JP2943257B2 - 高精度位置認識方法 - Google Patents
高精度位置認識方法Info
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- JP2943257B2 JP2943257B2 JP2170621A JP17062190A JP2943257B2 JP 2943257 B2 JP2943257 B2 JP 2943257B2 JP 2170621 A JP2170621 A JP 2170621A JP 17062190 A JP17062190 A JP 17062190A JP 2943257 B2 JP2943257 B2 JP 2943257B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョンカメラなどの画像入力装置とヒ
ンピュータなどを用いた高精度位置認識方法に関するも
のである。
ンピュータなどを用いた高精度位置認識方法に関するも
のである。
従来の技術 近年、位置認識に用いる計測機器はますます高世どな
ものが要求されるようになってきいいる。以下、図面を
参照しながら、従来の高精度位置認識方法の一例につい
て、第４図及び第５図を参照しながら説明する。
ものが要求されるようになってきいいる。以下、図面を
参照しながら、従来の高精度位置認識方法の一例につい
て、第４図及び第５図を参照しながら説明する。
第４図は、対象の像１を含む二次元パターンを示す。
２はその像１の特定部分であり、標準パターンとなる。
第５図は第４図とは別の入力パターン３であり、４は標
準パターン２と最もよく一致する一致パターンで、５は
その特定位置である。従来の位置認識方法は、まず、対
象の像１の標準パターン２をあらかじめ二次元配列パタ
ーンとして記憶しておく。この特定部分は、他の部分と
区別できるパターンであればどれでもよい。そして入力
された入力パターン３の部分パターンから、標準パター
ン２と最もよく一致する一致パターン４を探し、一致パ
ターン４内の特定位置５を対象の位置とする。なお、第
５図では特定位置は標準パターン２の左上隅としている
が、標準パターン２との空間的関係が明確な点（右下隅
や、標準パターン２の中央等）ならばどれでもよい。以
上のようにして対象の位置の計測を行う。
２はその像１の特定部分であり、標準パターンとなる。
第５図は第４図とは別の入力パターン３であり、４は標
準パターン２と最もよく一致する一致パターンで、５は
その特定位置である。従来の位置認識方法は、まず、対
象の像１の標準パターン２をあらかじめ二次元配列パタ
ーンとして記憶しておく。この特定部分は、他の部分と
区別できるパターンであればどれでもよい。そして入力
された入力パターン３の部分パターンから、標準パター
ン２と最もよく一致する一致パターン４を探し、一致パ
ターン４内の特定位置５を対象の位置とする。なお、第
５図では特定位置は標準パターン２の左上隅としている
が、標準パターン２との空間的関係が明確な点（右下隅
や、標準パターン２の中央等）ならばどれでもよい。以
上のようにして対象の位置の計測を行う。
発明が解決しようとする課題 このような従来の構成では、高精度の位置計測ができ
ない。その理由は次の通りである。標準パターン２と最
もよく一致する一致パターン４を探すためには複雑な課
程が必要なので、コンピュータまたはディジタル回路に
よって行われる。したがって、標準パターン２はディジ
タル化されたデータとして記憶される。すなわち、縦横
方向に空間を等分割し、分割された各空間の濃度値のデ
ータが記憶される。この場合の空間を分割することをサ
ンプリングと呼び、サンプリングの間隔をサンプリング
間隔と呼ぶ。したがって、上記構成で計算した特定位置
５は、サンプリング間隔の倍数としてしか得られないた
め、精度もサンプリング間隔と同程度のものしか得られ
ない。
ない。その理由は次の通りである。標準パターン２と最
もよく一致する一致パターン４を探すためには複雑な課
程が必要なので、コンピュータまたはディジタル回路に
よって行われる。したがって、標準パターン２はディジ
タル化されたデータとして記憶される。すなわち、縦横
方向に空間を等分割し、分割された各空間の濃度値のデ
ータが記憶される。この場合の空間を分割することをサ
ンプリングと呼び、サンプリングの間隔をサンプリング
間隔と呼ぶ。したがって、上記構成で計算した特定位置
５は、サンプリング間隔の倍数としてしか得られないた
め、精度もサンプリング間隔と同程度のものしか得られ
ない。
本発明の３つの発明はともにサンプリング間隔よりも
高精度の位置計測を高速に実現できる高精度位置認識方
法を提供することを目的とする。
高精度の位置計測を高速に実現できる高精度位置認識方
法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、対象の特定部分の二次元パターンをあらか
じめ二次元配列の標準パターンとして記憶しておき、入
力された位置認識対象の二次元パターンの部分パターン
から上記標準パターンと最もよく一致する一致パターン
を見いだすことによって上記入力された二次元パターン
における対象の特定位置を計測する第１段階と、あらか
じめ標準パターンに持たせておいた縦横方向の濃度値か
ら得られたそれぞれの近似曲線を一致パターンと比較す
ることによって、第１段階で得られた特定位置を補正す
る第２段階とを備えたことを特徴とする。
じめ二次元配列の標準パターンとして記憶しておき、入
力された位置認識対象の二次元パターンの部分パターン
から上記標準パターンと最もよく一致する一致パターン
を見いだすことによって上記入力された二次元パターン
における対象の特定位置を計測する第１段階と、あらか
じめ標準パターンに持たせておいた縦横方向の濃度値か
ら得られたそれぞれの近似曲線を一致パターンと比較す
ることによって、第１段階で得られた特定位置を補正す
る第２段階とを備えたことを特徴とする。
作用 本発明は第１段階の計測で得られた特定位置を、２段
階においてサンプリング間隔よりも小さいレベルで補正
することができるため、サンプリング間隔よりも高精度
で特定位置を計測できる。また、処理内容も簡単である
ため高速に特定位置を計測できる。
階においてサンプリング間隔よりも小さいレベルで補正
することができるため、サンプリング間隔よりも高精度
で特定位置を計測できる。また、処理内容も簡単である
ため高速に特定位置を計測できる。
実 施 例 以下、本発明の一実施例における高精度位置認識方法
を具体例に基づいて説明する。
を具体例に基づいて説明する。
先ず、第４図に示すように、対象の像１の特定部分の
二次元パターンをあらかじめ二次元配列の標準パターン
２として記憶しておく。第１段階は、第５図に示すよう
に、入力された対象の像１を含む新たな二次元パターン
の部分パターンから、標準パターンと最もよく一致する
一致パターン４を探し、一致パターン４内の特定位置５
を計測する。
二次元パターンをあらかじめ二次元配列の標準パターン
２として記憶しておく。第１段階は、第５図に示すよう
に、入力された対象の像１を含む新たな二次元パターン
の部分パターンから、標準パターンと最もよく一致する
一致パターン４を探し、一致パターン４内の特定位置５
を計測する。
次に、本実施例における第２段階について、比較例と
参照して説明する。
参照して説明する。
［比較例１］ 第１図のように標準パターン２の画素ごとの濃度値を
縦横方向それぞれに投影して集計した値（以後、これを
投影パターンと呼ぶ）から標準パターン２の重心（ug,v
g）をあらかじめ求めておく。６は横方向投影パター
ン、７は縦方向投影パターン、８は重心である。第１段
階で求めた一致パターン４の投影パターンから一致パタ
ーン４の重心（sug,svg）を求める。標準パターン２の
重心８と一致パターンの重心のずれを求め、これを用い
て第１段階で求めた対象内の特定位置を次式により修正
する。
縦横方向それぞれに投影して集計した値（以後、これを
投影パターンと呼ぶ）から標準パターン２の重心（ug,v
g）をあらかじめ求めておく。６は横方向投影パター
ン、７は縦方向投影パターン、８は重心である。第１段
階で求めた一致パターン４の投影パターンから一致パタ
ーン４の重心（sug,svg）を求める。標準パターン２の
重心８と一致パターンの重心のずれを求め、これを用い
て第１段階で求めた対象内の特定位置を次式により修正
する。
横方向:vg−sug 縦方向:vg−svg ［比較例２］ 第２図のように一致パターン４の一致度（第１段階で
入力パターンの部分パターンから標準バターンに最もよ
く一致する一致パターン４を探すことは、最も大きい一
致度をもつ部分パターンを探すことである）をω０と
し、第１段階から求めた対象の特定位置５から標準パタ
ーン２を縦横方向に±１画素ずつずらした位置での部分
パターンと標準パターン２の一致度をω１〜ω４とす
る。これらを用いて第１段階で求めた対象内の特定位置
５を次式により修正する。
入力パターンの部分パターンから標準バターンに最もよ
く一致する一致パターン４を探すことは、最も大きい一
致度をもつ部分パターンを探すことである）をω０と
し、第１段階から求めた対象の特定位置５から標準パタ
ーン２を縦横方向に±１画素ずつずらした位置での部分
パターンと標準パターン２の一致度をω１〜ω４とす
る。これらを用いて第１段階で求めた対象内の特定位置
５を次式により修正する。
横方向：（ω２−ω４）／（ω２＋ω４） 縦方向：（−ω１＋ω３）／（ω１＋ω３） ［実施例］ 本実施例においては、標準パターン２の投影パターン
6,7（第１図参照）から縦横方向それぞれの濃度値の近
似曲線をスプライン関数を用いて求めておき、これと第
１段階で求めた一致パターン４の投影パターンとの一致
度を縦横方向それぞれに前記近似曲線を±１画素の間で
0.1画素ピッチでずらして求める。第３図は、横方向に
おける近似曲線９と一致パターン４の投影パターン10と
の一致度を計算するために近似曲線９を横方向に±１画
素の間で0.1画素ピッチでずらしている過程を示してい
る。これから最大一致度をもつ位置を求め、対象内の特
定位置５を修正する。
6,7（第１図参照）から縦横方向それぞれの濃度値の近
似曲線をスプライン関数を用いて求めておき、これと第
１段階で求めた一致パターン４の投影パターンとの一致
度を縦横方向それぞれに前記近似曲線を±１画素の間で
0.1画素ピッチでずらして求める。第３図は、横方向に
おける近似曲線９と一致パターン４の投影パターン10と
の一致度を計算するために近似曲線９を横方向に±１画
素の間で0.1画素ピッチでずらしている過程を示してい
る。これから最大一致度をもつ位置を求め、対象内の特
定位置５を修正する。
本実施例において、投影パターンから近似曲線を求め
たが投影パターンを用いることは特定しない。例えば、
任意の縦横方向線の濃度値を用いることも可能である。
また、近似曲線を求める規則についても、精度良く求め
られるものであればスプライン関数以外の方法を用いて
もよい。また、一致度を求める際の範囲、ピッチについ
ても精度が保証される範囲ならば特定しない。また、最
大一致度をもつ位置を求める方法についても、近似曲線
と投影パターンとの一致度を比較できるのであれば特定
はしない。
たが投影パターンを用いることは特定しない。例えば、
任意の縦横方向線の濃度値を用いることも可能である。
また、近似曲線を求める規則についても、精度良く求め
られるものであればスプライン関数以外の方法を用いて
もよい。また、一致度を求める際の範囲、ピッチについ
ても精度が保証される範囲ならば特定しない。また、最
大一致度をもつ位置を求める方法についても、近似曲線
と投影パターンとの一致度を比較できるのであれば特定
はしない。
発明の効果 以上のように本発明によれば、サンプリング間隔より
も高精度で、しかも高速に特定位置を計測することがで
きる。
も高精度で、しかも高速に特定位置を計測することがで
きる。
単に精度を向上させるのが目的であれば、カメラの倍
率を高めればよいが、視野の範囲が同じであれば、処理
するためのデータ量は倍率の二乗の割合で増加する。そ
のため、ハードウェアのコストや処理のための時間が急
速に増加するという問題があるが、本発明の高精度位置
認識方法では、この問題ではなく実用価値は大きい。
率を高めればよいが、視野の範囲が同じであれば、処理
するためのデータ量は倍率の二乗の割合で増加する。そ
のため、ハードウェアのコストや処理のための時間が急
速に増加するという問題があるが、本発明の高精度位置
認識方法では、この問題ではなく実用価値は大きい。
第１図は本発明の一実施例の第２段階における第１の場
合を示す標準パターンの投影パターン図、第２図は同段
階における第２の場合で一致パターンの周囲の部分パタ
ーンと標準パターンとの一致度を示す図、第３図は同段
階における第３の場合で近似曲線と一致パターンの投影
パターンを示す図、第４図は対象の像を含む二次元パタ
ーンの標準パターンを示す図、第５図は第１段階の一致
パターンとその特定位置を示す図である。 １……対象の像、２……標準パターン、４……一致パタ
ーン、５……特定位置、６……横方向投影パターン、７
……縦方向投影パターン、８……重心、９……横方向近
似曲線、10……一致パターンの横方向投影パターン。
合を示す標準パターンの投影パターン図、第２図は同段
階における第２の場合で一致パターンの周囲の部分パタ
ーンと標準パターンとの一致度を示す図、第３図は同段
階における第３の場合で近似曲線と一致パターンの投影
パターンを示す図、第４図は対象の像を含む二次元パタ
ーンの標準パターンを示す図、第５図は第１段階の一致
パターンとその特定位置を示す図である。 １……対象の像、２……標準パターン、４……一致パタ
ーン、５……特定位置、６……横方向投影パターン、７
……縦方向投影パターン、８……重心、９……横方向近
似曲線、10……一致パターンの横方向投影パターン。
Claims (1)
- 【請求項１】対象の特定部分の二次元パターンをあらか
じめ二次元配列の標準パターンとして記憶しておき、入
力された位置認識対象の二次元パターンの部分パターン
から上記標準パターンと最もよく一致する一致パターン
を見出い出すことによって上記入力された二次元パター
ンにおける対象の特定位置を計測する第１段階と、あら
かじめ標準パターンに持たせておいた縦横方向の濃度値
から得られたそれぞれの近似曲線を一致パターンと比較
することによって、第１段階で得られた特定位置を補正
する第２段階とを備えたことを特徴とする高精度位置認
識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170621A JP2943257B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 高精度位置認識方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170621A JP2943257B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 高精度位置認識方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458376A JPH0458376A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2943257B2 true JP2943257B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15908271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2170621A Expired - Fee Related JP2943257B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 高精度位置認識方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943257B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4887820B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2012-02-29 | 富士通株式会社 | 画像位置計測方法、画像位置計測装置および画像位置計測プログラム |
| JP2007317013A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Nikon Corp | 位置検出装置 |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2170621A patent/JP2943257B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458376A (ja) | 1992-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |