JPH0545136A - 視覚システム - Google Patents

視覚システム

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JPH0545136A
JPH0545136A JP3206793A JP20679391A JPH0545136A JP H0545136 A JPH0545136 A JP H0545136A JP 3206793 A JP3206793 A JP 3206793A JP 20679391 A JP20679391 A JP 20679391A JP H0545136 A JPH0545136 A JP H0545136A
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JP
Japan
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contour
line segment
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grouped
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Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3206793A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Sasano
祐一 佐々野
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH0545136A publication Critical patent/JPH0545136A/ja
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  • Manipulator (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】視覚システムにおいて、セグメンテーションに
掛る計算時間を短縮し、また、ステレオ視システムにお
いて、閉じた輪郭線分を信頼性良く検出する。 【構成】線分情報検出部1−8、輪郭マップ検出部1−
9および面情報検出部1−10を備えた視覚システムに
おいて、線分情報検出部1−8はステレオ視システムに
よって得られる3次元座標の追跡処理を行ない、輪郭を
構成する線分情報を検出し、輪郭マップ検出部1−9は
3次元座標に基づく輪郭マップを生成し、輪郭を構成す
る点をグループ化し、面情報検出部1−10は上記グル
ープ化された点を参照して上記線分情報をグループ化
し、このグループ化された線分情報を連結して輪郭線分
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工場・原子力発電所等
内で作業を行う自律移動ロボットに適用される視覚シス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、3次元空間内に在る対象物体の面
情報を抽出する方法として、スポットまたはスリット状
のレーザ光線を対象物体上に照射すると共に走査するこ
とにより、カメラ等で撮影した像の位置情報から距離情
報を得て、その距離情報のセグメンテーションを行なう
方法がある。
【0003】このようなセグメンテーションの方法とし
て、近傍空間内にある距離情報をグループ化して、面素
と呼ばれる微小領域を生成し、これら面素を統合して平
面領域を抽出し、さらに条件判定により、不明・曲面と
分類された領域を統合して、曲面領域を検出する方法が
ある。
【0004】また、2つ以上の視点に置かれたカメラか
ら入力した画像のエッジ画像を抽出し、対応探索処理に
より視差を求めて、対象物体を構成する面の輪郭の3次
元座標を検出するステレオ視システムにおいて、3次元
座標の追跡処理により線分を検出し、さらに閉じた輪郭
をなす線分を検索して、面情報を検出する方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようなセグメンテーションの方法では、領域の境界近
傍で面素の誤差が大きく、精度良く領域を統合するため
には、逐次面の方程式を更新する等、膨大な計算時間を
必要とし、また、2つの領域の境界近傍には、どちらの
領域にも統合されない不明領域が多数生じる問題があっ
た。
【0006】また、上記したようなステレオ視システム
の面情報検出方法では、検出した閉じた輪郭線分からだ
けでは凹凸面の区別ができない。このため、原画像を参
照するなどして判定するしか方法がなく、また、エッジ
の欠落や誤対応等により正しく線分が検出されないと、
閉じた輪郭線分が検出できない等の欠点がある。
【0007】本発明は、上記したセグメンテーションに
掛る計算時間を短縮し、また、ステレオ視システムにお
いて、閉じた輪郭線分を信頼性良く検出できる視覚シス
テムを提出することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る視覚システ
ムは、2つ以上の視点に置かれた複数の撮影手段から入
力した画像のエッジ画像を抽出し、対応探索処理により
視差を求めて、対象物体を構成する面の輪郭の3次元座
標を検出するステレオ視システムにおいて、上記3次元
座標の追跡処理を行ない、輪郭を構成する線分情報を検
出する線分情報検出手段と、上記3次元座標に基づく輪
郭マップを生成し、輪郭を構成する点をグループ化する
輪郭マップ検出手段と、この輪郭マップ検出手段によっ
てグループ化された点を参照して、上記線分情報検出手
段によって検出された線分情報をグループ化し、このグ
ループ化された線分情報を連結して輪郭線分を検出する
面情報検出手段とを具備したものである。
【0009】
【作用】ステレオ視システムで検出された対象物体面の
輪郭上の点の3次元座標は、面素テーブル上に投影され
て輪郭マップ上に登録され、各領域毎にグループ化され
る。さらに、輪郭上の点を追跡して検出された線分情報
は、上記各領域毎にグループ化された点を参照すること
により、面の輪郭線を構成する線分としてグループ化さ
れる。また、面素情報は、輪郭マップにより各領域毎に
分割される。これにより、面の傾き、重心座標面の種類
といった属性値が検出される。この検出された面上に上
記グループ化された線分情報を投影することにより、誤
対応により誤って検出された線分情報が補正され、ま
た、エッジの欠落によって検出されなかった輪郭も、グ
ループ化された線分情報が輪郭線を形成するという前提
条件の下で、線分の端点同志を連結して求められる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の視覚システム
を説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例に係る構成を示す
図である。ステレオ視システムの撮影手段であるカメラ
1−1、1−2、1−3によって捕らえられた画像は、
線分情報検出部1−8に入力される。線分情報検出部1
−8は、各画像のエッジ画像を抽出し、カメラ1−2と
カメラ1−1、カメラ1−2とカメラ1−3の組合せ毎
に対応探索処理を行ない、カメラ1−2の主点を基準と
した対象物体1−7を構成する面の輪郭上に在る点の3
次元座標を検出すると共に、その3次元座標の追跡処理
を行ない、輪郭を構成する線分情報を検出する。
【0012】また、別の撮影手段であるカメラ1−4
は、赤外領域のレーザスリット光1−6の画像を撮影
し、輪郭マップ検出部1−9に与える。輪郭マップ検出
部1−9は、このスリット光像の位置を検出し、距離情
報を得ると同時に画像信号の垂直同期信号に同期させ
て、スキャナヘッド1−5を制御する。そして、輪郭マ
ップ検出部1−9は、検出した距離情報を近傍点毎にグ
ループ化して、面素情報テーブルを作成し、輪郭上の点
の3次元座標をカメラ1−4の画像上の位置座標に変換
して輪郭マップ上に登録する。さらに、輪郭マップ検出
部1−9は、輪郭マップを参照して面素情報テーブルを
領域毎に分割し、各領域の輪郭部に登録されている3次
元座標すなわち輪郭を構成する点をグループ化する。
【0013】グループ化された3次元座標(輪郭を構成
する点)は、面情報検出部1−10に与えられる。面情
報検出部1−10は、このグループ化された3次元座標
を参照して、線分情報検出部1−8によって検出された
線分情報を各領域毎にグループ化し、このグループ化さ
れた線分情報を連結して、閉じた輪郭線分を検出する。
各部の詳細については以下の通りである。
【0014】図2は線分情報検出部1−8、輪郭マップ
検出部1−9および面情報検出部1−10の具体的な構
成を示すブロック図、また、図3は線分情報検出部1−
8における3次元座標検出部2−1の具体的な構成を示
すブロック図である。
【0015】図3に示すように、カメラ1−1、1−
2、1−3で撮影された画像は、3次元座標検出部2−
1内の画像メモリ3−1、3−2、3−3にそれぞれ入
力される。エッジ検出回路3−4、3−5は横方向のエ
ッジ画像を抽出し、エッジ検出回路3−6、3−7は縦
方向のエッジ画像を抽出する。対応点探索回路3−8
は、エッジ検出回路3−4、3−5で抽出されたエッジ
画像の垂直走査線上の対応点探索を行なって視差を求め
る。対応点探索回路3−9は、エッジ検索回路3−6、
3−7で抽出されたエッジ画像の水平走査線上の対応点
探索を行なって視差を求める。3次元座標計算回路3−
10、3−11は、対応点探索回路3−8、3−9で求
めた視差を基に3次元座標を計算し、これを3次元座標
テーブルメモリ3−12に順番に格納する。図2に示す
線分情報検出回路2−2は、3次元座標検出部2−1で
検出された3次元座標を基に点の追跡処理を行ない、次
のような線分情報を検出する。 Li :{xi ,yi ,zi ,li ,mi ,ni ,pi } 但し、xi ,yi ,zi :線分情報の始点座標 li ,mi ,ni :線分情報の方向ベクトル pi ={pi1,pi2,…pin}:線分情報を構成する点
【0016】また、輪郭マップ検出部1−9は、図2に
示す面素情報検出回路2−7において、カメラ1−4で
撮影されたI番目のスリット光像から画像の有効水平走
査数M個のスリット像の位置座標S(I,J)(J=1
〜M)を検出し、予め登録しておいたI番目のスリット
光1−6の情報を用いて距離情報を計算し、タイミング
回路2−9で垂直同期信号に同期させてスリット光1−
6をN回走査させることにより、N×M個の距離情報を
検出する。さらに、n×n個の近傍空間内にある距離情
報をグループ化し、全距離情報をn/2シフトさせなが
ら走査することにより、(2N/n−1)×(2M/n
−1)個の面素情報テーブルを得る。
【0017】輪郭マップ作成回路2−6は、3次元座標
テーブルメモリ3−12に格納された3次元座標を順に
読み込み、これを予め求めておいたカメラ1−2の主点
を原点をする座標系へ変換する変換行列を用いて変換
し、スリット光画像上での位置座標(I,J)を求め、
前述のスリット像位置座標を参照して、最も近いスリッ
ト像位置座標S(I,J)を検出する。これにより、3
次元座標が面素情報テーブルの(2I/n−1,2J/
n−1)の位置に変換され、輪郭マップの対応する位置
に3次元座標に付けられた番号を登録しておく。全3次
元座標が輪郭マップ上に登録された結果作成される輪郭
マップの例を図4(a)に示す。
【0018】輪郭点グループ化回路2−8は、この輪郭
マップを用いて、ラベリング処理により面素情報テーブ
ルを輪郭で囲まれた各領域毎に分割する(図4(b))
と同時に、各領域毎に輪郭部に登録された点をグループ
化する。
【0019】また、面情報検出部1−10において、線
分情報グループ化回路2−3は、輪郭マップを基に領域
毎にグループ化された点の番号を参照して、線分情報を
各領域毎にグループ化する。輪郭線分検出回路2−4
は、領域統合回路2−10において輪郭マップにより分
割された各領域毎に検出された面の傾きと重心座標を用
いて、上記各領域毎にグループ化された線分情報を各領
域上へ投影し、線分の端点同志を連結して行くことによ
り、閉じた輪郭線分を抽出する。属性値検出回路2−5
は、上記閉じた輪郭線分から面積、周囲長、形状指数、
頂点数、平均・最大・最小半径といった面の属性値の検
出を行なう。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ステレオ
視により検出された輪郭上の点の3次元座標を基に輪郭
マップが作成、参照されることにより、面素情報テーブ
ルが各領域毎に分割され、領域の輪郭を構成する点がグ
ループ化されることにより、面の輪郭線を構成する線分
情報がグループ化される。
【0021】また、面素情報が分割された段階で面の傾
き、重心座標が検出され、線分情報を面へ投影すること
により、誤対応点により誤って検出した線分情報が補正
される。
【0022】また、エッジの欠落により途切れた輪郭線
分も、グループ化された線分情報が輪郭上にあることか
ら延長して連結することができる。もし、延長線上に交
点が見つからない場合には、隠れた面として判別でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る構成を示す図。
【図2】同実施例の主要回路の構成を示すブロック図。
【図3】同実施例の3次元座標検出部の構成を示すブロ
ック図。
【図4】同実施例の輪郭マップと領域分割結果を示す
図。
【符号の説明】
1−1、1−2、1−3、1−4…カメラ、1−5…ス
キャナヘッド、1−6…レーザスリット光、1−7…対
象物体、1−8…線分情報検出部、1−9…輪郭マップ
検出部、1−10…面情報検出部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つ以上の視点に置かれた複数の撮影手
    段から入力した画像のエッジ画像を抽出し、対応探索処
    理により視差を求めて、対象物体を構成する面の輪郭の
    3次元座標を検出するステレオ視システムにおいて、 上記3次元座標の追跡処理を行ない、輪郭を構成する線
    分情報を検出する線分情報検出手段と、 上記3次元座標に基づく輪郭マップを生成し、輪郭を構
    成する点をグループ化する輪郭マップ検出手段と、 この輪郭マップ検出手段によってグループ化された点を
    参照して、上記線分情報検出手段によって検出された線
    分情報をグループ化し、このグループ化された線分情報
    を連結して輪郭線分を検出する面情報検出手段とを具備
    したことを特徴とする視覚システム。
JP3206793A 1991-08-19 1991-08-19 視覚システム Withdrawn JPH0545136A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3206793A JPH0545136A (ja) 1991-08-19 1991-08-19 視覚システム

Applications Claiming Priority (1)

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JP3206793A JPH0545136A (ja) 1991-08-19 1991-08-19 視覚システム

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JPH0545136A true JPH0545136A (ja) 1993-02-23

Family

ID=16529194

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3206793A Withdrawn JPH0545136A (ja) 1991-08-19 1991-08-19 視覚システム

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JP (1) JPH0545136A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11328365A (ja) * 1998-05-14 1999-11-30 Toshiba Corp 画像監視装置及びその方法
JP2009002912A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Nippon Steel Corp 発光する対象物の3次元プロフィールの計測方法および装置
JP2011240595A (ja) * 2010-05-18 2011-12-01 Meinan Mach Works Inc 原木木口の外周エッジ検出装置および外周エッジ検出方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009002912A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Nippon Steel Corp 発光する対象物の3次元プロフィールの計測方法および装置
JP2011240595A (ja) * 2010-05-18 2011-12-01 Meinan Mach Works Inc 原木木口の外周エッジ検出装置および外周エッジ検出方法

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A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981112