JPH0223478A - 撮影物の輪郭線分抽出方法 - 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】 ［目次］ 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 発明の効果 ［１１ｉｌ要］ 撮影物の輪郭線分を撮影像から抽出する方法に関するも
のであり、 近傍位置の輪郭線分を確実かつ高速に抽出できる方法の
提供を目的とし、 このため、カメラを直線路に沿って移動させながら所定
距離の移動毎に撮影をカメラに行なわせ、前記撮影が行
なわれたときに撮影像の輪郭を抽出して第１仮想球面に
投影し、前記投影が行なわれたときに第１仮想球面に対
する写像処理を行なうことにより大円を第２仮想球面に
生成して大円交差点の位置へ大円交差数相当の濃度を書
き込み、前記濃度の書き込みが行なわれたときに第２仮
想球面相当の第１仮想面における全領域濃度を所定比率
で減少させて第２仮想球面相当の第２仮想面に書き込み
、第２仮想面に対する濃度の書き込みが行なわれたとき
に第２仮想球面の全領域濃度を所定比率で減少させて第
２仮想面の濃度と加算し、濃度の加算が行なわれたとき
に第２仮想球面相当の第３仮想面において該球面の大円
交差点に対応の位置を中心とし前記距離に応じた広がり
領域を有しかつ加算濃度と同一濃度のウィンドウを設定
し、前記ウィンドウが設定されたときにウィンドウ内濃
度と第２仮想面濃度とのうち高い濃度を選択して第１仮
想面へ書き込むことにより第１仮想面の更新を行ない、
前記更新が行なわれる前の第１仮想面濃度を第２仮想面
濃度から減算し、前記減算により得られた濃度が設定値
以上となる大円交差点の位置を第２仮想球面から検索し
て出力する、ことを特徴とする。

［産業上の利用分野］ 本発明は、撮影物の輪郭線分を抽出する方法に関するも
のである。

例えば原子炉などのように人間が立ち入ることが危険も
しくは困難な場所でロボットに作業を行なわせる場合に
は、その作業の対象物をこのロボットが操作するために
、対象物までの距離、対象物の姿勢等をロボットに認識
させることが必要となる。

そこで、ロボット側に設けられたカメラで対象物の球面
Ｓ彰を行なわせ、撮影像の処理でロボットに上記認識を
行なわせる提案が行なわれており、この種の提案に関し
ては特開昭５９−１８４９７３、特開昭６０−２１８１
８３などが知られている。

［従来の技術］ ところがそれらの提案にあっては、作業の対象物に至る
距離を正確に測定することが不可能とされていた。

そこで、特願昭６１−２５８１４０．特願昭６１−２５
８１４１などで示される提案が行なわれている。

それらの新たな提案においては、カメラが直線路に沿っ
て移動され、所定距離を移動する毎にそのカメラで撮影
が行なわれる。

そして撮影像が得られる毎に、撮影像の輪郭抽出が行な
われ、その輪郭線分が仮想の球面に投影される。

ざらにこの球面に対する写像処理が行なわれ、これによ
り他の仮想球面へ各画素に対応の大円が生成される。

次いで大円交差数が最大となるピーク点く写像点、８点
）がサーチされ、撮影物の輪郭成分はこのピーク点で濃
縮表現される。

このようにしてピーク点がサーチされると、各ピーク点
により輪郭成分の方向や線分までの距離が求められ、そ
の結果、作業対象物の姿勢やこれに至る距離などの三次
元計測が行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ この種の提案においては、カメラの撮影がカメラ近傍か
ら遠方に亘って行なわれるので、ピーク点で濃縮表現さ
れた輪郭線分にはロボット作業に必要な近傍のものとと
もに、これに不要な遠方のものまでが含まれる。

したがって三次元計測の結果を得るまでに長い処理時間
が必要となる。

また、近傍線分のピーク点と遠方線分のピーク点との間
に干渉が発生し、このため三次元計測の結果に誤りがし
ばしば生ずる。

このため、ロボット作業などに必要となる近傍領域に存
在した撮影物の輪郭成分のみを確実に抽出して作業対象
物までの距離、その姿勢などの三次元計測を常に正確に
かつ高速に行えるように別の提案が行なわれた。

この提案の原理が第２０図で説明されており、同図のス
テップ１００ではカメラが直線路に沿って移動され、所
定距離の移動毎にそのカメラによる撮影が行なわれる。

そしてステップ１１０では、各撮影像の輪郭抽出が行な
われ、その撮影像は第１の仮想球面に投影される。

さらにステップ１２０では、前記投影が行なわれたとき
に、第１仮想球面に対する写像処理が行なわれ、これに
より大円が第２仮想球面で生成され、大円交差点の位置
へ大円交差数相当の濃度が書き込まれる。

次のステップ１３０では、前記濃度の書き込みが行なわ
れたときに、第２仮想球面相当の第１仮想面において該
球面の大円交差点に対応の位置を中心とするとともに前
記距離に応じた広がり領域を有し、かつ、該球面と同濃
度のウィンドウが設定される。

またステップ１４０では、前記ウィンドウが設定された
ときに、第２仮想球面相当の第２仮想面における全領域
濃度が所定比率で減少されるとともに、設定ウィンドウ
と対応の領域に該ウィンドウの濃度が加算される第２仮
想面濃度の更新が行なわれる。

そしてステップ１５０では、前記濃度の書き込みが第２
仮想球面へ行なわれる毎に、第２仮想球面から更新前に
おける第２仮想面の濃度が減算される。

最後のステップ１６０では、上記減算により得られた濃
度が設定値以上となる大円交差点の位置が第２仮想球面
から検索され、その交差点位置が出力される。

以上の提案では、カメラが直線路に沿って所定距離移動
される毎に、撮影像の投影及びその投影内容に対する写
像処理が行なわれる。

その結果、第２仮想球面に大円が生成され、第２仮想球
面上の大円交差点位置に大円交差数相当の濃度が書き込
まれる。

そして、第２仮想球面に各々相当した第１仮想面と第２
仮想面とが予め用意され、第１仮想面にはウィンドウが
設定される。

このウィンドウは第２仮想球面の大円交差点に対応の位
置が中心とされ、前記カメラの単位移動距離に応じた広
がりを有しており、したがってカメラ近傍の撮影線分に
対応したウィンドウは第１仮想面上で撮影毎に長距離を
移動し、カメラ遠方の撮影線分に相当したウィンドウは
微少距離を移動する。

またウィンドウの濃度はウィンドウ領域中心位置の大円
交差点数相当の濃度とされ、第２仮想面では、その全領
域濃度が所定の比率で減少するとともに、設定ウィンド
ウと対応の領域に該ウィンドウの濃度を加算する更新が
、ウィンドウの設定毎に行なわれる。

したがってカメラ遠方の撮影線分に対応したウィンドウ
の場合、これが撮影毎にほとんど移動せず、第２仮想面
におけるウィンドウ対応領域も同様に移動しないので、
各ウィンドウ対応領域に多くの重なり部分が順次生じ、
その重なり部分における濃度は上記の更新毎に蓄積され
て逐次高められる。

またカメラ近傍の撮影線分に対応したウィンドウの場合
、これが撮影毎に大きく移動して第２仮想面におけるウ
ィンドウ対応領域も同様に移動するので、各ウィンドウ
対応領域に重なりが生ずることはなく、それらの濃度は
上記の更新毎に減ぜられる。

このように、第２仮想面における各ウィンドウ対応領域
はその濃度が過去に遡るほど減少する特性を有しており
、カメラ遠方の撮影線分の場合にはその濃度は逐次高め
られ、またカメラ近傍の撮影線分の場合にはその濃度は
逐次域ぜられる。

このため、第二仮想球面から各濃度更新前における第二
仮想面の濃度が減算されると、大円交差点の位置におけ
る濃度はカメラ近傍の撮影線分の場合には高くなり、ま
た、遠方の撮影線分の場合には逆に低くなる。

その結果、交差点濃度が一定の値以上となる大円交差点
の位置が検索されて出力されると、その出力位置はＲ彰
線分のうちカメラ近傍の線分のみに対応したものとなっ
ており、したがって、カメラ近傍の撮影線分のみが選択
される。

ここで、ウィンドウの濃度がウィンドウ領域中心位置の
大円交差点数相当の濃度とされ、第２仮想面ではその全
領域濃度が所定の比率で減少するとともに設定ウィンド
ウと対応の領域に該ウィンドウの濃度が加算される更新
が行なわれるので、カメラ遠方の撮影線分に対する抑制
量となる前記領域の濃度はウィンドウとの重なりに応じ
て位置により異なり、均一とはならない。

例えば第２１図（Ａ）のように大円交差点Ｓが移動する
場合においては、同図（Ｂ）のように前記領域の濃度は
ウィンドウとの重なりに応じて不均一となり、このため
、カメラ遠方の撮影線分に対する抑制効果はウィンドウ
領域に対して部分的なものとなる。

そこで、ウィンドウ（現在では９Ｘ９の画素領域、５．
４°×５，４°の視野に相当）を拡大する検討が行なわ
れたが、その場合には処理に要する時間がウィンドウの
拡大で著しく長くなり、また近傍線分まで抑制されると
いう問題が生ずる。

本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたものであり、
その目的は、ウィンドウを拡大することなくカメラ遠方
の線分に対応した大円交差点のみをより確実かつ有効に
除去できる方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明では第１図に示され
る方法が採られている。

同図のステップ１０ではカメラが直線路に沿って移動さ
れ、所定距離の移動毎にそのカメラによる撮影が行なわ
れる。

そしてステップ１１では、各＠影像の輪郭抽出が行なわ
れ、その岡影像は第１の仮想球面に投影される。

さらにステップ１２では、前記投影が行なわれたときに
、第１仮想球面に対する写像処理が行なわれ、これによ
り大円が第２の仮想球面で生成され、大円交差点の位置
へ大円交差数相当の濃度が書き込まれる。

次のステップ１３では、前記濃度の書き込みが行なわれ
たときに、第２仮想球面相当の第１仮想面における全領
域濃度が所定比率で減少され、第２仮想球面相当の第２
仮想面に書き込まれる。

またステップ１４では、第２仮想面に対する濃度の書き
込みが行なわれたときに、第２仮想球面の全領域濃度を
所定比率で減少させて第２仮想面の濃度と加算した濃度
が求められる。

そしてステップ１５では、濃度の加算が行なわれたとき
に、第２仮想球面相当の第３仮想面において該球面の大
円交差点に対応の位置を中心とし、前記距離に応じた広
がり領域を有し、ｈつ、前記加算による濃度と同一濃度
のウィンドウが設定される。

さらにステップ１６では、前記ウィンドウが設定された
ときに、ウィンドウ内濃度と第２仮想面濃度とのうち高
い濃度が選択されて第１仮想面へ書き込まれることによ
り第１仮想面の更新が行なわれる。

またステップ１７では、前記更新が行なわれる前の第１
仮想面濃度が第２仮想球面濃度から減算される。

最後のステップ１８では、上記減算により得られた濃度
が設定値以上となる大円交差点の位置が第２仮想球面か
ら検索され、その交差点位置が出力される。

［作用］ 本発明では、ウィンドウ内濃度と第２仮想面濃度とのう
ち高い濃度が選択されて第１仮想面へ書き込まれること
により、第１仮想面の更新が行なわれるので、そのウィ
ンドウ対応領域は均一な濃度となり、この均一濃度でカ
メラ遠方の撮影線分に対応した大円交差点が抑制される
。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明に係る方法の好適な実施例
を説明する。

第２図には実施例の全体構成が示されており、カメラユ
ニット２０からは極座標形式の画像データが出力される
。

そしてカメラユニット２０は第３図（Ａ）。

（Ｂ）に示されたガイド３０により水平面内で直線案内
され、また第２図のモータ２１によりその案内路に沿っ
て移動駆動される。

ざらにモータ２１はモータ制御ユニット２２により制御
され、モータ制御ユニット２２及び前記カメラユニット
２０にはＭＰＵ２３から制御指令が与えられる。

これによりカメラユニット２０が直線移動する制御が行
なわれ、またその移動中においては、１０回の撮影が等
間隔の位置ｔ＝１，２．３，４゜５．６，７，８，９，
１０で行なわれる。

この例では第３図（Ａ）、（Ｂ）のように鉛直姿勢の線
分ＬＯ，ＬｏＯ（ｉｆｆｌ影対象物の構造線）がカメラ
ユニット２０により撮影されており、線分ＬＯ，ＬｏＯ
は各々微少距離ｄｏ、十分な距離ｄｏ。

を離れた位置に存在している。

また第２図においては並列演算を行なう写像プロセッサ
２４−１．２４−２．２４−３・・・２４−ｎが設けら
れており、それらの処理には画像メモリ２５．写像メモ
リ２６−１．２６−２．２６−３・・・２６−ｎが使用
される。

これらのうち写像プロセッサ２４−１．２４−２．２４
−３−−−２４−ｎの処理はＭＰｔＪ２３により管理制
御され、原画メモリ２５．写像メモリ２６−１．２６−
２．２６−３・・・２６−ｎはＭＰＵ２３によりパラレ
ルインタフェイス２７を介してアクセスされる。

そして同図においては移動方向計測用データ作成部２８
及び移動方向判定部２９が設けられている（これらにつ
いては特願昭６’！−２５８１４０゜特願昭６１−２５
８１４１で詳細な説明が行なわれている）。

本実施例は以上の構成からなり、以下その作用を説明す
る。

第４図には本実施例の概略作用を説明するフローチャー
トが示され、ＭＰＵ２３からモータ制御ユニット２２に
対してカメラユニット２０の移動開始が指示されるとく
スタート）、ＭＰｔＪ２３ではカメラユニット２０が位
置ｔ＝１，２，３，４゜５．６，７，８．９．１０の間
を移動したか否かが判断される（ステップ４１）。

そしてこの距離をカメラユニット２０が移動すると（ス
テップ４１でＹＥＳ）　、ＭＰｔＪ２３の制御によりカ
メラユニット２０で撮影が行なわれ（ステップ４２）、
その後、カメラユニット２０が位置ｔ＝１０に達するま
で、投影処理（ステップ４３）、写像処理（ステップ４
４）、不動点除去処理（ステップ４５）が繰り返される
。

そして最後に１０回目の撮影（ステップ４２）が行なわ
れるとともに、これに続く処理くステップ４３，４４．
４５）が行なわれると（ステップ４６でＹＥＳ）　、線
分の方位計測処理（ステップ４７）と線分までの距離測
定処理（ステップ４８）とが特願昭６１−２５８１４０
．特願昭６１−２５８’１４１のように行なわれる。

以下、投影処理（ステップ４３）、写像処理（ステップ
４４）、不動点除去処理（ステップ４５）を順次説明す
る。

第３図の位置ｔ＝１．２，３，４．５，６．７゜８．９
または１０で撮影が行なわれると、例えば第５図のよう
に近傍線分ＬＯが第１仮想球面Ｂ１に円弧線分ＬＯＧと
して投影され、線分１０上の点ＰＯは円弧線分１０ｃ上
の線分構成点ＰＯＣｎとして投影される。

この線分投影に使用される第１仮想球面Ｂ１としては第
２図の原画メモリ２５が使用され、原画メモリ２５では
第６図に示されるように経度α。

緯度βの方形メツシュで区画されたアドレス空間の対応
アドレスへ各画素のデータが書き込まれる（以上の説明
の詳細は特開昭５９−１８４９７３゜特開昭６０−２１
８１８３．特願昭６１−２５８１４０、特願昭６１−２
５８１４１を参照〉。

また写像処理（ステップ４４）では撮影線分ＬＱ、ｌｏ
ｏの各点がこれらと球面中心Ｏとを結ぶ直線と切断面が
直角となる大円に変換される。

例えば第５図においては、点ＰＯｎ、　ｐＯｃｎ　、球
中心Ｏを結ぶ直線と切断面が垂直となる大円１０ｃｎが
第１仮想球面Ｂ１に生成される。

この大円生成は全ての線分構成点ＰＯｃについて第７図
のように行なわれ、それら大円１ｃは第２仮想球面Ｂ２
で第７図のように生成される。

なお、これら大円ＩＣは写像プロセッサ２４−１で得ら
れ、写像メモリ２６−１に書き込まれる。

このようにして第２仮想球面Ｂ２に生成された大円ｌｃ
は線分１０．ＬＯＯ毎に２つの写像点Ｓで交差し、第７
図においては線分１ｏについての全大円ＩＣが写像点Ｓ
Ｏで交差していることが示されている。

その結果、線分１ｏは第２仮想球面Ｂ２上の写像点ＳＯ
に濃縮され、このことは遠方の直線Ｌｃ。

についても同様である。

なお、上述のように一つの直線について２つの交差点が
生ずるので、それらのうちの一方が写像点Ｓとして選択
される（詳細については特開昭５９−１８４９７３．特
開昭６０−２１８１８３等を参照）。

また、実際には大円交差点にばらつきが生ずるので、大
円交差数のピーク位置が写像点Ｓとして定められる。

そして第２仮想球面Ｂ２を形成する写像メモリ２６−１
では写像点Ｓ（α、β）と対応した画像アドレスに大円
交差数が記憶される。

ここで、第３図のように線分ＬＯがカメラユニット２０
から微少距離ｄＯだけ離れており、線分ＬｏＯが十分な
距離ｄｏｏだけ離れているので、カメラ移動で球面中心
０のカメラユニット２０に対して線分ＬＯ，ＬＯＯが相
対移動すると、線分ＬＯの写像点ＳＯは第８図のように
カメラ移動に対して大きく移動し、線分Ｌｏｏの写像点
Ｓｏｏは移動しないものとなる。

前記不動点除去処理（ステップ４５）ではこの性質を利
用して不動点となる遠方線分ＬＯＯの写像点Ｓｏｏが除
去され、その結果、近傍線分ＬＯの写像点ＳＯが抽出さ
れる。

第１０図には不動点除去処理（ステップ４５）の内容が
フローチャートで示されており、その不動点除去処理（
ステップ４５）では、第１１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
、（Ｄ）、（Ｅ）に各々示された写像プレーンＭＰ、ウ
ィンドウプレーンＷＰ、Ｍ歴プレーンＨＰ、副履歴プレ
ーンｈＰ。

中間プレーンＩＰが使用される。

これら写像プレーンＭＰ、ウィンドウプレーンＷＰ、Ｍ
歴プレーンＨＰ、副履歴プレーンｈＰ（第２仮想球面、
第３仮想面、第１仮想面、第２仮想面に各々対応）、中
間プレーンＩＰには写像メモリ２６−２．２６−５．２
６−６．２６−３゜２６−４が各々使用され、写像プロ
セッサ２４−２．２４−５．２４−６．２４−３．２４
−４により書き込みが各々行なわれる。

前述の写像処理（ステップ４４）が行なわれると、写像
点Ｓの位置と大円交差数相当の濃度［）Ｓとが読み出さ
れ（ステップ１０１）、これらがそのまま写像メモリ２
６−２へ転送される（ステップ１０２）。

そして副履歴プレーン生成処理（ステップ１０３）、中
間プレーン生成処理（ステップ１０４）。

ウィンドウプレーン生成処理（ステップ１０５）及び履
歴プレーン更新処理（ステップ１０６）と不動点抑制処
理（ステップ１０７）及び写像点データ出力処理（ステ
ップ１０８）とが並行して行なわれる。

第１２図のように写像プレーンＭＰの写像点アドレス〈
α、β）に大円交差数相当の濃度［）Ｓ（α、β）が書
き込まれると（ステップ１０２）、第１３図のように履
歴プレーンＨＰの全領域に亘り画素濃度Ｄｈ　　（α、
β）へ定数１−γ（０くγく１２例えばγ＝０．５）を
乗じてこれが減ぜられ、その濃度Ｄｈ　　（α、β）・
（１−γ）が副履歴プレーンｈＰに書込まれる（ステッ
プ１０３）。

次に写像プレーンＭＰの濃度ＤＳ　　（α、β）を１倍
して減じたものと副履歴プレーンｈＰの濃度Ｄｈ　　（
α、β）・（１−ｋ）とが加算され、この加算濃度γ・
ＤＳ　　（α、β）十Ｄｈ（α、β）・（１−ｋ）が中
間プレーンＩＰに書き込まれる（ステップ１０４）。

ざらに中間プレーンＩＰを使用してウィンドウプレーン
ＷＰに写像点Ｓ（α、β）に対応のウィンドウが設定さ
れる（ステップ１０５）。

そのウィンドウは第１４図（Ａ＞のように中間プレーン
ＩＰの写像点Ｓ（α、β）を位置基準として設定され、
同図（Ｂ）のように、写像点Ｓの画素アドレス（α、β
）を中心とし、そのアドレスを９Ｘ９＝８１倍に拡大し
た方形のアドレス領域とされる。

そしてカメラ近傍線分１０の場合には写像点ＳＯ（α、
β）が第８図のように大きく移動し、カメラ遠方線分Ｌ
ｏＯの場合には第９図のように写像点５ｏｏ（α、β）
が移動しないので、前者の場合には第１５図（Ａ）のよ
うに新たなウィンドウ（ｔ＋１＞と前回のウィンドウ（
１）とが重ならず、後者の場合には同図（Ｂ）のように
それらが完全に重なるものとして取り扱え、中間位置の
場合にはそれらの一部が同図（Ｃ）の様に重なる。

また、ウィンドウ内濃度ＤＷ　　（α、β）は中間プレ
ーンＩＰの濃度Ｄｈ　　（α、β）・（１−γ）とされ
ており、同図（Ｃ）及び第１３図から理解されるように
、 ＤＷ　　（α、β）＝γ・ＤＳ　（α、β）＋［）ｈ（
α、β）・（１−γ） で表わされる。

次の履歴プレーン更新処理（ステップ１０６）では履歴
プレーンＨＰの濃度Ｄｈ　　（α、β）が更新される。

この更新は第１３図のように、それまでの履歴プレーン
ＨＰ　（ｔ＞が新たな履歴プレーンＨＰ（ｔ＋１　）へ
次式にしたがって書き替えられることにより、行なわれ
る。

Ｄｈ　　＜ａ、β）←ｍａｘ　（［）ｗ　　（α、β）
。

（１−γ）・Ｄｈ　　（α、β）） すなわち、新たな履歴プレーンＨＰ　（ｔ＋１　＞の濃
度Ｄｈ　　（α、β）としては、副履歴プレーンｈＰの
濃度（１−γ）・Ｄｈ（α、β）とウィンドウプレーン
ＷＰの濃度ＤＷ　　（α、β）とのうち、高いものが選
択される。

但し、ウィンドウが第１３図のように重なる場合には、
それら濃度Ｄｗ　　（α、β）のうち高いものが選択さ
れている。

他方、不動点抑制処理（ステップ１０７）では上述のよ
うにして更新された前回の履歴濃度Ｄｈ（α、β）が今
回の写像点濃度ＤＳ（α、β）から差し引かれ、次の写
像点データ出力処理（ステップ１０８）では不動点抑制
処理（ステップ１０７）による減算濃度ＤＳ（α、β）
のうち設定濃度Ｄｔｈ以上のものに対応した写像点Ｓ（
α、β）が選択出力される。

ここで、第３図のようにカメラ近傍に存在する線分ＬＯ
の場合には、第８図のように撮影位置ｔに対する写像点
ＳＯの移動量が大きく、第１５図（Ａ）のようにこれに
対応設定の各ウィンドウが互いに重なることなく移動し
、第１６図のように前回のウィンドウ（１＞の位置とは
別の位置に新たなウィンドウ（ｔ＋１＞が設定される。

したがって新たなウィンドウ（ｔ＋１’）の位置にはそ
れまでの副履歴プレーン濃度（１−γ）・Ｄｈ　　（α
、β）が中間プレーンＩＰに書き込まれていないので、
そのウィンドウ内濃度ＤＷ　　（α。

β）は、 ＤＷ　（α、β）＝γ・ＤＳ　（α、β）十（１−γ）
・Ｄｈ　　（α、β） ＝γ・ＤＳ　　（α、β） となり、写像点濃度ＤＳ　　（α、β）を減じたものと
なる。

その結果、飛石状にウィンドウが逐次設定される。

そしてそれらのウィンドウ内濃度ＤＷ　　（α、β）が
中間プレーン生成処理（ステップ１０３・）で逐次域ぜ
られ、履歴プレーン更新処理（ステップ１０６）でこれ
らが選択されるので、各ウィンドウの濃度ＤＷ　（α、
β）は、過去に遡るほど、減少する。

この履歴プレーン更新処理（ステップ１０６）が行なわ
れる前の履歴プレーン濃度ｏｈ　　＜α、β）が写像点
濃度ＤＳ　　（α、β）から差し引かれると（ステップ
１０７）、過去の写像点濃度ＤＳ　　（α。

β）が有効にすべて抑制され、このため、最新の写像点
Ｓ（α、β）のみが逐次出力される（ステップ１０８）
。

また第３図のようにカメラ遠方に存在する線分Ｌｏｏの
場合には、第８図のように撮影位置ｔに対して写像点Ｓ
ｏｏを移動しないものとして取り扱え、第１５図（Ｂ）
のように各ウィンドウが互いに重なる。

このため、中間プレーンＩＰでは前回までの履歴８度Ｄ
ｈ　　（α、β）による成分（１−γ）・Ｄｈ　（α、
β）と新たな写像点濃度ＤＳ　　（α、β）による成分
とが第１７図のように加算され（ステップ１０４）、ウ
ィンドウ濃度ＤＷ　（α、β）がその加算１１度γ・Ｏ
Ｓ　　＜α、β）＋（１−γ）・Ｄｈ　　（α、β）と
なり、その結果、履歴濃度Ｄｈ（α、β）が蓄積され、
この履歴濃度Ｄｈ　　（α。

β）は搬影毎に逐次高められる。

したがって、履歴プレーン更新処理（ステップ１０６〉
が行なわれる前の履歴プレーン濃度Ｄｈ（α、β）が写
像点濃度ＤＳ　　（α、β）から差し引かれると（ステ
ップ１０７）、過去の各写像点濃度ＤＳ　　（α、β）
により新たな写像点濃度［）Ｓ（α、β）が有効に抑制
され、その結果、写像点Ｓ（α、β）の出力が阻止され
る（ステップ１０８）。

そしてカメラ近傍と遠方の中間位置に撮影線分しが存在
していたときには、新たなウィンドウ内濃度［）Ｗが第
１８図のように加算濃度γ・［）Ｓ（α、β）＋（１−
γ）・Ｄｈ　　（α、β）゛となるので、第１９図（Ａ
）のように写像点Ｓの移動する撮影が繰り返して行なわ
れると、写像点Ｓに対する抑制量となる履歴濃度Ｄｈは
同図（Ｂ）のようにイメージできる。

すなわちウィンドウ内の濃度ＯＷ　　＜α、β〉が均一
となり、写像点抑制がウィンドウ単位で行なわれる。

このように写像点Ｓに対する抑制量が新たなウィンドウ
内で不均一とならず、撮影線分抑制効果が部分的なもの
とならないので、ウィンドウのサイズを拡大するするこ
とが不要となる。

その結果、処理所要時間がウィンドウ拡大で著しく長く
なったり近傍線分ＬＯまで抑制される問題を招くことな
く、カメラ遠方線分上■に対応の写像点Ｓｏｏのみをよ
り有効に除去でき、カメラ近傍線分ＬＯに対応の写像点
ＳＯを確実に選択出力（ステップ１０８）できる。

これに続く処理（ステップ４７．４８）では写像点ＳＯ
のみが使用され、このためその処理所要時間が大幅に短
縮される。

そしてそれらの処理（ステップ４７．４８）では不要な
カメラ遠方線分Ｌｏｏの写像点ＳｏＯが予め削除され、
必要なカメラ近傍線分ＬＯの写像点ＳＯのみが使用され
るので、カメラ遠方線分Ｌｏｏの写像点Ｓｏｏが処理結
果に悪影響を与えることなく、常に正確な処理結果が得
られる。

すなわち、虚の線分方位の出力が抑制されて常に正確な
線分方位が出力され、また線分ＬＯまでの距離も正確に
計測される。

以上説明したように本実施例によれば、写像点Ｓに対す
る抑制量が新たなウィンドウ内で均一となるので、ウィ
ンドウサイズの拡大による処理所要時間の延長や近傍線
分ＬＯまで抑制される問題を招くことなく、カメラ遠方
線分Ｌｏｏに対応の写像点ＳＯｏのみをより有効に除去
してカメラ近傍線分ＬＯに対応の写像点ＳＯを確実に選
択出力でき、その結果、ロボットはカメラ暗影範囲中で
近傍に存在した撮影物の輪郭線分の方向や距離を迅速か
つ正確に確認して作業対象物を識別でき、このため作業
対象物を誤りなく直ちに認識して作業を効率的に行なう
ことが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、大円交差点に対す
る抑制量が新たなウィンドウ内で均一となるので、ウィ
ンドウサイズの拡大による処理所要時間の延長や近傍線
分まで抑制される問題を招くことなく、カメラ遠方線分
に対応の大円交差点のみをより有効に除去してカメラ近
傍線分に対応の大円交差点を確実に抽出できる。

このためロボットは、その抽出点だけを用いて近傍範囲
に対してのみ撮影物に対する三次元認識を行なうことに
より、作業対象物の姿勢やこの対象物までの距離をざら
に短時間で計測できる。

また、不要な遠方線分が認識結果に影響を与えることは
なく、必要な近傍線分が抑制されないので、撮影物の高
速な三次元認識をより正確に行なえる。

その結果、ロボット作業が誤りなく効率良く行なわれる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の原理説明図、 第２図は実施例の全体構成説明図、 第３図は実施例における撮影作用の説明図、第４図は実
施例の概略作用を説明するフローチャート、 第５図は実施例の投影処理説明図、 第６図はデータ格納アドレスの説明図、第７図は実施例
の写像処理説明図、 第８図は近傍線分の対応点（写像点）の移動作用説明図
、 第９図は遠方線分の対応点（写像点）の移動作用説明図
、 第１０図は実施例の要部作用を説明するフローチャート
、 第１１図は実施例で使用されるプレーンの処理説明図、 第１２図は写像プレーンの写像点データ説明図、第１３
図は実施例の要部作用説明図、 第１４図はウィンドウの設定作用説明図、第１５図はウ
ィンドウの移動作用説明図、第１６図、第１７図、第１
８図はウィンドウの設定作用説明図、 第１９図は実施例における抑制量の変化パターン説明図
、　第２０図は提案の原理説明図、第２１図は提案にお
ける抑制量の変化パターン説明図である。 ２５・・ ２６−１゜ ２７・・ ２８・・ ２９・・ ・原画メモリ、 ２６−２．２６−３・・・２６−ｎ ・写像メモリ、 ・パラレルインタフェイス、 ・移動方向計測用データ作成部、 ・移動方向判定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カメラを直線路に沿つて移動させながら所定距離の移動
   毎に撮影をカメラに行なわせ（１０）、前記撮影が行な
   われたときに、撮影像の輪郭を抽出して第１仮想球面に
   投影し（１１）、 前記投影が行なわれたときに、第１仮想球面に対する写
   像処理を行なうことにより大円を第２仮想球面に生成し
   て大円交差点の位置へ大円交差数相当の濃度を書き込み
   （１２）、 前記濃度の書き込みが行なわれたときに、第２仮想球面
   相当の第１仮想面における全領域濃度を所定比率で減少
   させて第２仮想球面相当の第２仮想面に書き込み（１３
   ）、 第２仮想面に対する濃度の書き込みが行なわれたときに
   、第２仮想球面の全領域濃度を所定比率で減少させて第
   ２仮想面の濃度と加算した濃度を求め（１４）、 濃度の加算が行なわれたときに、第２仮想球面相当の第
   ３仮想面において該球面の大円交差点に対応の位置を中
   心とし、前記距離に応じた広がり領域を有し、かつ、加
   算濃度と同一濃度のウィンドウを設定し（１５）、 前記ウィンドウが設定されたときに、ウィンドウ内濃度
   と第２仮想面濃度とのうち高い濃度を選択して第１仮想
   面へ書き込むことにより第１仮想面の更新を行ない（１
   ６）、 前記更新が行なわれる前の第１仮想面濃度を第２仮想面
   濃度から減算し（１７）、 前記減算により得られた濃度が設定値以上となる大円交
   差点の位置を第２仮想球面から検索して出力する（１８
   ）、 ことを特徴とする撮影物の輪郭線分抽出方法。