JPH0458376A - 高精度位置認識方法 - Google Patents
高精度位置認識方法Info
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- JPH0458376A JPH0458376A JP2170621A JP17062190A JPH0458376A JP H0458376 A JPH0458376 A JP H0458376A JP 2170621 A JP2170621 A JP 2170621A JP 17062190 A JP17062190 A JP 17062190A JP H0458376 A JPH0458376 A JP H0458376A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
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。
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
本発明はテレビジョンカメラなどの画像入力装置とヒン
ビュータなどを用いた高精度位置認識方法に関するもの
である。
ビュータなどを用いた高精度位置認識方法に関するもの
である。
従来の技術
近年、位置認識に用いる計測機器はますます高貴どなも
のが要求されるようになってきいいる。
のが要求されるようになってきいいる。
以下、図面を参照しながら、従来の高精度位置認識方法
の一例について、第４図及び第５図を参照しながら説明
する。
の一例について、第４図及び第５図を参照しながら説明
する。
第４図は、対象の像１を含む二次元パターンを示す。２
はその像１の特定部分であり、標準パターンとなる。第
５図は第４図とは別の入カバターン３であり、４は標準
パターン２と最もよく一致する一致パターンで、５はそ
の特定位置である。従来の位置認識方法は、まず、対象
の像１のｍｌパターン２をあらかじめ二次元配列パター
ンとして記憶しておく。この特定部分は、他の部分と区
別できるパターンであればどれでもよい。そして入力さ
れた入カバターン３の部分パターンから、標準パターン
２と最もよ（一致する一致パターン４を探し、一致パタ
ーン４内の特定位置５を対象の位置とする。なお、第５
図では特定位置は標準パターン２の左上隅としているが
、標準パターン２との空間的関係が明確な点（右下隅や
、標準パターン２の中央等）ならばどれでもよい。
はその像１の特定部分であり、標準パターンとなる。第
５図は第４図とは別の入カバターン３であり、４は標準
パターン２と最もよく一致する一致パターンで、５はそ
の特定位置である。従来の位置認識方法は、まず、対象
の像１のｍｌパターン２をあらかじめ二次元配列パター
ンとして記憶しておく。この特定部分は、他の部分と区
別できるパターンであればどれでもよい。そして入力さ
れた入カバターン３の部分パターンから、標準パターン
２と最もよ（一致する一致パターン４を探し、一致パタ
ーン４内の特定位置５を対象の位置とする。なお、第５
図では特定位置は標準パターン２の左上隅としているが
、標準パターン２との空間的関係が明確な点（右下隅や
、標準パターン２の中央等）ならばどれでもよい。
以上のようにして対象の位置の計測を行う。
発明が解決しようとする課題
このような従来の構成では、高精度の位置計測ができな
い。その理由は次の通りである。標準パターン２と最も
よく一致する一致パターン４を探すためには複雑な課程
が必要なので、コンピュータまたはディジタル回路によ
って行われる。したがって、標準パターン２はディジタ
ル化されたデータとして記憶される。すなわち、縦横方
向に空間を等分割し、分割された各空間の濃度値のデー
タが記憶される。この場合の空間を分割することをサン
プリングと呼び、サンプリングの間隔をサンプリング間
隔と呼ぶ。したがって、上記構成で計算した特定位置５
は、サンプリング間隔の倍数としてしか得られないため
、精度もサンプリング間隔と同程度のものしか得られな
い。
い。その理由は次の通りである。標準パターン２と最も
よく一致する一致パターン４を探すためには複雑な課程
が必要なので、コンピュータまたはディジタル回路によ
って行われる。したがって、標準パターン２はディジタ
ル化されたデータとして記憶される。すなわち、縦横方
向に空間を等分割し、分割された各空間の濃度値のデー
タが記憶される。この場合の空間を分割することをサン
プリングと呼び、サンプリングの間隔をサンプリング間
隔と呼ぶ。したがって、上記構成で計算した特定位置５
は、サンプリング間隔の倍数としてしか得られないため
、精度もサンプリング間隔と同程度のものしか得られな
い。
本発明の３つの発明はともにサンプリング間隔よりも高
精度の位置計測を高速に実現できる高精度位置認識方法
を提供することを目的とする。
精度の位置計測を高速に実現できる高精度位置認識方法
を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明の第１の発明は、対象の特定部分の二次元パター
ンをあらかじめ二次元配列の標準パターンとして記憶し
ておき、入力された位置認識対象の二次元パターンの部
分パターンから上記標準パターンと最もよく一致する一
致パターンを見いだすことによって上記入力された二次
元パターンにおける対象の特定位置を計測する第１段階
と、パターンのパターンデータを標準パターンのパター
ンデータと比較することによって、第１段階で得られた
特定位置を補正する第２段階とを備えたことを特徴とす
る。
ンをあらかじめ二次元配列の標準パターンとして記憶し
ておき、入力された位置認識対象の二次元パターンの部
分パターンから上記標準パターンと最もよく一致する一
致パターンを見いだすことによって上記入力された二次
元パターンにおける対象の特定位置を計測する第１段階
と、パターンのパターンデータを標準パターンのパター
ンデータと比較することによって、第１段階で得られた
特定位置を補正する第２段階とを備えたことを特徴とす
る。
また、本発明の第２の発明は、第２段階において、一致
パターンの周囲の部分パターンと標準パターンの一致の
度合を比較することによって、第１段階で得られた特定
位置を補正することを特徴とする。
パターンの周囲の部分パターンと標準パターンの一致の
度合を比較することによって、第１段階で得られた特定
位置を補正することを特徴とする。
また、本発明の第３の発明は、第２段階において、あら
かじめ標準パターンに持たせておいた縦横方向の濃度値
から得られたそれぞれの近似曲線を一致パターンと比較
することによって、第１段階で得られた特定位置を補正
することを特徴とする。
かじめ標準パターンに持たせておいた縦横方向の濃度値
から得られたそれぞれの近似曲線を一致パターンと比較
することによって、第１段階で得られた特定位置を補正
することを特徴とする。
作 用
本発明の３つの発明によると、ともに第１段階の計測で
得られた特定位置を、２段階においてサンプリング間隔
よりも小さいレベルで補正することができるため、サン
プリング間隔よりも高精度で特定位置を計測できる。ま
た、処理内容も簡単であるため高速に特定位置を計測で
きる。
得られた特定位置を、２段階においてサンプリング間隔
よりも小さいレベルで補正することができるため、サン
プリング間隔よりも高精度で特定位置を計測できる。ま
た、処理内容も簡単であるため高速に特定位置を計測で
きる。
実施例
以下、本発明の一実施例における高精度位置認識方法を
具体例に基づいて説明する。
具体例に基づいて説明する。
先ず、第４図に示すように、対象の像１の特定部分の二
次元パターンをあらかじめ二次元配列の標準パターン２
として記憶しておく。第１段階は、第５図に示すように
、入力された対象の像１を含む新たな二次元パターンの
部分パターンから、標準パターンと最もよく一致する一
致パターン４を探し、一致パターン４内の特定位置５を
計測する。
次元パターンをあらかじめ二次元配列の標準パターン２
として記憶しておく。第１段階は、第５図に示すように
、入力された対象の像１を含む新たな二次元パターンの
部分パターンから、標準パターンと最もよく一致する一
致パターン４を探し、一致パターン４内の特定位置５を
計測する。
次に、第２段階を本発明の３つの発明に対応させて説明
する。
する。
まず、第１の場合（第１の発明に対応）においては、第
１図のように標準パターン２の画素ごとの濃度値を縦横
方向それぞれに投影して集計した値（以後、これを投影
パターンと呼ぶ）から標準パターン２の重心（ｕｇ、ｖ
ｇ）をあらかじめ求めておく。６は横方向投影パターン
、７は縦方向投影パターン、８は重心である。第１段階
で求めた一致パターン４の投影パターンから一致パター
ン４の重心（ａｕｇ、ｓｖｇ）を求める。標準パターン
２の重心８と一致パターンの重心のずれを求め、これを
用いて第１段階で求めた対象内の特定位置を次式により
修正する。
１図のように標準パターン２の画素ごとの濃度値を縦横
方向それぞれに投影して集計した値（以後、これを投影
パターンと呼ぶ）から標準パターン２の重心（ｕｇ、ｖ
ｇ）をあらかじめ求めておく。６は横方向投影パターン
、７は縦方向投影パターン、８は重心である。第１段階
で求めた一致パターン４の投影パターンから一致パター
ン４の重心（ａｕｇ、ｓｖｇ）を求める。標準パターン
２の重心８と一致パターンの重心のずれを求め、これを
用いて第１段階で求めた対象内の特定位置を次式により
修正する。
横方向：ｕｇ−ｓｕｇ
縦方向：ｖｇ−ｓｖｇ
また、第２の場合（第２の発明に対応）においては、第
２図のように一致パターン４の一致度（第１段階で入カ
バターンの部分パターンから標準パターンに最もよく一
致する一致パターン４を探すことは、最も大きい一致度
をもつ部分パターンを探すことである）をωＯとし、第
１段階から求めた対象の特定位置５から標準パターン２
を縦横方向に±１画素ずつずらした位置での部分パター
ンと標準パターン２の一致度をω１〜ω４とする。これ
らを用いて第１段階で求めた対象内の特定位置５を次式
により修正する。
２図のように一致パターン４の一致度（第１段階で入カ
バターンの部分パターンから標準パターンに最もよく一
致する一致パターン４を探すことは、最も大きい一致度
をもつ部分パターンを探すことである）をωＯとし、第
１段階から求めた対象の特定位置５から標準パターン２
を縦横方向に±１画素ずつずらした位置での部分パター
ンと標準パターン２の一致度をω１〜ω４とする。これ
らを用いて第１段階で求めた対象内の特定位置５を次式
により修正する。
横方向＝ （ω２−ω４）／（ω２＋ω４）縦方向二
（−ω１＋ω３）／（ω１＋ω３）また、第３の場合（
第３の発明に対応）においては、標準パターン２の投影
パターン６．７（第１図参照）から縦横方向それぞれの
濃度値の近似曲線をスプライン関数を用いて求めておき
、これと第１段階で求めた一致パターン４の投影パター
ンとの一致度を縦横方向それぞれに前記近似曲線を±１
画素の間で０．１画素ピッチでずらして求める。第３図
は、横方向における近似曲線９と一致パターン４の投影
パターン１０との一致度を計算するために近似曲線９を
横方向に±１画素の間で０．１画素ピッチでずらしてい
る過程を示している。これから最大一致度をもつ位置を
求め、対象内の特定位置５を修正する。
（−ω１＋ω３）／（ω１＋ω３）また、第３の場合（
第３の発明に対応）においては、標準パターン２の投影
パターン６．７（第１図参照）から縦横方向それぞれの
濃度値の近似曲線をスプライン関数を用いて求めておき
、これと第１段階で求めた一致パターン４の投影パター
ンとの一致度を縦横方向それぞれに前記近似曲線を±１
画素の間で０．１画素ピッチでずらして求める。第３図
は、横方向における近似曲線９と一致パターン４の投影
パターン１０との一致度を計算するために近似曲線９を
横方向に±１画素の間で０．１画素ピッチでずらしてい
る過程を示している。これから最大一致度をもつ位置を
求め、対象内の特定位置５を修正する。
なお、本発明の第１の発明における上記実施例において
、投影パターンから重心を求めたが重心の求める方法に
ついては特定しない。また、ずれを計算するための規則
については、上記実施例以外の規則でもずれが計算でき
るものであればよい。
、投影パターンから重心を求めたが重心の求める方法に
ついては特定しない。また、ずれを計算するための規則
については、上記実施例以外の規則でもずれが計算でき
るものであればよい。
また、本発明の第２の発明における上記実施例において
、ずれを計算するのに用いる部分パターンの範囲につい
て特定位置から水平、垂直方向に±１画素ずつずらすと
したがこの範囲については限定しない。また、ずれを計
算するための規則についても、上記実施例以外の規則で
ずれが計算できるものであればよい。また、相対的に標
準パターンと部分パターンの一致の度合を比較できるも
のであれば一致度以外を用いてもよい。
、ずれを計算するのに用いる部分パターンの範囲につい
て特定位置から水平、垂直方向に±１画素ずつずらすと
したがこの範囲については限定しない。また、ずれを計
算するための規則についても、上記実施例以外の規則で
ずれが計算できるものであればよい。また、相対的に標
準パターンと部分パターンの一致の度合を比較できるも
のであれば一致度以外を用いてもよい。
また、本発明の第３の発明における上記実施例において
、投影パターンから近似曲線を求めたが投影パターンを
用いることは特定しない。例えば、任意の縦横方向線の
濃度値を用いることも可能である。また、近似曲線を求
める規則についても、精度良く求められるものであれば
スプライン関数以外の方法を用いてもよい。また、一致
度を求める際の範囲、ピッチについても精度が保証され
る範囲ならば特定しない。また、最大一致度をもつ位置
を求める方法についても、近似曲線と投影パターンとの
一致度を比較できるのであれば特定はしない。
、投影パターンから近似曲線を求めたが投影パターンを
用いることは特定しない。例えば、任意の縦横方向線の
濃度値を用いることも可能である。また、近似曲線を求
める規則についても、精度良く求められるものであれば
スプライン関数以外の方法を用いてもよい。また、一致
度を求める際の範囲、ピッチについても精度が保証され
る範囲ならば特定しない。また、最大一致度をもつ位置
を求める方法についても、近似曲線と投影パターンとの
一致度を比較できるのであれば特定はしない。
発明の効果
以上のように本発明によれば、サンプリングｒＪ１隔よ
りも高精度で、しかも高速に特定位置を計測することが
できる。
りも高精度で、しかも高速に特定位置を計測することが
できる。
単に精度を向上させるのが目的であれば、カメラの倍率
を高めればよいが、視野の範囲が同じであれば、処理す
るためのデータ量は倍率の二乗の割合で増加する。その
ため、ハードウェアのコストや処理のための時間が急速
に増加するという問題があるが、本発明の高精度位置認
識方法では、この問題ではなく実用価値は大きい。
を高めればよいが、視野の範囲が同じであれば、処理す
るためのデータ量は倍率の二乗の割合で増加する。その
ため、ハードウェアのコストや処理のための時間が急速
に増加するという問題があるが、本発明の高精度位置認
識方法では、この問題ではなく実用価値は大きい。
第１図は本発明の一実施例の第２段階における第１の場
合を示す標準パターンの投影パターン図、第２図は同段
階における第２の場合で一致パターンの周囲の部分パタ
ーンと標準パターンとの一致度を示す図、第３図は同段
階における第３の場合で近似曲線と一致パターンの投影
パターンを示す図、第４図は対象の像を含む二次元パタ
ーンの標準パターンを示す図、第５図は第１段階の一致
パターンとその特定位置を示す図である。 １・・・・・・対象の像、２・・・・・・標準パターン
、４・・・・・・一致パターン、５・・・・・・特定位
置、６・・・・・・横方向投影パターン、７・・・・・
・縦方向投影パターン、８・・・・・・重心、９・・・
・・・横方向近似曲線、１０・・・・・・一致ノくター
ンの横方向投影パターン。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第１図 ｑ 娩 ５４季八゛９−ソ ；蔓１、ｔｌ’４．ｌ’ｉ＜！ご・ン（ター１゜［ヨ才
［ハ１丁投ジノで９ 〉 を−（
合を示す標準パターンの投影パターン図、第２図は同段
階における第２の場合で一致パターンの周囲の部分パタ
ーンと標準パターンとの一致度を示す図、第３図は同段
階における第３の場合で近似曲線と一致パターンの投影
パターンを示す図、第４図は対象の像を含む二次元パタ
ーンの標準パターンを示す図、第５図は第１段階の一致
パターンとその特定位置を示す図である。 １・・・・・・対象の像、２・・・・・・標準パターン
、４・・・・・・一致パターン、５・・・・・・特定位
置、６・・・・・・横方向投影パターン、７・・・・・
・縦方向投影パターン、８・・・・・・重心、９・・・
・・・横方向近似曲線、１０・・・・・・一致ノくター
ンの横方向投影パターン。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第１図 ｑ 娩 ５４季八゛９−ソ ；蔓１、ｔｌ’４．ｌ’ｉ＜！ご・ン（ター１゜［ヨ才
［ハ１丁投ジノで９ 〉 を−（
Claims (3)
- （１）対象の特定部分の二次元パターンをあらかじめ二
次元配列の標準パターンとして記憶しておき、入力され
た位置認識対象の二次元パターンの部分パターンから上
記標準パターンと最もよく一致する一致パターンを見い
だすことによって上記入力された二次元パターンにおけ
る対象の特定位置を計測する第１段階と、一致パターン
のを標準パターンの重心と比較することによって第１段
階で得られた特定位置を補正する第２段階とを備えたこ
とを特徴とする高精度位置認識方法。 - （２）第２段階において、一致パターンの周囲の部分パ
ターンと標準パターンの一致の度合を比較することによ
って、第１段階で得られた特定位置を補正することを特
徴とする請求項１記載の高精度位置認識方法。 - （３）第２段階において、あらかじめ標準パターンに持
たせておいた縦横方向の濃度値から得られたそれぞれの
近似曲線を一致パターンと比較することによって、第１
段階で得られた特定位置を補正することを特徴とする請
求項１記載の高精度位置認識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170621A JP2943257B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 高精度位置認識方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2170621A JP2943257B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 高精度位置認識方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458376A true JPH0458376A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2943257B2 JP2943257B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15908271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2170621A Expired - Fee Related JP2943257B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 高精度位置認識方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943257B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007219704A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Fujitsu Ltd | 画像位置計測方法、画像位置計測装置および画像位置計測プログラム |
| JP2007317013A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Nikon Corp | 位置検出装置 |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2170621A patent/JP2943257B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007219704A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Fujitsu Ltd | 画像位置計測方法、画像位置計測装置および画像位置計測プログラム |
| JP2007317013A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Nikon Corp | 位置検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2943257B2 (ja) | 1999-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |