JPH02125375A - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置

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JPH02125375A
JPH02125375A JP1155510A JP15551089A JPH02125375A JP H02125375 A JPH02125375 A JP H02125375A JP 1155510 A JP1155510 A JP 1155510A JP 15551089 A JP15551089 A JP 15551089A JP H02125375 A JPH02125375 A JP H02125375A
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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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、物体認識装置に関し、特に自動車機器やロボ
ット等による自動化のために、特定の対象物の位置を検
出する用途に適用されるものである。
〔従来の技術〕
従来のものでは、例えば特開昭60−215284号公
報に示すように、任意の曲線のランレングスを計算によ
って求め、曲線形状の物体の画素の変化点の位置情報を
得、これによって対象物の位置検査を自動的に行うよう
にしたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上述した従来のものでは、対象物の表面の汚
れ、光沢等により、不鮮明な画像となった場合に、本来
認識すべき対象物の位置を認識できず、また対象物の外
周が欠けたりしたものの位置を検出しようとする際にも
、欠けによる変化点の位置データを予め求めておいた正
しい変化点との位置データがずれて、位置検査を行うこ
とができなくなってしまうという問題点があった。
そこで、本発明においては、対象物の表面状態もしくは
形状に影響されず、確実に対象物の位置検出を行うこと
ができる位置検出装置を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明においては、 対象物を含む画像を取り込む画像入力装置と、この画像
を走査し、画像の輝度に対応した映像信号を作成する映
像信号作成手段と、 この映像信号を前記画像の平面座標に対応してサンプリ
ングし、各平面座標に対する映像信号を記tQする画像
メモリ手段と、 前記対象物の外周形状に沿う第1の区分領域と、前記対
象物の外周形状に沿うと共に、前記第1の区分領域と所
定の距離離れてほぼ平行に配置された第2の区分領域と
、 前記第1、第2の区分領域を移動させ、前記第1の区分
領域内の前記画像メモリ手段に記憶された映像信号の第
1の和と、前記第2の区分領域内の前記画1象メモリ手
段に記憶された映像信号の第2の和の差が最大の時の区
分領域の位置を検出する位置検出手段と、 を備えた位置検出装置を採用するものである。
〔作用ゴ 上記のように構成された位置検出装置においては、第1
の区分領域の映像信号の第1の和と、第2の区分領域の
映像信号の第2の和との差が最大となる第1、第2の区
分領域間が、対象物の外周と一致することとなる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明においては、対象物が不鮮明
な画像となった時にでも、確実に対象物の位置を検出す
ることができるという優れた効果がある。
また、映像信号第1、第2の和およびこれら第1、第2
の和の差の計算でよいため、演算処理時間も早くするこ
とができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図に示す一実施例について説明する。第
1図において、テレビカメラ1は、撮像部と、これを制
御するコントローラ部とから成る。
コントローラ部は1最像部を水平走査及び垂直走査して
、画像A/D変換回路2に映像信号を出力する。
画像A/D変換回路2は映像信号を各画素の平面座標に
対応してサンプリングし、つまり、各画素毎にサンプリ
ングし、その結果をデジタル信号に変換し、アドレス信
号21と輝度データ信号22を出力する電気回路である
。このアドレス信号21は、垂直同期信号を始点とし、
1水平走査線を256ドツトに分割したパルス信号を出
力している。また、このアドレス信号は、256パルス
毎に水平同期信号に同期している。そして、輝度データ
信号は、映像信号の輝度レベルを0〜15の値にデジタ
ル化している。
画像メモリ3は、この画像A/D変換回路2から入力し
たデジタル信号を記憶する装置である。
コンピュータ4は、CPU40と、プログラム等を記憶
するメモリ41とで構成する。
画像出力回路5は、コンピュータ4にて演算された物体
8の位置を、モニタテレビ6に映し出すものである。、
二のモニタテレビ6は、作業者が物体8の位置を正確に
捜したか否かをテレビ6を通して見るものである。
CPUバス7は、コンピュータ4のCPU40と、画像
A/D変換回路2、画像メモリ3及び画像出力回路5と
の間の信号を送るものである。
以下、本実施例の作動を説明する。
まず、−例として、長方形の物体8の位置を検出する場
合について述べる。物体8は、コンベア(図示せず)等
で運ばれ、第2図に示す如く、テレビカメラ1の下に配
置される。すると、テレビカメラ1はこの物体8を撮像
し、その像を水平走査線256で1フレームを構成した
映像信号11として画像A/D変換回路2に出力される
。この映像信号11を、第4図に示すように、各画素の
平面座標(256X256)に対応して、サンプリング
する。そしてこの画像をデジタル量に変換した輝度デー
タ信号22と、単位領域を特定するアドレス信号21と
を画像メモリ3に出力する。
画像メモリ3はアドレス信号21をアドレスとし、輝度
データ信号22をデータとして各画素の平面座標で平面
輝度分布関数F (Wi、X、Y)として記憶する。
コンピュータ4には予め第3図に示される第1のウィン
ド9と第2のウィンド10とを設定しておく。これら第
1、第2のウィンド9.IOの設定の仕方としては、予
め大きさの分かっている長方形の物体の位置検出である
ため、4つの角のうち1つの角の位置を知ることで、物
体の全体の位置が確認できる。
従って、L字形状の第1のウィンド9と、この第1のウ
ィンド9と1画素分平行に離したL字形状の第2のウィ
ンド10を設定することとなる。
ここで、図面中、1つのマス目は1画素を示している。
それぞれのウィンド9.10は、各画素毎に図示する如
く、座標にて決定されている。つまり、am+lI+6
は、第4図中の画像メモリの(m。
n + 6 )の座標に一致している。
次に、マイクロコンピュータ4の制御を第5図に示すフ
ローチャートに従って説明する。コンピュータはステッ
プ100から実行を開始する。ステップ100では、画
像メモリ3に画像入力が完了したか否かを判定する。
画像入力が完了したときは、ステップ101に移行し、
第1のウィンド9及び第2のウィンド10を初期状態に
位置設定する。つまり、m=1゜n=1とすることで、
第1、第2のウィンド9゜10が、第4図に示す画像メ
モリ3上の図中左上に設定される。
次に、ステップ102に移り、第1のウィンド9内の明
るさの和を検出する。
まず、a3.、の位置における画像メモリ3にて記憶さ
れている映像信号の輝度レベルのデータを詠む。次に、
左から右に、かつ上から下に、al、。
al+9 +  82+7・・・・・・a?+1・・・
・・・a9+1・・・・・・a、、、の順序で、輝度レ
ベルのデータを読み込むと共に、順次、第1のウィンド
9内の輝度レベルのデータの和ΣWaを計算する。
ステップ103では1.第2のウィンド9内の明るさの
和を検出する。ステップ102と同様に、bloll 
+ bloll + bl、+3 + bl、11・・
・・・・b、、1・・・・・・bl3.1・・・・・・
bl3.+3の順序で、画像メモリ3にて記憶されてい
る輝度レベルのデータを読み込み、データの和Σwbを
計算する。
次に、ステップ104では、ステップ102、ステップ
103で求めたΣWa、  Σwbの差ΔPを計算する
ステップ105では、ΔPが最大か否かを判定するもの
で、m=1.n=1では、この時のΔPの値がまずは最
大となるため、ステップ106に移り、第1、第2のウ
ィンド9,10の位置を記憶する。
この時の、第1、第2のウィンド9.10の位置の記憶
は、第1、第2のウィンド9,10のうちの1つの画素
の座標を記憶すればよいが、第3図の斜線に示す如く、
第1のウィン]′9のalll+11+6の位置を記憶
するようにしておく。つまり、画像メモリ3上では、(
m、n)の座標となる。
ステップ107に移り、第1、第2のウィンド9、IO
の移動を行うもので、n=m+1とすることで、第1、
第2のウィンド9.10が水平方向に1画素右に移動す
る。
そして、ステップ10Bでは、n+12が256よりも
大きくない場合には、ステ・ンプ102に移り、第1の
ウィンド9のΣWaを検出する。ここでは、上述したこ
とと同様に、a++q・・・・・・a9+IOまでの輝
度レベルのデータの和を計算する。
また、ステップ103でも、bl−8・・・・・・bl
:l+14までの輝度レベルのデータの和Σwbを計算
する。
そして、ステップ104,105を経て、ΔPが最大か
否かを判断して、ステ・ンプ107に移る。
以上、ステップ102からステ・ンプ108までを繰り
返す。第1、第2のウィンド9.lOが第2図の矢印に
示す如く、順次1画素づつ右Gこずれ、第2のウィンド
10の右端が画像メモリ3の右)高に接するまで移動す
ると、ステ・ノブlO8で番よn+12が256よりも
大きくなり、ステ・ノブ109に移る。
ステップ109では、n=1とし、ステ・ンブ110に
て、m=m+1により、m=2とする。
つまり、第1、第2のウィンド9.10を垂直方向に1
画素ずらすものである。
この場合、ステップ102では、al1.・・・・・・
a+o+qまでの輝度レベルのデータの和ΣWaを計算
する。
また、ステップ103では、同様にbloll・・・・
・・b14+I:lまでの輝度レベルのデータの和Σw
bを計算する。
以上述べたように、第1、第2のウィンド9゜10を1
画素づつ、第2のウィンド10が画像メモリ3の右端に
接するまで、右方向に移動させ、その後、第1、第2の
ウィンド9,10を左端でかつ1画素垂直方向にずらす
以上のことを繰り返すことで、第1、第2のウィンド9
.10は、第2図の矢印に示す如く、画像メモリ3上の
すべてを移動することになる。
第1、第2のウィンド9.IO内に対応する画素の数は
、精度をあげようと思えば、画素の数を増やせばよいが
、画素の数を増やすと一方、処理時間が増してしまうた
め、上記のことを考慮して画素の数を設定するものであ
る。
つまり、物体8の位置決めに、第1のウインド9と第2
のウィンド10を使い、差の最大を検出するようにして
いるため、不鮮明な画像となった場合でも、確実に物体
8の外周を検出できる。
また、上記実施例では、物体8の角を単に第1、第2の
ウィンド9.lOのみで検出するため、第1、第2のウ
ィンド9.IO内に対応する輝度レベルのデータのみを
だすようにすればよいから、処理時間が少なくてすむ。
そして、第1、第2のウィンド9.toが、画像メモリ
3の右下端に達すると、ステップ111がYESとなり
、終了する。
以上のようにして、ステップ106でΔPが最大となる
第1、第2のウィンド9.lOの位置を求めることがで
きる。すなわち、ΔPが最大であるということは、第3
図に示す如く、物体8の角が、第1のウィンド9と第2
のウィンドIOとの間に配置される位置である。
なお、上記実施例では、第1、第2のウィンド9、IO
を1画素水平方向にずらした時に、第1、第2のウィン
ド9.10中のすべての画素について、輝度レベルのデ
ータを読み込み、和を計算しているが、第6図に示す如
く、1画素ずらした時から引き、斜線で示しである画素
のデータの和次に、第9図に示す第2実施例について説
明する。この第2実施例では、上記実施例と同様にステ
ップ104で、ΣWaとΣwbの差ΔPを計算した後、
ステップ112で、上記差ΔPが所定値以上か否かを判
断する。そして、差ΔPが所定値以上であれば、ステッ
プ106に進み、第1、第2のウィンド9.10の位置
を記憶する。
つまり、差ΔPが所定値以上であるということで、物体
8の角が、第1のウィンド9と第2のウィンドlOとの
間に配室される位置であることを決定してもよい。
従って、このものでは、差ΔPが所定値以上であればそ
の時点で第1、第2のウィンド9.10を移動させるこ
となく、物体8の位置が検出できるため、第1実施例と
比較して、検出時間を短縮できる。
また、上記実施例では、長方形の物体8を検出するため
に、L字形状の第1、第2のウィンド9IOを作成して
、物体8の位置を検出したが、例えば第7図に示す如く
、物体8aの外周径よりも大きい、はぼ円形の第1のウ
ィンド9aと、物体8aの外周径よりも小さいほぼ円形
の第2のウィンド10aとを設定すればよい。
円形の物体8aを検出する際、画素毎でウィンドを形成
するので、正確な円形のウィンドは形成できないため、
円形の物体8aの外周の検出が難しいが、上述のように
、第1、第2のウィンド9a、10aを使うことで、こ
れら第1、第2のウィンド9a、lOa間を物体8aの
外周に配置した時に、確実に位置が検出できる。
なお、第8図に示す多角形の物体8bにおいても、1対
のウィンド9b、10b及び1対のウィンド9c、10
cを使うことで、物体8bの外周を確実に検出できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明位置検出装置の構成を示すブロック構成
図、第2図は本発明を適用した一実施例を示す模式図、
第3図は第1、第2のウィンドを示す平面図、第4図は
画素の配置を示す平面図、第5図は上記実施例で使用さ
れたコンピュータの処理を示すフローチャート、第6図
はウィンドの移動による輝度レベルの計算の仕方を説明
する平面図、第7図及び第8図は、第1、第2のウィン
ドの他の実施例を示す平面図、第9図は本発明装置の第
2実施例を示すもので、コンピュータの処理を示すフロ
ーチャートである。 1・・・テレビ、2・・・画像A/D変換回路、3・・
・画像メモリ、4・・・コンピュータ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対象物を含む画像を取り込む画像入力装置と、こ
    の画像を走査し、画像の輝度に対応した映像信号を作成
    する映像信号作成手段と、 この映像信号を前記画像の平面座標に対応してサンプリ
    ングし、各平面座標に対する映像信号を記憶する画像メ
    モリ手段と、 前記対象物の外周形状に沿う第1の区分領域と、前記対
    象物の外周形状に沿うと共に、前記第1の区分領域と所
    定の距離離れてほぼ平行に配置された第2の区分領域と
    、 前記第1、第2の区分領域を移動させ、前記第1の区分
    領域内の前記画像メモリ手段に記憶された映像信号の第
    1の和と、前記第2の区分領域内の前記画像メモリ手段
    に記憶された映像信号の第2の和の差が最大の時の区分
    領域の位置を検出する位置検出手段と、 を備えた位置検出装置。
  2. (2)検出すべき対象物を含む画像を取り込む画像入力
    装置と、 この画像を走査し、画像の輝度に対応した映像信号を作
    成する映像信号作成手段と、 この映像信号を前記画像の平面座標に対応してサンプリ
    ングし、各平面座標に対する映像信号を記憶する画像メ
    モリ手段と、 前記対象物の外周形状に沿う第1の区分領域と、前記対
    象物の外周形状に沿うと共に、前記第1の区分領域と所
    定の距離離れてほぼ平行に配置された第2の区分領域と
    、 前記第1、第2の区分領域を移動させ、次々に前記第1
    の区分領域内の前記画像メモリ手段に記憶された映像信
    号の第1の和と、前記第2の区分領域内の前記画像メモ
    リ手段に記憶された映像信号の第2の和を求める和検出
    手段と、 前記第1の和と前記第2の和の差が所定以上の時の区分
    領域の位置を検出する位置検出手段と、を備えた位置検
    出装置。
  3. (3)検出すべき対象物を含む画像を取り組む画像入力
    装置と、 前記画像を複数個の画素に分けて、各画素の輝度に対応
    した映像信号を作成する映像信号作成手段と、 この映像信号を各画素の位置に対応させて、記憶する画
    像メモリ手段と、 前記対象物の外周形状の一部と同じ形状で、かつ前記対
    象物の外周に沿って複数個の画素を含む第1の区分領域
    と、 この第1の区分領域との間で前記対象物の外周を検出す
    る側を、1画素離して平行に配置した第2の区分領域と
    、 前記第1、第2の区分領域を前記画素に応じて移動させ
    る移動手段と、 前記第1、第2の区分領域の移動毎に、前記第1の区分
    領域に対応する前記画像メモリ手段に記憶された映像信
    号の和を計算する第1の和計算手段と、 前記第2の区分領域に対応する前記画像メモリ手段に記
    憶された映像信号の和を計算する第2の和計算手段と、 前記第1の和計算手段による和と前記第2の和計算手段
    による和との差を計算する差計算手段と、この差検出手
    段による差の最大時の第1、第2の区分領域の位置を検
    出する位置検出手段と、を備えた位置検出装置。
JP1155510A 1988-07-18 1989-06-16 位置検出装置 Expired - Lifetime JPH0690725B2 (ja)

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JP63-178791 1988-07-18
JP17879188 1988-07-18

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