JPH0793510A - 物体照準撮像装置 - Google Patents
物体照準撮像装置Info
- Publication number
- JPH0793510A JPH0793510A JP5234591A JP23459193A JPH0793510A JP H0793510 A JPH0793510 A JP H0793510A JP 5234591 A JP5234591 A JP 5234591A JP 23459193 A JP23459193 A JP 23459193A JP H0793510 A JPH0793510 A JP H0793510A
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- JP
- Japan
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- television camera
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 目視による円柱や球などの対称形物体の軸出
しが容易になり、かつ、視軸中心付近でのより高精度な
照準が可能となる物体照準撮像装置を提供すること。 【構成】 物体の存在する方向にカメラの視軸を合わせ
る物体照準撮像装置において、視野を極座標系で標本化
したカメラ画像を得る第１の手段と、その画像内での物
体位置を検出する第２の手段と、その位置に対応する方
向にカメラの視軸を回転する第３の手段とを有する。
しが容易になり、かつ、視軸中心付近でのより高精度な
照準が可能となる物体照準撮像装置を提供すること。 【構成】 物体の存在する方向にカメラの視軸を合わせ
る物体照準撮像装置において、視野を極座標系で標本化
したカメラ画像を得る第１の手段と、その画像内での物
体位置を検出する第２の手段と、その位置に対応する方
向にカメラの視軸を回転する第３の手段とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、各種工業用ロ
ボットの位置合わせや監視カメラによる物体追跡など、
対象物体の位置決めを必要とする各種の産業分野におい
て利用可能な、目標とする対象物体をテレビカメラによ
り撮像し、目標とする対象物体にテレビカメラの視軸を
合わせる物体照準撮像装置に関するものである。
ボットの位置合わせや監視カメラによる物体追跡など、
対象物体の位置決めを必要とする各種の産業分野におい
て利用可能な、目標とする対象物体をテレビカメラによ
り撮像し、目標とする対象物体にテレビカメラの視軸を
合わせる物体照準撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、一般に用いられている物体照準撮
像装置では、直交格子形標本化により得られた画像を用
いている。
像装置では、直交格子形標本化により得られた画像を用
いている。
【０００３】また、画像処理により自動的に照準を行う
際、物体を表現する画素集合の平均位置（重心）（参考
文献１：長谷川他：画像処理の基本技法，技術評論社，
ｐ．６１（１９８６））、あるいは、その平均位置の近
傍で各画素までの距離の分散が最小となる位置（参考文
献２：高松他：物体検出における視点・視野の最適化モ
デル，１９９３テレビ全大，７−１２（１９９３））な
どを物体位置としている。
際、物体を表現する画素集合の平均位置（重心）（参考
文献１：長谷川他：画像処理の基本技法，技術評論社，
ｐ．６１（１９８６））、あるいは、その平均位置の近
傍で各画素までの距離の分散が最小となる位置（参考文
献２：高松他：物体検出における視点・視野の最適化モ
デル，１９９３テレビ全大，７−１２（１９９３））な
どを物体位置としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術においては、直交格子形標本化により得られた画
像を用いているため、円柱や球の軸出しを目視により行
う際、正確に照準されたか否かの判定がむずかしい問題
点があった。
来技術においては、直交格子形標本化により得られた画
像を用いているため、円柱や球の軸出しを目視により行
う際、正確に照準されたか否かの判定がむずかしい問題
点があった。
【０００５】また、直交格子形標本化により得られた画
像を用いているため、照準精度が画面内のどこでも一定
であり、視軸中心においてより高精度に照準したいとす
る要求に答えることができない問題点があった。
像を用いているため、照準精度が画面内のどこでも一定
であり、視軸中心においてより高精度に照準したいとす
る要求に答えることができない問題点があった。
【０００６】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、物体照
準撮像装置において、目視による円柱や球などの対称形
物体の軸出しが容易になり、かつ、視軸中心付近でのよ
り高精度な照準が可能となる技術を提供することにあ
る。
るためになされたものであり、本発明の目的は、物体照
準撮像装置において、目視による円柱や球などの対称形
物体の軸出しが容易になり、かつ、視軸中心付近でのよ
り高精度な照準が可能となる技術を提供することにあ
る。
【０００７】本発明の前記目的並びにその他の目的及び
新規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかにする。
新規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかにする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、物体の存在する方向にカメラの視軸を
合わせる物体照準撮像装置において、視野を極座標系で
標本化したカメラ画像を得る第１の手段と、その画像内
での物体位置を検出する第２の手段と、その位置に対応
する方向にカメラの視軸を回転する第３の手段とを有す
ることを特徴とする。
に、本発明では、物体の存在する方向にカメラの視軸を
合わせる物体照準撮像装置において、視野を極座標系で
標本化したカメラ画像を得る第１の手段と、その画像内
での物体位置を検出する第２の手段と、その位置に対応
する方向にカメラの視軸を回転する第３の手段とを有す
ることを特徴とする。
【０００９】
【作用】前記手段によれば、視野を極座標系で標本化し
たカメラ画像を得、その画像内での物体位置を検出して
いるので、回転・軸対称物体の像は、正確に照準された
場合、上下に展開した規則図形になり、これにより、目
視による照準が非常に容易になり、かつ、視軸中心にお
けるより高精度な照準が可能となる。
たカメラ画像を得、その画像内での物体位置を検出して
いるので、回転・軸対称物体の像は、正確に照準された
場合、上下に展開した規則図形になり、これにより、目
視による照準が非常に容易になり、かつ、視軸中心にお
けるより高精度な照準が可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１１】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【００１２】図１は、本発明の一実施例である物体照準
撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】図２〜図５は、図１に示す本実施例の動作
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【００１４】図１において、１１は同心円走査形テレビ
カメラ、１２は画像処理回路、１３は電動雲台である。
カメラ、１２は画像処理回路、１３は電動雲台である。
【００１５】同心円走査形テレビカメラ１１は、視野を
極座標系で標本化した画像を生成する。
極座標系で標本化した画像を生成する。
【００１６】また、画像処理回路１２は、同心円走査形
テレビカメラ１１からの画像に基づき物体位置を解析す
る。
テレビカメラ１１からの画像に基づき物体位置を解析す
る。
【００１７】また、電動雲台１３は、画像処理回路１２
における物体位置解析結果に基づき、物体位置に対応す
る方向にテレビカメラ視軸を回転させる。
における物体位置解析結果に基づき、物体位置に対応す
る方向にテレビカメラ視軸を回転させる。
【００１８】図２〜図５において、（ａ）は半径方向１
２×円周方向１２画素とした場合の極座標系の標本画素
配置を示しており、また、黒丸がその配置で撮像してい
る球物体を示している。
２×円周方向１２画素とした場合の極座標系の標本画素
配置を示しており、また、黒丸がその配置で撮像してい
る球物体を示している。
【００１９】同様に、（ｂ）は極座標標本化画像を示し
ており、横方向は、（ａ）での中心からの距離に、縦方
向は、（ａ）での上方を起点をした時計回りの回転角
に、それぞれ、対応している。また、黒四角は、物体を
表す画素である。
ており、横方向は、（ａ）での中心からの距離に、縦方
向は、（ａ）での上方を起点をした時計回りの回転角
に、それぞれ、対応している。また、黒四角は、物体を
表す画素である。
【００２０】同様に、（ｃ）は従来技術である、横１２
×縦１２画素の直交格子標本化画像を示しており、黒丸
がその配置で撮像している球物体を、黒四角が物体を表
す画素を示している。
×縦１２画素の直交格子標本化画像を示しており、黒丸
がその配置で撮像している球物体を、黒四角が物体を表
す画素を示している。
【００２１】なお、本実施例では、画像を２値とし、物
体が画素面積の過半を占める場合に、その画素は、物体
を表す画素であるとしている。
体が画素面積の過半を占める場合に、その画素は、物体
を表す画素であるとしている。
【００２２】視野を極座標系で標本化した画像を得る同
心円走査形テレビカメラ１１は、図２〜図５の（ａ）に
示すような極座標系の画素配置を有し、図２〜図５の
（ｂ）に示すような極座標標本化画像を得るものであ
る。
心円走査形テレビカメラ１１は、図２〜図５の（ａ）に
示すような極座標系の画素配置を有し、図２〜図５の
（ｂ）に示すような極座標標本化画像を得るものであ
る。
【００２３】画像処理回路１２は、以下のアルゴリズム
により、物体方向の現在の視軸方向からのずれを計算す
る。
により、物体方向の現在の視軸方向からのずれを計算す
る。
【００２４】（１）物体の明るさ、色、動きなどの情報
を用いて、テレビカメラの画像内の物体領域を切り出
す。
を用いて、テレビカメラの画像内の物体領域を切り出
す。
【００２５】（２）テレビカメラの画像内の物体領域の
重心を計算する。
重心を計算する。
【００２６】（３）その値を半径方向ｒ0（０≦ｒ0≦
１）、円周方向θ0（０≦θ0＜２π）とし、テレビカメ
ラの画角をβとしたとき、視軸のずれｓ０を、下記式で
計算する。
１）、円周方向θ0（０≦θ0＜２π）とし、テレビカメ
ラの画角をβとしたとき、視軸のずれｓ０を、下記式で
計算する。
【００２７】
【数１】 ｓ０＝（Ｓｘ0，Ｓｙ0） ……（１） ここで、Ｓｘ0，Ｓｙ0は、それぞれ、水平方向、垂直方
向のずれ角を示す。
向のずれ角を示す。
【００２８】次に、Ｓｘ0，Ｓｙ0の計算方法を、図６を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００２９】図６は、図１に示す本実施例における、視
軸の水平方向、垂直方向のずれ角の計算方法を説明する
ための図である。
軸の水平方向、垂直方向のずれ角の計算方法を説明する
ための図である。
【００３０】図６において、Ｌはレンズの中心を、Ｐは
テレビカメラの画像内の物体領域の重心の位置、Ｍは画
像面を示す。
テレビカメラの画像内の物体領域の重心の位置、Ｍは画
像面を示す。
【００３１】図６において、下記式が成り立つ。
【００３２】
【数２】
【００３３】上記（２），（３）式は、下記（４），
（５）式のように変形できる。
（５）式のように変形できる。
【００３４】従って、Ｓｘ0，Ｓｙ0は、下記（４），
（５）式により計算できる。
（５）式により計算できる。
【００３５】
【数３】 Ｓｘ0＝ｔａｎ~1｛ｒ0×ｓｉｎ（θ0）×ｔａｎ（β／２）｝……（４） Ｓｙ0＝ｔａｎ~1｛ｒ0×ｃｏｓ（θ0）×ｔａｎ（β／２）｝……（５） 電動雲台１３は、前記式（１）の計算結果に基づき、ｓ
０だけテレビカメラ視軸を回転させる。
０だけテレビカメラ視軸を回転させる。
【００３６】これにより、照準が達成される。
【００３７】以下、図２〜図５に図示されている画像例
を用いて、本実施例の動作を説明する。
を用いて、本実施例の動作を説明する。
【００３８】図２は、時刻ｔにおける画像例を示してい
る。
る。
【００３９】図２は、照準がずれている場合を示してい
る。
る。
【００４０】図３は、時刻ｔ＋１における画像を示して
いる。
いる。
【００４１】図３は、図２に示す時刻ｔにおけるテレビ
カメラからの画像に基づき、画像処理回路１２で物体位
置を解析し、前記解析結果に基づき、電動雲台１３によ
り物体位置に対応する方向にテレビカメラ視軸を回転さ
せ、正確な照準を得る途中の場合を示している。
カメラからの画像に基づき、画像処理回路１２で物体位
置を解析し、前記解析結果に基づき、電動雲台１３によ
り物体位置に対応する方向にテレビカメラ視軸を回転さ
せ、正確な照準を得る途中の場合を示している。
【００４２】図３と図２とを比較すると、極座標標本化
画像では、視軸が物体の一部にかかると同時に、上端か
ら下端まで展開した開図形に大きく変化する。
画像では、視軸が物体の一部にかかると同時に、上端か
ら下端まで展開した開図形に大きく変化する。
【００４３】一方、従来技術の直交格子標本化画像で
は、そのような大きな変化が生じない。
は、そのような大きな変化が生じない。
【００４４】これにより、目視で照準する場合、極座標
標本化画像の方が、視軸が物体にかかっているか否かの
判定が容易であるのは明らかである。
標本化画像の方が、視軸が物体にかかっているか否かの
判定が容易であるのは明らかである。
【００４５】図４は、時刻ｔ＋２における画像を示して
いる。
いる。
【００４６】図４は、正確な照準が達成された場合を示
しており、この場合に、極座標標本化画像では、完全な
帯状の画像になる。
しており、この場合に、極座標標本化画像では、完全な
帯状の画像になる。
【００４７】そして、照準がずれると帯が崩れるため、
目視の正確な照準がきわめて容易である。
目視の正確な照準がきわめて容易である。
【００４８】一方、直交格子標本化画像では、そのよう
な変化がなく、照準が正確か否かの判定が難しい。
な変化がなく、照準が正確か否かの判定が難しい。
【００４９】図５は、時刻ｔ＋３における画像を示して
いる。
いる。
【００５０】図５は、時刻ｔ＋２からｔ＋３に移る間
に、球物体が遠くに移動した場合を示しており、物体像
の大きさは、直交格子標本化画像における１画素程度に
小さくなっている。
に、球物体が遠くに移動した場合を示しており、物体像
の大きさは、直交格子標本化画像における１画素程度に
小さくなっている。
【００５１】この場合に、極座標標本化画像では、正確
な照準が保たれるのに対して、直交格子標本化画像で
は、正確な照準からずれることになる。
な照準が保たれるのに対して、直交格子標本化画像で
は、正確な照準からずれることになる。
【００５２】即ち、直交格子標本化画像では、中心付近
の画素が極座標標本化画像ほど小さくないため、正確に
照準すると中心の４画素に１／４ずつまたがることにな
り、２値化の閾値を１／２とすると物体像は消失してし
まう。
の画素が極座標標本化画像ほど小さくないため、正確に
照準すると中心の４画素に１／４ずつまたがることにな
り、２値化の閾値を１／２とすると物体像は消失してし
まう。
【００５３】したがって、物体像が消滅しないようにす
るには、正確な照準からずれることになる。
るには、正確な照準からずれることになる。
【００５４】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ること
は言うまでもない。
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ること
は言うまでもない。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
視野を極座標系で標本化したテレビカメラ画像を得、そ
の画像内での物体位置を検出しているので、回転・軸対
称物体の像は、正確に照準された場合、上下に展開した
規則図形になり、これにより、目視による照準が非常に
容易になる。
視野を極座標系で標本化したテレビカメラ画像を得、そ
の画像内での物体位置を検出しているので、回転・軸対
称物体の像は、正確に照準された場合、上下に展開した
規則図形になり、これにより、目視による照準が非常に
容易になる。
【００５６】また、極座標系では中心ほど画素が小さ
く、より詳細に情報が取得されるので、視軸中心におけ
るより高精度な照準が可能である。
く、より詳細に情報が取得されるので、視軸中心におけ
るより高精度な照準が可能である。
【図１】 本発明の一実施例である物体照準撮像装置の
概略構成を示すブロック図である。
概略構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す本実施例の動作を説明するための
図であり、時刻ｔにおける画像を示す図である。
図であり、時刻ｔにおける画像を示す図である。
【図３】 図１に示す本実施例の動作を説明するための
図であり、時刻ｔ＋１における画像を示す図である。
図であり、時刻ｔ＋１における画像を示す図である。
【図４】 図１に示す本実施例の動作を説明するための
図であり、時刻ｔ＋２における画像を示す図である。
図であり、時刻ｔ＋２における画像を示す図である。
【図５】 図１に示す本実施例の動作を説明するための
図であり、時刻ｔ＋３における画像を示す図である。
図であり、時刻ｔ＋３における画像を示す図である。
【図６】 図１に示す本実施例における、視軸の水平方
向、垂直方向のずれ角の計算方法を説明するための図で
ある。
向、垂直方向のずれ角の計算方法を説明するための図で
ある。
１１…同心円走査形テレビカメラ、１２…画像処理回
路、１３…電動雲台
路、１３…電動雲台
Claims (1)
- 【請求項１】 物体の存在する方向にカメラの視軸を合
わせる物体照準撮像装置において、視野を極座標系で標
本化したカメラ画像を得る第１の手段と、その画像内で
の物体位置を検出する第２の手段と、その位置に対応す
る方向にカメラの視軸を回転する第３の手段とを有する
ことを特徴とする物体照準撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234591A JPH0793510A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 物体照準撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234591A JPH0793510A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 物体照準撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0793510A true JPH0793510A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16973431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5234591A Pending JPH0793510A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 物体照準撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793510A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100382572C (zh) * | 2004-04-26 | 2008-04-16 | 卡西欧计算机株式会社 | 数码相机 |
| CN105928494A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-09-07 | 成都电科创品机器人科技有限公司 | 一种立体视觉扫描定位装置、扫描方法及定位方法 |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP5234591A patent/JPH0793510A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100382572C (zh) * | 2004-04-26 | 2008-04-16 | 卡西欧计算机株式会社 | 数码相机 |
| CN105928494A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-09-07 | 成都电科创品机器人科技有限公司 | 一种立体视觉扫描定位装置、扫描方法及定位方法 |
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