JP4624884B2 - 作業車の画像処理装置 - Google Patents
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Description
この場合、田面を撮影して撮影データを得る撮影手段を備えて、撮影データから苗の色相を備えた画素を抽出し、この画素を田面に植え付けられた苗に対応する画素として抽出して、ハフ変換等に基づいて田面に植え付けられた苗に対応する画素に沿って線分を設定し、設定された線分に沿って機体が自動的に走行するように構成したものがある(特許文献1参照)。
(構成)
本発明の第1特徴は作業車の画像処理装置において次のように構成することにある。
所定の色相を備えた物体が列状に並んだ状態において、列状に並んだ物体を撮影して撮影データを得る撮影手段を備える。撮影データから物体の色相を備えた画素を抽出する抽出手段と、撮影データにエッジ処理を施して画素を抽出するエッジ処理手段とを備える。抽出手段により抽出された画素の数が第1設定値よりも少ない場合には、抽出手段の処理を受けて抽出された画素及びエッジ処理手段の処理を受けて抽出された画素を物体に対応する画素として設定し、抽出手段により抽出された画素の数が第1設定値より大きい値に設定された第2設定値よりも多い場合には、抽出手段及びエッジ処理手段の両方の処理を受けて抽出された画素を物体に対応する画素として設定し、抽出手段により抽出された画素の数が第1及び第2設定値の間にある場合には、エッジ処理手段の処理を受けて抽出された画素を考慮せずに抽出手段の処理を受けて抽出された画素を物体に対応する画素として設定する画素設定手段を備える。物体に対応する画素に沿って線分を設定する線分設定手段を備える。
例えば物体が存在する面(地面や田面等)に物体の色相に近い色相を備えた樹木や建物が映り、物体に加えて樹木や建物も一緒に撮影されてしまうと、抽出手段により撮影データから、物体の色相を備えた画素が抽出されるのに加えて、物体の色相に近い色相を備えた樹木や建物の画素も抽出される。
このように本発明の第1特徴によると、例えば物体が存在する面(地面や田面等)に物体の色相に近い色相を備えた樹木や建物が映る場合には、抽出手段及びエッジ処理手段の両方の処理を受けて抽出された画素を、物体に対応する画素として設定することにより、物体の色相に近い色相を備えた樹木や建物の画素を除去しながら、列状に並んだ物体に沿って線分を適切に設定することができる。
前述のように、物体の表面や輪郭部分は一般に色相や明るさの変化があるので、太陽光により物体の色相が消されたような状態になっていても、エッジ処理を施すことにより、物体の色相を備えた画素を抽出することができる。
このように本発明の第1特徴によると、例えば物体が存在する面(地面や田面等)に太陽光が反射して、太陽光により物体の色相が消されたような状態になる場合には、抽出手段及びエッジ処理手段の一方の処理を受けて抽出された画素を、物体に対応する画素として設定することにより、物体に対応する画素を多く抽出することができて、列状に並んだ物体に沿って線分を適切に設定することができる。
本発明の第1特徴によると、列状に並んだ物体を撮影し、列状に並んだ物体に沿って線分を設定する作業車の画像処理装置において、例えば物体が存在する面(地面や田面等)に物体の色相に近い色相を備えた樹木や建物が映った場合や、例えば物体が存在する面(地面や田面等)に太陽光が反射した場合に、物体に対応する画素を適切に抽出し、列状に並んだ物体に沿って線分を適切に設定することができるようになって、画像処理機能を高めることができた。
(構成)
本発明の第2特徴は、本発明の第1特徴の作業車の画像処理装置において次のように構成することにある。
撮影データを複数の領域に分割する分割処理手段を備える。領域の各々において画素設定手段により物体に対応する画素を設定する。
本発明の第2特徴によると、本発明の第1特徴と同様に前項[I]に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
前項[I]に記載のように、物体が存在する面(地面や田面等)に物体の色相に近い色相を備えた樹木や建物が映る状態や、物体が存在する面(地面や田面等)に太陽光が反射する状態は、撮影データの全ての範囲に亘って発生するものではなく、撮影データにおいて前述の状態が発生した部分や発生していない部分がある。
本発明の第2特徴によると、本発明の第1特徴と同様に前項[I]に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第2特徴によると、撮影データを複数の領域に分割し、領域の各々において物体に対応する画素を適切に設定することができるようになって、画像処理機能を高めることができた。
(構成)
本発明の第3特徴は、本発明の第1又は第2特徴の作業車の画像処理装置において次のように構成することにある。
撮影データのゲインを変更自在なゲイン変更手段を備える。
本発明の第3特徴によると、本発明の第1又は第2特徴と同様に前項[I][II]に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
例えば物体が存在する面(地面や田面等)に太陽光が反射すると、太陽光の反射具合によって、物体が存在していない部分でも、物体の色相に近い色相を備え且つ色相や明るさの変化が生じている部分が発生することがあり、このような部分が物体に対応する画素として設定されてしまうことがある。
このように、物体の色相に近い色相を備え且つ色相や明るさの変化が生じている部分の画素のデータを、上限値で揃えてしまえば(上限値の一定値で変化の無い状態とすることができれば)、エッジ処理を施すことにより、物体の色相に近い色相を備え且つ色相や明るさの変化が生じている部分の画素を除去することができる。
本発明の第3特徴によると、本発明の第1又は第2特徴と同様に前項[I][II]に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第3特徴によると、物体の色相に近い色相を備え且つ色相や明るさの変化が生じている部分が発生した場合、このような部分の画素を除去することができるようになって、画像処理機能を高めることができた。
図3及び図4に示すように、撮影データ(画像)において(ステップS1)、色相の赤成分、緑成分及び青成分のうち、赤成分の濃度よりも緑成分の濃度が大で、青成分の濃度よりも赤成分の濃度が大である画素(図3に示す範囲D1に属する画素)が抽出され、この画素のうち彩度Sが設定値S0よりも大の画素G0が抽出される(ステップS2)(抽出手段に相当)。この場合、設定値S0は大小に任意に変更可能である。
例えば図4の領域B11,B12のように、田面に苗A1,A2の色相に近い色相を備えた樹木や建物が映り、右(左)のカメラ7により苗A1,A2に加えて樹木や建物も一緒に撮影されてしまうと、苗A1,A2の色相に近い色相を備えた樹木や建物の画素C1が画素G0と一緒に多数抽出されて、画素C1が画素G0としてカウントされてしまい、画素G0(画素C1)の数Kが第2設定値K2よりも多くなることがある(ステップS6,S7)。
これにより、画素G0(画素C1)の数Kが第2設定値K2よりも多い場合(ステップS6,S7)、画素G0且つエッジ処理で「1」が設定された画素が、苗A1,A2に対応する画素G01として設定される(ステップS8)(画素G0が残されて、画素C1が除去される)(図5の領域B11,B12参照)(画素設定手段に相当)。
この場合に、撮影データ(画像)のゲインが変更可能に構成されており(ゲイン変更手段に相当)、撮影データ(画像)のゲインを大きくしてやることにより、前述の部分の画素のデータを、上限値(8ビットであれば、255ビットとなる)まで大きくして、上限値で揃える(上限値の一定値で変化の無い状態とすることができる)。このように、苗A1,A2の色相に近い色相を備え且つ色相や明るさの変化が生じている部分の画素のデータを、上限値で揃えてしまえば(上限値の一定値で変化の無い状態とすることができれば)、エッジ処理を施すことにより(ステップS3)、苗A1,A2の色相に近い色相を備え且つ色相や明るさの変化が生じている部分の画素が、「0」として設定されて、ステップS8,S9で除去される。
M1=N4×(N1+N2+N3)
の式に基づいて求められ、図9から図10に示すように、線分L1〜L4のうち評価値M1が最上位から所定個数の線分L1,L2,L3が選択される(線分L1〜L4のうち評価値M1が最上位から所定個数以外の線分L4が削除される)。
J1=位置偏差(F1−F11)×角度偏差(H1−H11)
J2=位置偏差(F1−F12)×角度偏差(H1−H12)
の式に基づいてJ1,J2が求められるのであり、線分L1の評価値M2が次の式で求められる。
M2=線分L1に属する候補画素G1の数(N1+N2+N3+N4)/(J1及びJ2のうちの小さいもの)
J1=位置偏差(F2−F11)×角度偏差(H2−H11)
J2=位置偏差(F2−F12)×角度偏差(H2−H12)
の式に基づいてJ1,J2が求められるのであり、線分L2の評価値M2が次の式で求められる。
M2=線分L2に属する候補画素G2の数(N1+N2+N3+N4)/(J1及びJ2のうちの小さいもの)
J1=位置偏差(F3−F11)×角度偏差(H3−H11)
J2=位置偏差(F3−F12)×角度偏差(H3−H12)
の式に基づいてJ1,J2が求められるのであり、線分L3の評価値M2が次の式で求められる。
M2=線分L3に属する候補画素G3の数(N1+N2+N3+N4)/(J1及びJ2のうちの小さいもの)
従って、図12に示すように、田面に植え付けられた苗A1(機体の直ぐ隣の列)に相当する線分L1、及び田面に植え付けられた苗A2(機体の隣の隣の列)に相当する線分L2が設定される(線分設定手段に相当)。
A1,A2 物体
B11,B12,B13,B14 領域
G0,G01 画素
K 画素の数
K1 第1設定値
K2 第2設定値
L1,L2 線分
Claims (3)
- 所定の色相を備えた物体が列状に並んだ状態において、列状に並んだ物体を撮影して撮影データを得る撮影手段と、
撮影データから物体の色相を備えた画素を抽出する抽出手段と、撮影データにエッジ処理を施して画素を抽出するエッジ処理手段と、
前記抽出手段により抽出された画素の数が第1設定値よりも少ない場合には、前記抽出手段の処理を受けて抽出された画素及び前記エッジ処理手段の処理を受けて抽出された画素を物体に対応する画素として設定し、前記抽出手段により抽出された画素の数が前記第1設定値より大きい値に設定された第2設定値よりも多い場合には、前記抽出手段及びエッジ処理手段の両方の処理を受けて抽出された画素を物体に対応する画素として設定し、前記抽出手段により抽出された画素の数が前記第1及び第2設定値の間にある場合には、前記エッジ処理手段の処理を受けて抽出された画素を考慮せずに前記抽出手段の処理を受けて抽出された画素を物体に対応する画素として設定する画素設定手段と、
物体に対応する画素に沿って線分を設定する線分設定手段とを備えてある作業車の画像処理装置。 - 撮影データを複数の領域に分割する分割処理手段を備え、領域の各々において画素設定手段により物体に対応する画素を設定するように構成してある請求項1に記載の作業車の画像処理装置。
- 撮影データのゲインを変更自在なゲイン変更手段を備えてある請求項1又は2に記載の作業車の画像処理装置。
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