JPH02127393A - Object position detecting device - Google Patents

Object position detecting device

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JPH02127393A
JPH02127393A JP27793688A JP27793688A JPH02127393A JP H02127393 A JPH02127393 A JP H02127393A JP 27793688 A JP27793688 A JP 27793688A JP 27793688 A JP27793688 A JP 27793688A JP H02127393 A JPH02127393 A JP H02127393A
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JP
Japan
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container
contour line
image
contour
camera
Prior art date
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Application number
JP27793688A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Kunimitsu
国光 智
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To automatically detect the upper face position of a container in an on-line operation by processing the image data photographed by a TV camera with a binary processing device, a contour line detecting device, a straightening device and an arithmetic device in a detecting device for positioning a container. CONSTITUTION:An A-D converter 2 digitizing the image signal photographed by a TV camera 1 with 8 bits and an image memory device 3 are provided. The image data of a subject container are: 1) converted into a binary image by a binary processing device 4 to extract the container. 2) The contour line coordinates of the container on the binary image are detected by a contour line detecting device 5. 3) The contour line is straightened by a straightening device 6 and an equation is obtained. 4) The center of gravity and inclination of the container shown by four apexes are determined by an arithmetic device 7. A display device for the figure position determined by the arithmetic device 7 is provided. The automatic operation of a container crane or the like can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトランス7アークレーンやコンテナクレーン等
の自動運転装置の対象物(コンテナ)の位置決めに適用
される対象物位置検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an object position detection device that is applied to positioning an object (container) in an automatic operation device such as a transformer 7-arc crane or a container crane.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、トランスファークレーンやコンテナクレー/の運
転作業は、運転員によるマニエアル作業であり、コンテ
ナの位置検出についても運転員の目視によって行なわれ
ている。
Conventionally, operating a transfer crane or a container clay is a manual operation performed by an operator, and the position of a container is also detected visually by the operator.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前記の如く、従来のクレーンの運転作業は、運転員によ
るマニシアル作業であシ、またコンテナの位置検出は目
視によって行なわれていたので、コンテナ等の移動作業
を自動化することはできなかった。
As mentioned above, conventional crane operation work was manual work performed by the operator, and container position detection was performed visually, so it was not possible to automate the movement work of containers and the like.

本発明の課題は、従来運転員がマニ纂アルで行なりてい
たトランスファークレーンやコンテナクレーンのコンテ
ナ等の対象物の移動作業を自動化する丸めに必要なコン
テナ等の位置を検出する対象物位置検出装置を提供する
ことである。
The object of the present invention is to detect the position of a container, etc., which is necessary for rounding to automate the movement of objects such as containers of transfer cranes and container cranes, which was previously performed manually by operators. The purpose is to provide equipment.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明による対象物位置検出装置は、TVカメ2と、こ
のTVカメラで撮像した映像信号を8ビットでデジタル
化するA−D変換器と、8ビットにデジタル化した映像
信号データ(画像データ)を記憶する画像記憶装置と、
8ビットの前記画像データを2値画像化する2値化処理
装置と、2値画像上の図形の輪郭線の座標を検出する輪
郭線検出装置と、前記輪郭線を直線化しその直線の式を
求める直線化装置と、この直線化装置により求められた
直線の式より対象とした図形の位置を求める演算装置と
、この演算装置により求められた図形の位置を表示する
表示装置とを具備してなることを特徴とする。
The object position detection device according to the present invention includes a TV camera 2, an A-D converter that digitizes a video signal captured by the TV camera in 8 bits, and video signal data (image data) digitized in 8 bits. an image storage device that stores
a binary processing device that converts the 8-bit image data into a binary image; a contour detection device that detects the coordinates of the contour of a figure on the binary image; and a contour detection device that straightens the contour and calculates the equation of the straight line. A linearization device for determining the position of the target figure based on the equation of the straight line determined by the linearization device, and a display device for displaying the position of the figure determined by the calculation device. It is characterized by becoming.

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、対象物(コンテナ〕位置の検出は、対
象とするコンテナを撮影した画像データに対して、 (1)2値化処理による;ンテナの抽出、(2)  コ
ンテナの輪郭線座標の検出、(3)  輪郭線の直線化
、 (4)  コンテナの重心及び傾きの計算、という処理
を実施して行なっている。以下上記処理の作用を説明す
る。
According to the present invention, the position of a target object (container) is detected by (1) binarizing the image data of the target container; (2) extraction of the container; and (2) contour coordinates of the container. (3) Linearization of the contour line, and (4) Calculation of the center of gravity and inclination of the container.The operation of the above processing will be explained below.

(1)2値化処理によるコンテナの抽出対象とするコン
テナを撮像したTVカメラの映像信号は、A−D変換器
によって8ビットの画像r−タに変換し、さらに2値化
処理装置によって2値画像に変換することによシコンテ
ナが抽出できる。第2図は、2値化処理装置の処理フロ
ー図を示している。
(1) Extraction of containers by binarization processing The video signal of the TV camera that imaged the container is converted into an 8-bit image r-ta by an A-D converter, and then converted into an 8-bit image r-ta by a binarization processing device. The container can be extracted by converting it to a value image. FIG. 2 shows a processing flow diagram of the binarization processing device.

8ビットの画像データに対して大津の方法に゛よシ2値
化用のしきい値kを演算する。(大津の方法の参考文献
:大津展之、判別および最小二乗規準に基づく自動しき
い値選定法、信学誌8014VolJ63−DA4、P
、349〜P、356)。大津の方法は、8ビットの画
像データの濃度ヒストグラムを作成し、そのヒストグラ
ムをある濃度で2つのクラスに分けるときそのクラス間
分散σ、3を最大にする濃度kをしきい値とする手法で
ある。
A threshold k for binarization is calculated for 8-bit image data using Otsu's method. (References for Otsu's method: Nobuyuki Otsu, Automatic threshold selection method based on discriminant and least squares criterion, IEICE Journal 8014 Vol. J63-DA4, P.
, 349-P, 356). Otsu's method is a method in which a density histogram of 8-bit image data is created, and when the histogram is divided into two classes at a certain density, the density k that maximizes the interclass variance σ, 3 is used as a threshold. be.

求めたしきい値kによって8ビットの画像データを2値
化する。(コンテナに相当する領域を1゜それ以外の領
域を0とする。)2値化した画像データに対してコンテ
ナに相当する領域の画素数をカウントし、その結果とコ
ンテナが占める予想画素数(コンテナの予想画素数は、
コンテナの大きさ、カメラの視野角、カメラとコンテナ
間の距離によって決まる。)とを比較して、その差があ
る許容範囲以内ならば、2値化処理を終了する。
The 8-bit image data is binarized using the determined threshold value k. (The area corresponding to the container is 1°, and the other areas are 0.) Count the number of pixels in the area corresponding to the container for the binarized image data, and combine the result with the expected number of pixels occupied by the container ( The expected number of pixels for the container is
Determined by the size of the container, the viewing angle of the camera, and the distance between the camera and the container. ), and if the difference is within a certain tolerance range, the binarization process ends.

そうでなければ、2値化した画像と元の8ビットの画像
とのANDを演算し、その結果の画像に対して、大津の
方法による2値化用のしきい値kを演算することを繰返
す。
If not, perform an AND operation between the binarized image and the original 8-bit image, and then compute the threshold value k for binarization using Otsu's method on the resulting image. Repeat.

要するに、2値化処理装置は、2値化処理を繰り返す毎
に、対象とする処理領域を限定していき、その処理領域
が、コンテナの予想面積(画素数)K違したとき、2値
化処理を終了し、その領域をコンテナとみなすことによ
シ、コンテナを抽出する。
In short, each time the binarization processing is repeated, the binarization processing device limits the target processing area, and when the processing area is different from the expected area (number of pixels) of the container by K, the binarization processing device After completing the processing, the container is extracted by regarding the area as a container.

(2)  コンテナの輪郭線座標の検出抽出し九コンテ
ナの輪郭線座標(X軸:カメラの水平軸、Y軸:カメラ
の垂直軸とする。)は、輪郭線検出装置で求める。第3
図は輪郭線検出装置の処理フロー図を示している。
(2) Detection and extraction of container contour coordinates The contour coordinates of the nine containers (X-axis: horizontal axis of the camera, Y-axis: vertical axis of the camera) are determined by a contour detection device. Third
The figure shows a processing flow diagram of the contour line detection device.

いt22値像データを配列IP(M、N)  (M 、
 Nはそれぞれ、水平、垂直方向の画素数)とすると(
第4図■参照)、2値画像データ上の輪郭点は、例えば
原点をスタート点として、右下方向に走査して1“がた
つ点を探せば求めることができる。
The t2 binary image data is arrayed IP (M, N) (M,
N is the number of pixels in the horizontal and vertical directions, respectively), then (
(See FIG. 4 (2)), the contour points on the binary image data can be found, for example, by using the origin as the starting point and scanning in the lower right direction to find a point with 1" wobbling.

その点の座標をX(1) 、 Y(1)とする。Let the coordinates of that point be X(1) and Y(1).

輪郭点の探索は、例えば■コンテナの輪郭線は閉じてい
ること、■右回り方向に探索すること(左回りでも可)
を仮定し、現在の輪郭点Pを(X(10,Y(K))、
前回の輪郭点qを(X(K−1) 、Y(K−1) )
、次の輪郭点Rを(X(K+1)、Y(K+1))とす
ると、現在の輪郭点Pを中心とした3×3近傍のデータ
に対して、前回の輪郭点Qをスタート点として右回り方
向(左回り方向)に3×3近傍の座標のデータを調べ最
初に@1”がたつ座標を次の輪郭点(第4図CB)では
R)とする方法がある。
To search for contour points, for example, ■ the contour of the container must be closed, ■ search in a clockwise direction (counterclockwise direction is also possible)
Assuming that, the current contour point P is (X(10, Y(K)),
The previous contour point q is (X(K-1), Y(K-1))
, the next contour point R is (X(K+1), Y(K+1)), then for the data in the 3×3 neighborhood centered on the current contour point P, start from the previous contour point Q and move to the right. There is a method of checking the data of the 3×3 neighboring coordinates in the rotational direction (counterclockwise direction) and setting the coordinate where @1" is first set as the next contour point (R) in FIG. 4 CB.

輪郭点の探索の終了条件は、次の輪郭点の座標(X(K
+1 ) 、 Y(K+1 ) )と初期点(X(1)
 、 Y(1) > 2>E −致することを確認すれ
ば実現できる。
The termination condition for contour point search is the coordinates of the next contour point (X(K
+1 ), Y(K+1) ) and the initial point (X(1)
, Y(1) >2>E - This can be achieved by confirming that.

(3)輪郭線の直線化 コンテナの輪郭線は本来直線であるべきであるが、各徨
の外乱によってそうでないケースが多々ある。そこで、
直線化装置によって輪郭点データを基に、最小二乗法ま
たはHough変換によシ、輪郭線を直線化し、その方
程式を求める。
(3) Straightening the contour line Although the contour line of a container should originally be a straight line, there are many cases where this is not the case due to external disturbances. Therefore,
A linearization device linearizes the contour line based on the contour point data using the least squares method or Hough transformation, and calculates its equation.

(4)  コンテナの重心及び傾きの計算コンテナの上
面は長方形なので、直線化装置によって4つの直線の方
程式が得られる。演算装置では、この4つの直線の方程
式の傾きやy切片の値をコンテナ上面が長方形であるこ
とを基に補正する。さらに、補正後の4つの直線の方程
式の交点を求め、それらをコンテナ(長方形)の頂点と
する。(4点が得られる。)、この4つのコンテナ(長
方形)の頂点よシコンテナ(長方形)の重心及び傾き(
水平座標軸に対する)を演算する。
(4) Calculation of the center of gravity and inclination of the container Since the top surface of the container is rectangular, four straight line equations can be obtained using the straightening device. The arithmetic unit corrects the slopes and y-intercept values of these four straight line equations based on the fact that the top surface of the container is rectangular. Furthermore, the intersection points of the four corrected straight line equations are found, and these points are set as the vertices of the container (rectangle). (4 points are obtained.), the vertices of these four containers (rectangles), the center of gravity and the inclination of the containers (rectangles) (
) for the horizontal coordinate axis.

以上のように流れによって、コンテナ位置(重心と傾き
)の検出が実現できる。
As described above, the container position (center of gravity and inclination) can be detected based on the flow.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例の構成を示すグロック図であ
る。以下第1図を基に本発明の一実施例の構成と作用に
ついて説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. The structure and operation of an embodiment of the present invention will be explained below based on FIG.

1はTVカメラ、2はA−D変換器、3は画像記憶装置
である。TVカメラ1を鉛直下向きに設置し、対象とす
るコンテナの上面を撮像する。撮像した映倫信号はA−
D変換器2によシ8ピットのデジタルデータ(画像デー
タ)に変換し、画像記憶装置3に一旦記憶する。
1 is a TV camera, 2 is an A-D converter, and 3 is an image storage device. A TV camera 1 is installed vertically downward and images the top surface of a target container. The imaged Eirin signal is A-
The data is converted into 8-bit digital data (image data) by the D converter 2 and temporarily stored in the image storage device 3.

4は2値化処理装置、5は輪郭線検出装置、6は直線化
装置、7は演算装置である。
4 is a binarization processing device, 5 is a contour detection device, 6 is a linearization device, and 7 is an arithmetic device.

画像記憶装置3より読み出した8ビットの画像データに
対して2値化処理装置4によって画像データを2値化し
、コンテナの抽出を行なう。次にこの2値化データに対
して輪郭線検出装置5にょシ、画像上のコンテナの輪郭
線を求める。さらに、直線化装置6によシ、輪郭線に含
まれた外乱(ノイズ)を除去し輪郭線を直線化し、その
方程式を求める(4つ得られる)。演算装置7は、求め
た直線の方程式の傾きとy切片をコンテナの上面が長方
形であることを基に補正し、補正後の直線の交点を求め
コンテナ(長方形)の頂点の座標とする。この頂点の座
標よシコンテナ上面の重心と傾きを演算し、表示装置8
に表示する。
The 8-bit image data read from the image storage device 3 is binarized by the binarization processing device 4, and containers are extracted. Next, the contour line detection device 5 calculates the contour line of the container on the image from this binarized data. Furthermore, the linearization device 6 removes disturbances (noise) included in the contour line, straightens the contour line, and obtains its equations (four equations are obtained). The arithmetic unit 7 corrects the slope and y-intercept of the equation of the straight line based on the fact that the top surface of the container is rectangular, and finds the intersection of the corrected straight lines and uses it as the coordinates of the vertex of the container (rectangle). The coordinates of this vertex are used to calculate the center of gravity and inclination of the top surface of the container, and the display device 8
to be displayed.

以上のように、本発明の装置によってコンテナ上面の重
心と傾きの検出が可能となり、トランスファークレーン
やコンテナクレーンのトロリー(iたはスプレッダ−)
の自動化運転(自動位置決め)が実現できる。
As described above, the device of the present invention makes it possible to detect the center of gravity and inclination of the top surface of a container.
Automated operation (automatic positioning) can be realized.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、従来運転員が目視で実施していたコン
テナ上面の位置(重心や傾き)の検出をオンラインでか
つ自動的に行なえる。さらに、本発明装置を適用するこ
とによって、トランスファークレーンやコンテナクレー
ン等の運転の自動化が可能になるという波及効果がある
According to the present invention, the detection of the position (center of gravity and inclination) of the top surface of a container, which was conventionally performed visually by an operator, can be performed online and automatically. Furthermore, by applying the device of the present invention, there is a ripple effect in that the operation of transfer cranes, container cranes, etc. can be automated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図は第1図における2値化処理装置の処理フローを
示す図、第3図は第1図における輪郭線検出装置の処理
フローを示す図、第4図(4)は第1図における2値画
像データIP(M、N)の説明図、第4図(B)は、第
1図における輪郭点検出の原理図である。 1・・・TVカメラ、2・・・A−D変換器、3・・・
画像記憶装置、4・・・2値化処理装置、5・・・輪郭
線検出装置、6・・・直線化装置、7・・・演算装置、
8・・・表示装置。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing the processing flow of the binarization processing device in FIG. 1, FIG. 3 is a diagram showing the processing flow of the contour line detection device in FIG. 1, and FIG. FIG. 4B, which is an explanatory diagram of the binary image data IP (M, N), is a principle diagram of contour point detection in FIG. 1. 1...TV camera, 2...A-D converter, 3...
Image storage device, 4... Binarization processing device, 5... Contour detection device, 6... Straightening device, 7... Arithmetic device,
8...Display device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] TVカメラと、このTVカメラで撮像した映像信号を8
ビットでデジタル化するA−D変換器と、8ビットにデ
ジタル化した映像信号データ(画像データ)を記憶する
画像記憶装置と、8ビットの前記画像データを2値画像
化する2値化処理装置と、2値画像上の図形の輪郭線の
座標を検出する輪郭線検出装置と、前記輪郭線を直線化
しその直線の式を求める直線化装置と、この直線化装置
により求められた直線の式より対象とした図形の位置を
求める演算装置と、この演算装置により求められた図形
の位置を表示する表示装置とを具備してなることを特徴
とする対象物位置検出装置。
A TV camera and the video signal captured by this TV camera are
An A-D converter that digitizes in bits, an image storage device that stores 8-bit digitized video signal data (image data), and a binarization processing device that converts the 8-bit image data into a binary image. a contour line detection device that detects the coordinates of the contour line of a figure on a binary image; a linearization device that straightens the contour line and obtains the equation of the straight line; What is claimed is: 1. An object position detection device comprising: an arithmetic device for determining the position of a target figure; and a display device for displaying the position of the figure determined by the arithmetic device.
JP27793688A 1988-11-02 1988-11-02 Object position detecting device Pending JPH02127393A (en)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06156974A (en) * 1992-11-26 1994-06-03 Ohbayashi Corp Monitoring system for cable crane
JPH09320844A (en) * 1996-05-31 1997-12-12 Shinko Electric Co Ltd Detecting-method for load weight of lifting electromagnet and automatic correcting-method for centroid position by use of this detected result
KR100428844B1 (en) * 1999-07-15 2004-04-28 주식회사 포스코 Automatic position adjustment method
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