JPH01174903A - 荷物載置場所のターゲット認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野］ 本発明は、被検出物のターゲット認識方法に係り、特に、パレットの所定の位置に設けられたターゲットを高精度に認識する際に用いるのに好適な、被検出物のターゲット認識方法に関する。 【従来の技術】

工場内でコイル等の荷をパレット上の所定位置にａ置す
る際には、該荷をクレーン等で吊り、該クレーンをパレ
ット上の所定位置に位置決めして荷を吊り降ろす必要が
ある。ところで、特開昭６２−１３８７．０２で開示さ
れたクレーンの吊荷中心位置の検出方法がある。この検
出方法は、クレーン上にテレビカメラを設け、該カメラ
で荷を撮像して、この際に作成された撮像信号から吊荷
中心を検出するものである。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、この方法においては、例えば鋼板のよう
に、吊荷形状が一定（投影面積部の分布比重が一定）で
なければ吊荷中心を特定することが難しく、良好な位置
決め精度を得られないものである。又、荷吊りのみに有
効であり、荷降ろしに用いることができないものである
。 そこで前記パレットに所定のターゲットを設け、パレッ
ト上に設けられたターゲットをテレビカメラによって撮
像して作成される映像信号から認識する方法が考えられ
る。 しかしながら、この方法においては該ターゲットの周囲
にターゲットと近似したパターン、例えばパレットの汚
れ等が存在した場合、前記映像信号の中に前記汚れ等の
パターンが残留して、そのパターンと前記ターゲットの
パターンとが誤認識を生じ易くなる。又、撮像されるタ
ーゲット周囲の照度も場所や条件によって変化するため
、作成される映像信号レベルが変化してしまう、従って
、前記の如くテレビカメラの映像信号のみによってター
ゲットを認識しようとした場合には、前記の如く誤認識
や映像信号レベルの変化による認識精度上の問題があり
、確実なターゲットの位置判定ができないという問題点
がある。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもの
で、パレット上のターゲットの誤認識を生ずることなく
安定して認識することができ、従つて、ターゲットの位
置判定を高精度で実行することができる被検出物のター
ゲット認識方法を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、被検出物に設けられた所定のパターンのター
ゲットを認識する際に、前記ターゲットのパターンを記
憶し、所望の光量の入射光を入射させるための光量調整
手段を備えた撮像手段で前記ターゲットを撮像して映像
信号を作成し、作成された影像信号を２値化処理して映
像信号を作成し、作成された画像信号と、記憶されたタ
ーゲットのパターンとを比較することにより、該画像信
号中から前記ターゲットを認識するようにしたことによ
り、前記目的を達成したものである。

【作用】

本発明においては、被検出物のターゲット認識方法にお
いて、認識すべきターゲットのパターンを記憶し、所望
の光量の入射光を入射させるため光量調整手段を備えた
撮像手段で前記ターゲットを撮像して映像信号を作成し
、その映像信号を２値化処理して画像信号を作成し、該
画像信号と、記憶されたターゲットのパターンとを比較
することにより、画像信号中のターゲットを認識する。 従って、ターゲットのパターンを汚れ等と誤認識するこ
となく精度よく認識することができる。 又、光量調整手段により所望の光量の入射光を撮像手段
に取り入れて映像信号を作成できるため、ターゲット周
囲の照度が変化しても該映像信号レベルが変化すること
なく、ターゲットの認識を安定して行うことができる。 よって、確実にターゲットの位置判定を安定且つ正確に
行なうことができる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、第１図に示されるような、所望の光量の
入射光を入射させるための自動絞りｍ格付きレンズ（特
許請求の範囲記載中の「光量調整手段」に相当）１０を
備えたテレビカメラ１２を用いて、コイル（図示省略）
を載置するためのパレット１４上にクレーン（図示省略
）を位置決めするため、該パレット１４上に設けられた
ターゲット１６近傍を撮像して映像信号を作成し、該映
像信号から該ターゲット１６を認識して図示されないク
レーンの位置決めに用いるものである。 前記テレビカメラ１２は、図示されないがクレーンに取
付けられており、該テレビカメラ１２で作成された映像
信号は、ターゲット１６を認識するための演算装置１７
に入力される。なお、第１図中符号Ｆはテレビカメラ１
２の視野である。 この演算装置１７は２値変換部１８、バッファメモリ２
０、パターン特徴判定部２２、アドレス判定部２４、イ
ンターフェイス（Ｉ／Ｆ）２６を有している。 この演算装置１７に入力された映像信号は、２値変換部
１８に入力される。この２値変換部１８は、入力された
映像信号を１．０の２値信号に変換（２値化処理とも称
する）して（この変換しな２値信号を画像信号と称する
）、バッファメモリ２Ｑに入力するものである。 このバッファメモリ２０は、変換された後の１画面分の
画像信号を記憶しておくためのメモリである。このバッ
ファメモリ２０で記憶された画像信号はパターン特徴判
定部２２に出力される。 該特徴判定部２２は、前記記憶された画像信号とターゲ
ット１６のパターンを比較して検索することにより、該
画像信号の中から前記ターゲット１６と同じパターンの
図形を認識するものである。 なお、この検索を行うなめ、このパターン特徴判定部２
２には、予めターゲット１６のパターンが画像信号とし
て２値変換部１８を介しであるいは直接に入力されて記
憶されている。前記パターン特徴判定部２２の検索結果
はアドレス判定部２４に入力される。 該アドレス判定部２４は、入力された検索結果から前記
ターゲット１６の位置を判定し認識するものである。こ
のアドレス判定部２４の計測結果はインターフェイス２
６を介して外部に計測結果信号、例えばターゲット１６
の位置信号としてクレーンの位置を制御するための位置
制御装置（図示省略）に伝達される。このインターフェ
イス２６には、又、外部指示信号例えば計測開始信号が
入力されこの演算装置１７を運転するようになっている
。 前記ターゲット１６は、識別を容易とするなめ、その形
状と配色に特別の工夫を施し前記パレット１４に設置す
ることが必要である。従って、実施例では第２図に示さ
れるように、パレット１４の谷部１４Ｂ上のターゲット
１６以外の部分に白色を地色として塗色すると共に、黒
色の塗色により円形のターゲット１６を前記谷部１４Ｂ
上に描いて形成している。なお、ターゲット１６の塗色
及び該ターゲット１６以外の谷部１４Ｂ上の塗色はそれ
らの間にコンストラストが得られれば何色でもよく、例
えば谷部１４Ｂを黒色としてターゲット１６を白色にす
ることができる。 又、このターゲット１６を形成するのに、前記谷部１４
Ｂ上を白色に塗色すると共に、前記谷部１４Ｂに底部の
ある所定深さの円形の穴、あるいは貫通孔を設けること
によりパレット１４にターゲット１６を形成することが
できる。なお、ターゲット１６の平面形状は円形のみな
らず、任意のものにできる０例えば方形あるいは識別容
易な記号又は標章等としてもよい、なお、第２図はコイ
ルを載置するために案出されたパレットである。 前記のような黒色の塗色、又は穴あるいは貫通孔のター
ゲット１６は、該ターゲット１６以外の谷部１４Ｂ上の
部分とのコントラストを得ることが必要であるため、テ
レビカメラ１２の映像レベルとしては、照明光の反射光
を受けるターゲット１６以外の部分を開情報とすれば、
該ターゲット１６を極力時情報にすることが望ましい。 従って、実施例のようにターゲット１６が黒色に塗色さ
れて形成されている場合には、この黒色部分での艷反射
が無いことが条件とされる０例えば鋼板等が黒色に塗色
されている場合等には、照明光を反射するときがあり、
従って、ターゲット１６を形成するなめ塗色する黒色は
吸光性のある黒色であることが必要である。なお、荷例
えばコイルをパレット１４上に載置した際に、原菌が当
接する、該パレット１４の斜面部１４Ａは、谷部１４Ｂ
の視認性を向上させるため塗色されていない、又、荷が
谷部１４Ｂに当接して前記塗色されたターゲット１６を
汚損せず、且つ削り落とさずに荷を支持できるように斜
面部１４Ａが形成されている。 又、ターゲット１６が穴あるいは貫通孔で形成されてい
る場合には、所定の照明装置からの照明光や自然光がタ
ーゲット１６近傍に照射されて、それらの光が前記穴又
は貫通孔内で乱反射し、テレビカメラ１２で撮像して作
成したターゲット１６の映像信号に所望のレベルが得ら
れるため該ターゲット１６を認識できる。但し、ターゲ
ット１６が底部のある穴で形成されている場合には、原
人の底面の反射光によりテレビカメラ１２が開情報を得
ない条件であることが必要である。即ち、ターゲット１
６の情報を極力時情報とするために、穴底面に照明光が
当らない程度の位置に該底面があるように穴を形成する
ことが必要である。 上記のようにターゲット１６を穴あるいは貫通孔で形成
すれば、谷部１４Ｂに荷が当接した場合でも、前記のよ
うに塗色によりターゲット１６を形成したのとは異なり
、ターゲット１６が削り落とされてそのパターンが変化
することがないため、パレット１６の保守点検に要する
手間が省け、省力化できる。又、ターゲット１６に汚れ
が付着することがなく、認識精度を向上させることがで
きる。 前記ターゲット１６に照明光を照射するための照明装置
には、強い平滑光（照射方向断面の光強度が一定の光）
を照射することのできる照明装置を用いることが望まし
い、このようにすれば、映像信号レベルが光強度によっ
て左右されることなく、ターゲット１６をパレット１４
の谷部１４Ｂのターゲット１６以外の部分から容易に識
別することができる。 前記テレビカメラ１２は前記照明光あるいは自然光が照
射されて生じたパレット１４からの反射光を受光し、こ
の反射光による光信号を光−電変換素子（例えば電荷結
合素子“ＣＯＤ”）で電気信号を映像信号に変換するも
のである。 ところで、前記テレビカメラ１２に入射する光量を調整
することのできない固定絞りレンズを使用した場合には
、入射光量を調整できないことから、カメラの照射光量
が大のとき、撮像感度が過飽和となり、前記光−電変換
素子の撮像情報は全体的に明情報となってターゲット１
６からの情報が隠れてしま・う、又、前記入射光量が小
のときは、＆１　＠感度が不足し、光−電変換素子のｆ
ｆｌ像情報が全体的に暗情報となり、前記ターゲット１
６からの情報が隠れてしまう。 しかるに、コイル等のヤードを備えた工場の照度は、昼
夜によって変化しており、且つ、照明装置の他に補助照
明を併用したとしても、照明光量の減衰等の影響で前記
テレビカメラ１２Ａの入射光景を常に最適な感度状態に
なる光量に維持することは困難である。 従って、ターゲット１６からの情報を得るためには、一
定の光量範囲において常に一定の最適感度で撮像可能な
光量が得られる光量調整手段が前記テレビカメラ１２に
は不可欠である。よって、前記テレビカメラ１２には光
量調整手段として自動絞り機構付きレンズ１０が備えら
れている。この自動絞り機構付きレンズ１０はテレビカ
メラ１２で撮像して作成した映像信号の平均レベルが一
定値となるように絞りをフィードバック制御して光量を
調節するものである。 ところで、第１図に示されるような、パレット１４上の
ターゲット１６近傍を上述のようにテレビカメラ１２で
撮像して映像信号を作成し、それを演算装置１７に入力
するが、この演算装置１７においては、まずこの入力さ
れた映像信号を２値化処理して画像信号を作成する。こ
の２値化処理は、２値変換部１８で次のようにして行わ
れる。 即ち、入力された映像信号の各部信号レベルが所定値の
閾値（スレッシュホールドレベル）以上か否かを判定す
る０例えば第３図（Ａ）のパレット１４の符号Ａ−Ａで
示す部分に対応する映像信号レベルは第３図（Ｂ）に示
されるものとなる。 そして、閾値は図中符号ＳＨＬで示されるものとなり、
前記判定を行う際には、図に示されるように閾値以上の
信号のみに着目する。 一方、前記テレビカメラ１２とパレット１４の距離は、
該パレット１４を鮮明に捕えられるように自動調整され
る。又、前記テレビカメラ１２の視！’Ｆ　Ｆは、その
視野Ｆ内にターゲット１６を含む谷部１４Ｂの白色部が
全撮像視野に対して約１／６以上の面積を占有できるよ
うに撮像するようにしている。これにより、ターゲット
１６の周囲の照度が変化しても、映像信号レベルを一定
に保つと共に、ターゲラ５１６周囲の映像信号レベルを
立ち上げてターゲット１６及びその周囲間のコントラス
トを高めることができる。 即ち、第３図（Ａ）に示されるような油分の付着等の汚
れを含むパレットであっても、その映像信号レベルにつ
いては、例えば同図（Ａ）中のＡ−Ａ線部分の映像信号
レベルを示す同図（Ｂ）のように前記谷部１４Ｂの白色
の部分の映像信号レベルに鋭い立ち上がりを得ることが
できると共に、ターゲット１６の映像信号レベルに鋭い
立ち下がりを得ることができる。これによって、図（Ｂ
）に示すように基準レベルＳＨＬを高いレベルに設定で
きるため、周辺の画像中のノイズを確実に消去（キャン
セル）することができる。 又、図（Ｂ）に示すように前記ターゲット１６の映像信
号の立ち下がりが鋭くなるため、映像信号からターゲッ
ト１６の形状が安定して識別可能となる。従ってターゲ
ット１６の認識を精度よく安定して行なうことができる
。よって、２値変換後の画ａ信号において、周囲部の擬
似パターンをキャンセルして安定したターゲット１６の
輪郭像が認識できるようになる。 次に、ターゲット１６を黒色に塗色し、該ターゲット１
６以外の谷部１４Ｂを白色に塗色し、パレット１４を撮
像して作成した映像信号の例を示す。 パレット１４の谷部１４Ｂ近傍の画像信号による画面を
第４図（Ａ）に、該画像信号のターゲットを含む映像信
号レベルを同図（Ｂ）に示す。 同図＜Ｂ）から、映像信号中には、谷部１４Ｂのターゲ
ット１６以外の部分を白色に塗装しているため、その部
分の映像信号レベルが一定であとる共に、斜面部１４Ａ
とのコントラストがあるため該斜面部１４Ａからの映像
信号レベルとの差が明確になることがわかる。従って、
斜面部１４Ａからの映像信号中に図中ＧＰで示されるよ
うな擬似パターンが存在しても同図（Ｂ）に基準レベル
ＳＨＬを閾値として、２ｇｆ変換して画像信号とした後
には、該擬似パターンを消去（キャンセル）することが
でき、同図（Ａ）のように安定してターゲット１６の輪
郭像を認識できる。 これに対して、ターゲット１６の周囲を白色に塗色しな
かった場合には、第５図（Ａ）に示されるような画像信
号の画面となる。第３図（Ａ）のような汚れに起因した
擬似パターンＧＰが傾斜部１４Ａに存在した場合、斜面
部１４Ａ、谷部１４Ｂのコントラストがないためその映
像信号レベルは同図（Ｂ）に示されるように多少の凹凸
のある平坦なものになる。従って、同図（Ｂ）に示され
るように谷部１４Ｂの映像信号レベルが強くないため、
基準レベルＳＨＬを設けて２値変換しても、同図（Ａ）
に示される画像信号のように汚れ等の擬似バターＪ／Ｇ
Ｐは消去されずに、ターゲット１６と共に認識されてし
まい、ターゲット１６の認識精度を低下させてしまうこ
とがわかる。 以上のことより、谷部１４Ｂを白色に塗色するのが、認
識精度を向上させるのに有益であることがわかる。 上記のようにして作成された画像信号は、バッファメモ
リ２０に、例えば第６図（Ａ）に示されるような２値画
として入力され記憶される。このバッファメモリ２０は
、２値化処理された１画面分の画像信号全体を１、Ｏの
信号の集合で記憶する。このバッファメモリ２０中には
、例えば同図（Ｂ）に詳細に示されるように区割すされ
た各部に１．０の信号が記憶される。実施例の場合、こ
のバッファメモリ２０には、＊４８０ｂｉｔ、横５１２
ｂｉｔのメモリを用いている。バッファメモリ２０の記
憶は、自動絞り機構付きレンズ１０でテレビカメラ１２
への入射光量を調整していて、テレビカメラ１２で撮像
される映像が最も鮮明なときの自動絞り機構の動作タイ
ミングで１画面分の画像信号を記憶する。 次いで、パターン特徴判定部２２において、前記バッフ
ァメモリ２０に記憶されている前記画像信号を読み出し
、読み出しな画像信号の中からターゲット１６を検索す
る。この読み出しの際には、１画面分の画像信号を、外
部から入力される計測開始信号が入力されてからターゲ
ット１６の中心位置を出力するまでの所定の間（実施例
の場合で略０．８ｓｅｃ）保留して静止画とし、パター
ン特徴判定部２２はその静止画を読み出してターゲット
１６を識別し、その画像信号中における位置を確定する
べく検索する。 このようにしてパターン特徴判定部２２に読み出される
静止された画像信号は、例えば第７図に示されるものと
なる。この例においては、ターゲット１６が直径１００
ｍｍの円形の穴である。 上記の検索は第８図に示されるように、画面の左上隅か
ら検索（サーチとも称する）を開始し、右下に向かって
順次行う、このようにして検索して予め記憶されたター
ゲット１６と同じパターンの画像信号があるか否がを識
別し、ターゲット１６を見出し、その画像信号中におけ
る位置を次のようにして確定する。 即ち、実施例におけるテレビカメラ１２の視野は、横方
向が約８００　ｕのものであるため、１ｂｉｔ当り８０
０１５１２＝１．５　（１ｎ／ｂｉｔ　）の分解能を有
している。従って、ターゲット１６は直径１００ｔ１１
１の円形であるため、１００／１．５＝６７（ｂｉｔ）
の走査方向のｂｉｔ数を有することとなる。そこで、パ
ターン特徴判定部２２においては、まず、第９図の符号
１１で示すように横方向に６７ｂｉｔを有している位置
を走査により確定する０次いで、上記横方向の走査で確
定された位置に対して図中符号１２で示されるように縦
方向に６７ｂｉｔを有している位置を走査により確定す
る。 このようにして行う走査の結果から、前記ターゲット１
６の中心は上記１１から１２で行った走査による交差ア
ドレスとして求める。なお、図中符号ｉ３で示す斜め方
向の走査を行うことによって、より精度の高い検索結果
を求めることもできる。 上記のようにして前記パターン特徴判定部２２では、予
め記憶されたターゲット１６のパターンを基に検索する
なめ、ターゲット１６周辺に白色塗装を施したパレット
１４については、その２値画面は前記第４図（Ａ）に示
されるように擬似パターンＧＰが画像信号上に表われず
問題がない。 これに対し、ターゲット１６周辺に白色塗装を施さない
場合については、前記擬似パターンＧＰが前記第５図（
Ａ）に示されるように画像信号中に表われるが、前記タ
ーゲット１６の形状パターンを記憶し、その形状パター
ンにより比較判定しているため、前記擬似パターンＣＰ
の有無に拘わらず前記ターゲット１６を見出すこともで
きる。　　−次いで、前記のようにしてパターン特徴判
定部２２で認識し確定したターゲット１６の画像信号中
における位置をアドレス判定部２４に入力する。 該アドレス判定部２４は入力された画像信号中のターゲ
ット１６の位置に基づき、荷の！１置場（ヤード）に対
するターゲット１６の中心位置を算出して計測する。こ
の計測されたターゲット１６の中心位置はインターフェ
イス２６を介して前記クレーンの位置制御装置に入力さ
れる。該クレーン位置制御装置は、入力されたターゲッ
ト１６の中心位置に基づき、吊具中心を荷の中心、ある
いは荷を積み降ろすべき位置に一致させて、クレーンで
荷を吊り上げあるいは積み降ろす際の、クレーンの運転
を自動運転とする。 なお、前記実施例においては、コイル等の荷をｆｉ！す
るためのパレット１４上に設けられたターゲット１６を
認識するターゲットの演算装置について例示したが、本
発明を採用して認識するターゲット等が設けられる被検
出物又は演算装置はこのような構成のものに限定されず
、他の演算装置を用いて他の種類の被検出物に付された
ターゲットを認識するのに本発明の方法を用いることが
できる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、被検出物に設けら
れた所定のパターンのターゲットを誤認識することなく
精度よく認識すると共に、ターゲット周囲の照度が変化
してもターゲットの認識を安定して行うことができる。 従って、ターゲットの位置の判定を安定且つ確実に行う
ことができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパレット及び演算装置の全体構成
を示す、一部斜視図を含むブロック図、第２図は前記演
算装置で認識されるターゲットが付されたパレットを示
す要部斜視図、第３図（Ａ）は汚れの付いたパレットを
示す平面図、第３図（Ｂ）は前記演算装置に入力される
映像信号レベルを示す線図、第４図（Ａ）はターゲット
周辺の谷部を白色に塗色した場合の画像信号の画面を示
す平面図、第４図（Ｂ）は同映像信号レベルを示す線図
、第５図（Ａ）は谷部を白色に塗色しなかった場合の画
像信号の画面を示す平面図、第５図（Ｂ）は同映像信号
レベルを示す線図、第６図は２値変換後の画像信号をバ
ッファメモリに記憶した状態の例を示す平面図及び線図
、第７図は画像信号の例を示す平面図、第８図は画像信
号の検索手順の例を示す平面図、第９図は画像信号中の
ターゲット近傍の詳細な検索状態を示す平面図である。 １０・・・自動絞り機構付きレンズ、 １２・・・テレビカメラ、 １４・・・パレット、 １４Ａ・・・パレットの斜面部、 １４Ｂ・・・パレットの谷部、 １６・・・ターゲット、 １７・・・演算装置、 １８・・・２値変換部、 ２０・・・バッファメモリ、 ２２・・・パターン特徴判定部、 ２４・・・アドレス判定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検出物に設けられた所定のパターンのターゲッ
   トを認識する際に、 前記ターゲットのパターンを記憶し、 所望の光量の入射光を入射させるための光量調整手段を
   備えた撮像手段で前記ターゲットを撮像して映像信号を
   作成し、 作成された映像信号を２値化処理して画像信号を作成し
   、 作成された画像信号と、記憶されたターゲットのパター
   ンとを比較することにより、該画像信号中から前記ター
   ゲットを認識するようにしたことを特徴とする被検出物
   のターゲット認識方法。