体の半径がｒであったとす
る。見えている幅がｄであるので、メダル状物体の中心
位置ｙは、ラインセンサ位置からｙ方向に±√（ｒ²−
（ｄ／２）²）であることが簡単な計算より求められ
る。この場合のメダル状物体の位置は２箇所考えられる
が、幅が増大中であれば図１１に示したように一意に定
まる。

【００６８】こうしてエッジがどんな形で発生したかを
捕らえることで、正確に各時間毎に物体の位置を把握す
ることができる。このように、ラインセンサカメラのラ
イン画像から物体位置を求める場合には、図２，５，
６，８および以下で説明する図１２において、位置セン
サが不要となり、装置の小型化やコストの低減に一層、
寄与できる。

【００６９】図９では、画像が１枚だけの場合を示した
が、実際には複数得られる場合も存在する。この場合で
あっても１枚のみを処理したり、それぞれを処理して平
均をとるなどして誤差を減らすことが可能である。

【００７０】図１２は、図２，６，８の装置と同等の機
能を実現するための装置例を示す図であって、複数のカ
メラを設置した場合の配置例を示す。ここで示した例
は、ラインセンサを３台設置した例である。しかし、両
面または片面、物体の移動方向に垂直か傾いているか、
片側に何台設置するかは自由である。

【００７１】図１２は、図１に記載された時系列ライン
画像１−１、位置情報１−２および辞書１−４を得るた
めの装置例を上面（ａ）と側面（ｂ）から示した図であ
る。図１２中、１２−１は移動物体通路、１２−２は物
体移動方向、１２−３，１２−４はペアにして移動物体
通路１２−１の上下に配置した２台のラインセンサカメ
ラＡ，Ｂ、１２−５は位置センサ、１２−６は時刻１の
移動物体、１２−７は時刻２の移動物体、１２−８は時
刻３の移動物体、１２−９はカバー、１２−１０は移動
物体通路１２−１に対して斜めに設置したもう１台のラ
インセンサカメラＣである。

【００７２】本実施形態例では、時系列ライン画像と辞
書パターンの照合方法は、前記したように最も単純には
差分総和、２乗平均、相関値計算などがあると述べた
が、本発明では、その他の様々な統計的手法が利用可能
である。例えば、凹凸をより強調するため、局所的な明
るさ変動を強調する方式（ＬＤＭ法：特開平１１−３２
８３１１号）を一次元化したものが考えられる。

【００７３】なお、図１で示した処理手順（ステップ）
をコンピュータに実行させることができることは言うま
でもなく、コンピュータにその処理手順を実行させるた
めのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な
記憶媒体、例えば、ＦＤ（フロッピーディスク：登録商
標）や、ＭＯ、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、
リムーバブルディスクなどに記録し、提供したり、配布
したるすることが可能である。また、該プログラムはイ
ンターネットや電子メールなど、ネットワークを通し
て、提供したり、配布したりすることも可能である。

【００７４】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれ
ば、対象物体を１度に見通せる瞬間や空間が存在しない
場合であっても、回転しながら移動する物体をラインセ
ンサカメラを用いて認識することが可能になる。また、
ラインセンサを用いることで、カメラヘッドを小型化で
きる。

【００７５】また、本発明によれば、硬貨などのメダル
状の物体が移動する時、その移動中にその両面の映像を
得ることができるとともに、物体の両面の同期した画像
を同時に得ることができるため、片面独立に判定するだ
けでなく、表面の表と裏の向きにずれなどの矛盾がない
かも含めて判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例による構成とともに移動
物体認識方法の手順を説明する図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は、図１の時系列ライン画像、
位置情報および辞書を得るための装置例を示した図であ
る。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、
速度が異なる物体が平行に移動した場合と、回転もかか
った上で移動した場合の画像パターン例を示した図であ
る。

【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、２種類の
位置を例にして、辞書を作成する時に得られるパターン
が何処から得られるかを示す図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は、図２の装置と同等または追
加機能を実現するための装置例を示したものであって、
物体の大きさを得る手段を付加した装置例を示す図であ
る。

【図６】（ａ），（ｂ）は、図２の装置と同等または追
加機能を実現するための装置例を示したものであって、
ラインセンサを移動方向に対し斜めに設置した例を示す
図である。

【図７】（ａ），（ｂ）は、ラインセンサカメラヘの照
明方法例を示す図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は、図２の装置に追加機能を実
現するための装置例を示したものであって、２台のライ
ンセンサを移動物体通路の上下に向かい合わせて設置し
た例を示す図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は、位置センサを用いずに、ラ
イン画像から移動する物体位置を求める例を説明する図
（その１）である。

【図１０】ライン画像から移動する物体位置を求める例
を説明する図（その２）である。

【図１１】ライン画像から移動する物体位置を求める例
を説明する図（その３）である。

【図１２】（ａ），（ｂ）は、図２，６，８の装置と同
等の機能を実現するための装置例を示したものであっ
て、３台のラインセンサを設置した例を示す図である。

【符号の説明】

１−１…時系列ライン画像 １−２…位置情報 １−３…辞書 １−４…位置毎類似度計算処理 １−５…全照合処理 １−６…照合結果 ２−１…移動物体通路 ２−２…物体移動方向 ２−３…ラインセンサカメラ ２−４…位置センサ ２−５…時刻１の移動物体 ２−６…時刻２の移動物体 ２−７…時刻３の移動物体 ２−８…カバー ３−１…元の物体の形の例 ３−２…回転なく速い速度で移動した場合の画像例 ３−３…回転なく３−２より遅い速度で移動した場合の
画像例 ３−４…回転を伴い３−２と同じ速度で移動した場合の
画像例 ３−５…回転を伴い３−３と同じ速度で移動した場合の
画像例 ４−１…位置が物体周辺に近い場合の撮影箇所 ４−２…４−１の撮影箇所で得られる可能性のある物体
パターンの配置の位置 ４−３…位置がより物体中心に近い場合の撮影箇所 ４−４…４−２の捌影箇所で得られる可能性のある物体
パターンの配置の位置 ５−１…移動物体通路 ５−２…物体移動方向 ５−３…ラインセンサカメラ ５−４…位置センサ ５−５…時刻１の移動物体 ５−６…時刻２の移動物体 ５−７…時刻３の移動物体 ５−８…カバー ５−９…大きさセンサ ６−１…移動物体通路 ６−２…物体移動方向 ６−３…ラインセンサカメラ ６−４…位置センサ ６−５…時刻１の移動物体 ６−６…時刻２の移動物体 ６−７…時刻３の移動物体 ６−８…カバー ７−１…移動物体通路 ７−２…移動物体移動方向 ７−３…ラインセンサカメラ ７−４…カバー ７−５…照明 ７−６…照明方向 ８−１…移動物体通路 ８−２…物体移動方向 ８−３…ラインセンサカメラＡ ８−４…ラインセンサカメラＢ ８−５…位置センサ ８−６…時刻１の移動物体 ８−７…時刻２の移動物体 ８−８…時刻３の移動物体 ８−９…カバー １２−１…移動物体通路 １２−２…物体移動方向 １２−３…ラインセンサカメラＡ １２−４…ラインセンサカメラＢ １２−５…位置センサ １２−６…時刻１の移動物体 １２−７…時刻２の移動物体 １２−８…時刻３の移動物体 １２−９…カバー １２−１０…ラインセンサカメラＣ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０７Ｄ 7/20 Ｇ０７Ｄ 7/20 (72)発明者 大原 秀一 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 塩 昭夫 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 大塚 作一 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 新井 啓之 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 吉田 雅治 神奈川県横浜市中区不老町２丁目９番１号 エヌ・ティ・ティアイティ株式会社内 Ｆターム(参考） 3E002 AA04 BD01 CA02 CA06 3E041 AA10 BA01 BA11 BB03 BC06 CB10 EA03 5B047 BA01 BB02 CA14 CB11 5L096 CA16 FA34 HA09 JA03

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の経路を移動する物体を撮影する移
   動物体撮影方法において、 前記経路をまたぐように設置されたラインセンサカメラ
   から移動中の物体のライン画像を得るライン画像取得ス
   テップと、 前記ライン画像の位置情報として、位置センサにより移
   動中物体の位置を得る位置情報取得ステップとを、 有することを特徴とする移動物体撮影方法。
2. 【請求項２】 特定の経路を移動するメダル状の物体を
   撮影する移動物体撮影方法において、 前記経路をまたぐように設置されたラインセンサカメラ
   から移動中の物体のライン画像を得るライン画像取得ス
   テップと、 前記ライン画像の変化する領域を抽出することにより移
   動中物体の位置を得る位置情報取得ステップとを、 有することを特徴とする移動物体撮影方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の移動物体
   撮影方法であって、 前記ライン画像取得ステップにおいて、ラインセンサカ
   メラを２台以上設置して同期させて撮影し、物体のライ
   ン画像を得ることを特徴とする移動物体撮影方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
   記載の移動物体撮影方法であって、 前記ライン画像取得ステップにおいて、向かい合う箇所
   にラインセンサカメラを設置することを特徴とする移動
   物体撮影方法。
5. 【請求項５】 特定の経路を移動する物体を撮影する移
   動物体撮影装置において、 前記経路をまたぐように設置されたラインセンサカメラ
   から移動中の物体のライン画像を得るライン画像取得手
   段と、 前記ライン画像の位置情報として、位置センサにより移
   動中物体の位置を得る位置情報取得手段とを、 有することを特徴とする移動物体撮影装置。
6. 【請求項６】 特定の経路を移動するメダル状の物体を
   撮影する移動物体撮影装置において、 前記経路をまたぐように設置されたラインセンサカメラ
   から移動中の物体のライン画像を得るライン画像取得手
   段と、 前記ライン画像の変化する領域を抽出することにより移
   動中物体の位置を得る位置情報取得手段とを、 有することを特徴とする移動物体撮影装置。
7. 【請求項７】 請求項５または請求項６記載の移動物体
   撮影装置であって、 前記ライン画像取得手段において、ラインセンサカメラ
   を２台以上設置して同期させて撮影し、物体のライン画
   像を得ることを特徴とする移動物体撮影装置。
8. 【請求項８】 請求項５ないし請求項７のいずれか１項
   記載の移動物体撮影装置であって、 前記ライン画像取得手段において、向かい合う箇所にラ
   インセンサカメラを設置することを特徴とする移動物体
   撮影装置。
9. 【請求項９】 特定の経路を移動する物体を認識する移
   動物体認識方法において、 当該物体が前記経路を移動する場合に各位置で得られる
   ライン画像または当該ライン画像を必要に応じて加工し
   た結果の集合を辞書として蓄積手段に蓄積する辞書蓄積
   ステップと、 前記経路をまたぐように設置されたラインセンサカメラ
   から移動中の物体のライン画像を得るライン画像取得ス
   テップと、 前記ライン画像の位置情報として、位置センサにより移
   動中物体の位置を得る位置情報取得ステップと、 前記ライン画像毎に、前記蓄積手段から読み出した当該
   ライン画像の位置情報に相当する辞書との照合を行い、
   位置毎に得られたライン画像と辞書の類似度を計算する
   位置毎類似度計算ステップと、 前記各位置毎に得られた類似度全体と参照した辞書全体
   の整合性から前記物体と辞書が類似するか否かを判定す
   る全照合ステップとを、 有することを特徴とする移動物体認識方法。
10. 【請求項１０】 特定の経路を移動するメダル状の物体
    を認識する移動物体認識方法において、 当該物体が前記経路を移動する場合に各位置で得られる
    ライン画像または当該ライン画像を必要に応じて加工し
    た結果の集合を辞書として蓄積手段に蓄積する辞書蓄積
    ステップと、 前記経路をまたぐように設置されたラインセンサカメラ
    から移動中の物体のライン画像を得るライン画像取得ス
    テップと、 前記ライン画像の変化する領域を抽出することにより移
    動中物体の位置を得る位置情報取得ステップと、 前記ライン画像毎に、前記蓄積手段から読み出した当該
    ライン画像の位置情報に相当する辞書との照合を行い、
    位置毎に得られたライン画像と辞書の類似度を計算する
    位置毎類似度計算ステップと、 前記各位置毎に得られた類似度全体と参照した辞書全体
    の整合性から前記物体と辞書が類似するか否かを判定す
    る全照合ステップとを、 有することを特徴とする移動物体認識方法。
11. 【請求項１１】 請求項９または請求項１０記載の移動
    物体認識方法であって、 辞書蓄積ステップは、認識対象となる物体を様々な回転
    角度で平行移動させて得られた時系列画像とその位置情
    報を回転角度と共に辞書として蓄積するステップである
    ことを特徴とする移動物体認識方法。
12. 【請求項１２】 請求項９ないし請求項１１のいずれか
    １項記載の移動物体認識方法であって、 物体の大きさを検知し、検知した物体の大きさにより前
    記位置毎類似度計算ステップで参照する辞書を特定する
    ステップを更に有することを特徴とする移動物体認識方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項９ないし請求項１２のいずれか
    １項記載の移動物体認識方法であって、 前記ライン画像取得ステップにおいて、ラインセンサカ
    メラを物体が移動する方向に対し直角な方向に設置し、
    移動中の物体のライン画像を得ることを特徴とする移動
    物体認識方法。
14. 【請求項１４】 請求項９ないし請求項１３のいずれか
    １項記載の移動物体認識方法であって、 前記ライン画像取得ステップにおいて、ラインセンサカ
    メラを２台以上設置して同期させて撮影し、物体のライ
    ン画像を得ることを特徴とする移動物体認識方法。
15. 【請求項１５】 請求項９ないし請求項１４のいずれか
    １項記載の移動物体認識方法であって、 前記ライン画像取得ステップにおいて、ラインセンサカ
    メラの撮影位置に対し、当該ラインセンサカメラのライ
    ン方向とは直交しない向きから照明することを特徴とす
    る移動物体認識方法。
16. 【請求項１６】 請求項９ないし請求項１５のいずれか
    １項記載の移動物体認識方法であって、 前記ライン画像取得ステップにおいて、向かい合う箇所
    にラインセンサカメラを設置することを特徴とする移動
    物体認識方法。
17. 【請求項１７】 特定の経路を移動する物体を認識する
    移動物体認識装置において、 当該物体が前記経路を移動する場合に各位置で得られる
    ライン画像または当該ライン画像を必要に応じて加工し
    た結果の集合を辞書として蓄積する辞書蓄積手段と、 前記経路をまたぐように設置されたラインセンサカメラ
    から移動中の物体のライン画像を得るライン画像取得手
    段と、 前記ライン画像の位置情報として、位置センサにより移
    動中物体の位置を得る位置情報取得手段と、 前記ライン画像毎に、前記辞書蓄積手段から読み出した
    当該ライン画像の位置情報に相当する辞書との照合を行
    い、位置毎に得られたライン画像と辞書の類似度を計算
    する位置毎類似度計算手段と、 前記各位置毎に得られた類似度全体と参照した辞書全体
    の整合性から前記物体と辞書が類似するか否かを判定す
    る全照合手段とを、 有することを特徴とする移動物体認識装置。
18. 【請求項１８】 特定の経路を移動するメダル状の物体
    を認識する移動物体認識装置において、 当該物体が前記経路を移動する場合に各位置で得られる
    ライン画像または当該ライン画像を必要に応じて加工し
    た結果の集合を辞書として蓄積する辞書蓄積手段と、 前記経路をまたぐように設置されたラインセンサカメラ
    から移動中の物体のライン画像を得るライン画像取得手
    段と、 前記ライン画像の変化する領域を抽出することにより移
    動中物体の位置を得る位置情報取得手段と、 前記ライン画像毎に、前記辞書蓄積手段から読み出した
    当該ライン画像の位置情報に相当する辞書との照合を行
    い、位置毎に得られたライン画像と辞書の類似度を計算
    する位置毎類似度計算手段と、 前記各位置毎に得られた類似度全体と参照した辞書全体
    の整合性から前記物体と辞書が類似するか否かを判定す
    る全照合手段とを、 有することを特徴とする移動物体認識装置。
19. 【請求項１９】 請求項１７または請求項１８記載の移
    動物体認識装置であって、 前記ライン画像取得手段において、ラインセンサカメラ
    を２台以上設置して同期させて撮影し、物体のライン画
    像を得ることを特徴とする移動物体認識装置。
20. 【請求項２０】 請求項１７ないし請求項１９のいずれ
    か１項記載の移動物体認識装置であって、 前記ライン画像取得手段において、向かい合う箇所にラ
    インセンサカメラを設置することを特徴とする移動物体
    認識装置。