JPH11144028A - 月、惑星軟着陸のための画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
月、惑星軟着陸のための画像処理装置及び画像処理方法Info
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- JPH11144028A JPH11144028A JP9303082A JP30308297A JPH11144028A JP H11144028 A JPH11144028 A JP H11144028A JP 9303082 A JP9303082 A JP 9303082A JP 30308297 A JP30308297 A JP 30308297A JP H11144028 A JPH11144028 A JP H11144028A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 着陸地点周辺の画像より、着陸機の着陸の際
に障害となるあらゆる地形を回避することのできる月、
惑星軟着陸のための画像処理装置を提供する。 【解決手段】 本発明の画像処理装置は、予定されてい
る着陸目標地点周辺の画像を撮像して明度に関するディ
ジタル画像データを出力する撮像部と、上記撮像部から
出力されるディジタル画像データを取り込み、画像を構
成する各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中
心画素近傍の画素の画像データの局所的な平均値及び分
散値を求め、求めた上記局所的な平均値及び分散値に基
づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属するか否
かを判断して着陸可能な領域を抽出する着陸可能領域の
抽出部とを備えることを特徴とする。
に障害となるあらゆる地形を回避することのできる月、
惑星軟着陸のための画像処理装置を提供する。 【解決手段】 本発明の画像処理装置は、予定されてい
る着陸目標地点周辺の画像を撮像して明度に関するディ
ジタル画像データを出力する撮像部と、上記撮像部から
出力されるディジタル画像データを取り込み、画像を構
成する各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中
心画素近傍の画素の画像データの局所的な平均値及び分
散値を求め、求めた上記局所的な平均値及び分散値に基
づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属するか否
かを判断して着陸可能な領域を抽出する着陸可能領域の
抽出部とを備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、月や惑星の表面の
画像に基づいて、無人探査機等の着陸機の着陸地点を特
定する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
画像に基づいて、無人探査機等の着陸機の着陸地点を特
定する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】無人探査機等の着陸機が月やその他の惑
星に着陸する際、着陸地点の障害物をどのように避ける
かは安全な着陸にとって極めて重要である。特に細部の
地形データがない領域に無人探査機等の着陸機が自律的
に着陸を試みる場合において、着陸地点に大きな障害物
があった場合、該障害物に着陸用の脚が接触すると着陸
機が横転する等の原因となる。
星に着陸する際、着陸地点の障害物をどのように避ける
かは安全な着陸にとって極めて重要である。特に細部の
地形データがない領域に無人探査機等の着陸機が自律的
に着陸を試みる場合において、着陸地点に大きな障害物
があった場合、該障害物に着陸用の脚が接触すると着陸
機が横転する等の原因となる。
【０００３】従来より、着陸機が着陸地点の上空から光
学的方法や、レーザ、ミリ波等を使用して着陸対象領域
の画像データを取得し、当該画像データに基づいて、着
陸機の着陸の際に障害となるような障害物を識別し、着
陸地点を特定する装置が提案されている。
学的方法や、レーザ、ミリ波等を使用して着陸対象領域
の画像データを取得し、当該画像データに基づいて、着
陸機の着陸の際に障害となるような障害物を識別し、着
陸地点を特定する装置が提案されている。
【０００４】例えば、特開平８−１８１９７６号公報に
開示される着陸地点識別装置では、カメラにより着陸対
象領域の画像を撮像し、得られた画像データに基づいて
影の部分を識別し、識別した影の部分を着陸不能領域と
認識する。着陸不可能領域の認識が完了すると、着陸機
の誘導精度から定まる着陸地点誤差円を上記着陸不能領
域と重ならないように当てはめて着陸可能領域を求め、
その中心を着陸地点として設定する。
開示される着陸地点識別装置では、カメラにより着陸対
象領域の画像を撮像し、得られた画像データに基づいて
影の部分を識別し、識別した影の部分を着陸不能領域と
認識する。着陸不可能領域の認識が完了すると、着陸機
の誘導精度から定まる着陸地点誤差円を上記着陸不能領
域と重ならないように当てはめて着陸可能領域を求め、
その中心を着陸地点として設定する。
【０００５】また、小笠原雅弘他による論文「月面着陸
における障害物探知と回避方法の検討」（第４０回宇宙
科学技術連合講演会、２Ａ０５、１９９７年）には、以
下のような障害物の探知方法が開示されている。図１０
は、上記論文に添付された図面である。図１０の（ａ）
は、処理対象の月面写真の画像を示す図であり、上段は
１８００ｍ四方の月面写真の画像を示し、下段は前記画
像の中心部分の６００ｍ四方の月面写真の画像を示す。
図１０の（ｂ）の上段及び下段に示す３Ｄグラフは、そ
れぞれ（ａ）に示した画像を所定の画素マトリクスで分
割し、各画素マトリクス毎に、所定のしきい値以下の明
度の画素の数をカウントした結果を示す。上段及び下段
に示す２つのグラフの縦軸は、前記カウント値を表し、
縦軸及び横軸は、各画素マトリクスの位置を示すＸ，Ｙ
座標を表す。本論文に開示されている障害物の探知方法
は、直径２ｍ以上のクレータを障害物として検出するこ
とを目的とし、例えば、上記カウント値が所定値を越え
る場合に当該画素マトリクスを影領域に属すると判定す
る。このようにして取得した影領域の情報、太陽の方位
角及びクレータのモデルを用いてクレータの存在する位
置及びそのサイズを推定する。
における障害物探知と回避方法の検討」（第４０回宇宙
科学技術連合講演会、２Ａ０５、１９９７年）には、以
下のような障害物の探知方法が開示されている。図１０
は、上記論文に添付された図面である。図１０の（ａ）
は、処理対象の月面写真の画像を示す図であり、上段は
１８００ｍ四方の月面写真の画像を示し、下段は前記画
像の中心部分の６００ｍ四方の月面写真の画像を示す。
図１０の（ｂ）の上段及び下段に示す３Ｄグラフは、そ
れぞれ（ａ）に示した画像を所定の画素マトリクスで分
割し、各画素マトリクス毎に、所定のしきい値以下の明
度の画素の数をカウントした結果を示す。上段及び下段
に示す２つのグラフの縦軸は、前記カウント値を表し、
縦軸及び横軸は、各画素マトリクスの位置を示すＸ，Ｙ
座標を表す。本論文に開示されている障害物の探知方法
は、直径２ｍ以上のクレータを障害物として検出するこ
とを目的とし、例えば、上記カウント値が所定値を越え
る場合に当該画素マトリクスを影領域に属すると判定す
る。このようにして取得した影領域の情報、太陽の方位
角及びクレータのモデルを用いてクレータの存在する位
置及びそのサイズを推定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の月
・惑星軟着陸のための画像処理を実行する装置では、明
度値の低い影の領域だけの情報から障害物の有無の判定
を行う。このため、想定した障害物、例えば平らな面か
ら突出している岩や、仮定したモデルと同じ形状のクレ
ータのような特定の障害物に対しては効果を発揮する
が、モデル化しにくい障害物、例えば重なり合って形の
崩れたクレータや、想定していない障害物の検出が難し
いといった問題があった。
・惑星軟着陸のための画像処理を実行する装置では、明
度値の低い影の領域だけの情報から障害物の有無の判定
を行う。このため、想定した障害物、例えば平らな面か
ら突出している岩や、仮定したモデルと同じ形状のクレ
ータのような特定の障害物に対しては効果を発揮する
が、モデル化しにくい障害物、例えば重なり合って形の
崩れたクレータや、想定していない障害物の検出が難し
いといった問題があった。
【０００７】本発明は、着陸地点周辺の画像より着陸機
の着陸に際して障害となるあらゆる地形を回避可能な画
像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とす
る。
の着陸に際して障害となるあらゆる地形を回避可能な画
像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の月、惑星
軟着陸のための画像処理装置では、予定されている着陸
目標地点周辺の画像を撮像して明度に関するディジタル
画像データを出力する撮像部と、上記撮像部から出力さ
れるディジタル画像データを取り込み、画像を構成する
各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素
近傍の画素の画像データの局所的な平均値及び分散値を
求め、求めた上記局所的な平均値及び分散値に基づいて
上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属するか否かを判
断して着陸可能な領域を抽出する着陸可能領域の抽出部
とを備えることを特徴とする。
軟着陸のための画像処理装置では、予定されている着陸
目標地点周辺の画像を撮像して明度に関するディジタル
画像データを出力する撮像部と、上記撮像部から出力さ
れるディジタル画像データを取り込み、画像を構成する
各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素
近傍の画素の画像データの局所的な平均値及び分散値を
求め、求めた上記局所的な平均値及び分散値に基づいて
上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属するか否かを判
断して着陸可能な領域を抽出する着陸可能領域の抽出部
とを備えることを特徴とする。
【０００９】本発明の第２の画像処理装置では、上記第
１の月、惑星軟着陸のための画像処理装置において、上
記着陸可能領域の抽出部は、画像を構成する各画素を中
心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画素
の画像データの局所的な平均値及び分散値を求め、上記
局所的な平均値と水平面の基準明度値との差の二乗と、
上記局所的な分散値との和で定義される局所２次モーメ
ントを求める算出手段と、前記算出手段により求めた局
所２次モーメントが所定のしきい値以下の場合に上記中
心画素が水平かつ平坦な領域に属していると判断する判
断手段よりなることを特徴とする。
１の月、惑星軟着陸のための画像処理装置において、上
記着陸可能領域の抽出部は、画像を構成する各画素を中
心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画素
の画像データの局所的な平均値及び分散値を求め、上記
局所的な平均値と水平面の基準明度値との差の二乗と、
上記局所的な分散値との和で定義される局所２次モーメ
ントを求める算出手段と、前記算出手段により求めた局
所２次モーメントが所定のしきい値以下の場合に上記中
心画素が水平かつ平坦な領域に属していると判断する判
断手段よりなることを特徴とする。
【００１０】本発明の第３の画像処理装置では、上記第
１の月、惑星軟着陸のための画像処理装置において、上
記着陸可能領域の抽出部は、画像を構成する各画素を中
心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画素
の画像データの局所的な平均値及び分散値を求める算出
手段と、上記局所的な平均値と水平面の基準明度値との
差が所定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平であ
ると判断すると共に、上記局所的な分散値が所定のしき
い値以下の場合に上記中心画素が平坦な領域に属すると
判断する判断手段よりなることを特徴とする。
１の月、惑星軟着陸のための画像処理装置において、上
記着陸可能領域の抽出部は、画像を構成する各画素を中
心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画素
の画像データの局所的な平均値及び分散値を求める算出
手段と、上記局所的な平均値と水平面の基準明度値との
差が所定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平であ
ると判断すると共に、上記局所的な分散値が所定のしき
い値以下の場合に上記中心画素が平坦な領域に属すると
判断する判断手段よりなることを特徴とする。
【００１１】本発明の第４の画像処理装置では、上記第
１の月、惑星軟着陸のための画像処理装置において、上
記着陸可能領域の抽出部は、上記撮像部より出力される
ディジタル画像データを取り込み、画像を構成する各画
素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍
の画素の画像データの局所的な分散値を求めると共に、
当該画像データに基づいて、画像内の陰影を認識し、認
識した陰影より画像の各画素での傾斜度を求める算出手
段と、上記算出手段により求められた局所的な分散値が
所定のしきい値以下の場合に上記中心画素が平坦な領域
に属していると判断すると共に、上記傾斜度の値が所定
の範囲内にある場合に上記中心画素が水平な領域に属す
ると判断する判断手段とからなることを特徴とする。
１の月、惑星軟着陸のための画像処理装置において、上
記着陸可能領域の抽出部は、上記撮像部より出力される
ディジタル画像データを取り込み、画像を構成する各画
素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍
の画素の画像データの局所的な分散値を求めると共に、
当該画像データに基づいて、画像内の陰影を認識し、認
識した陰影より画像の各画素での傾斜度を求める算出手
段と、上記算出手段により求められた局所的な分散値が
所定のしきい値以下の場合に上記中心画素が平坦な領域
に属していると判断すると共に、上記傾斜度の値が所定
の範囲内にある場合に上記中心画素が水平な領域に属す
ると判断する判断手段とからなることを特徴とする。
【００１２】本発明の第５の月、惑星軟着陸のための画
像処理装置では、上記第１乃至第４の何れかの画像処理
装置において、更に、上記判断手段による判断結果より
水平かつ平坦な領域を認識し、認識した領域内に確保で
きる円領域の内、最も大きな直径を有する円領域の中心
点を新たな着陸目標地点として選択する着陸地点選択手
段を備えることを特徴とする。
像処理装置では、上記第１乃至第４の何れかの画像処理
装置において、更に、上記判断手段による判断結果より
水平かつ平坦な領域を認識し、認識した領域内に確保で
きる円領域の内、最も大きな直径を有する円領域の中心
点を新たな着陸目標地点として選択する着陸地点選択手
段を備えることを特徴とする。
【００１３】本発明の第６の月、惑星軟着陸のための画
像処理装置では、上記第１乃至第４の何れかの画像処理
装置において、更に、上記判断手段による判断結果より
水平かつ平坦な領域を認識し、認識した領域内に確保で
きる円領域の内、規定値以上の直径を有し、かつ、上記
予定されている着陸目標地点から最も近くに位置する円
領域の中心点を新たな着陸目標地点として選択する着陸
地点選択手段を備えることを特徴とする。
像処理装置では、上記第１乃至第４の何れかの画像処理
装置において、更に、上記判断手段による判断結果より
水平かつ平坦な領域を認識し、認識した領域内に確保で
きる円領域の内、規定値以上の直径を有し、かつ、上記
予定されている着陸目標地点から最も近くに位置する円
領域の中心点を新たな着陸目標地点として選択する着陸
地点選択手段を備えることを特徴とする。
【００１４】本発明の第１の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、予定されている着陸目標地点の周辺画
像の明度に関するディジタル画像データを取り込みむ工
程と、画像を構成する各画素を中心画素とする近傍処理
として、当該中心画素近傍の画素の画像データの局所的
な平均値及び分散値を求め、求めた上記局所的な平均値
及び分散値に基づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領
域に属するか否かを判断して着陸可能な領域を抽出する
着陸可能領域の抽出工程とからなることを特徴とする。
像処理方法では、予定されている着陸目標地点の周辺画
像の明度に関するディジタル画像データを取り込みむ工
程と、画像を構成する各画素を中心画素とする近傍処理
として、当該中心画素近傍の画素の画像データの局所的
な平均値及び分散値を求め、求めた上記局所的な平均値
及び分散値に基づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領
域に属するか否かを判断して着陸可能な領域を抽出する
着陸可能領域の抽出工程とからなることを特徴とする。
【００１５】本発明の第２の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、上記第１の画像処理方法において、上
記着陸可能領域の抽出工程は、画像を構成する各画素を
中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画
素の画像データの局所的な平均値及び分散値を求め、上
記局所的な平均値と水平面の基準明度値との差の二乗
と、上記局所的な分散値との和で定義される局所２次モ
ーメントを求める算出工程と、前記算出手段により求め
た局所２次モーメントが所定のしきい値以下の場合に上
記中心画素が水平かつ平坦な領域に属していると判断す
る判断工程とからなることを特徴とする。
像処理方法では、上記第１の画像処理方法において、上
記着陸可能領域の抽出工程は、画像を構成する各画素を
中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画
素の画像データの局所的な平均値及び分散値を求め、上
記局所的な平均値と水平面の基準明度値との差の二乗
と、上記局所的な分散値との和で定義される局所２次モ
ーメントを求める算出工程と、前記算出手段により求め
た局所２次モーメントが所定のしきい値以下の場合に上
記中心画素が水平かつ平坦な領域に属していると判断す
る判断工程とからなることを特徴とする。
【００１６】本発明の第３の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、上記第１の画像処理方法において、上
記着陸可能領域の抽出工程は、画像を構成する各画素を
中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画
素の画像データの局所的な平均値及び分散値を求める算
出工程と、上記局所的な平均値と水平面の基準明度値と
の差が所定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平で
あると判断すると共に、上記局所的な分散値が所定のし
きい値以下の場合に上記中心画素が平坦な領域に属する
と判断する判断工程とからなることを特徴とする。
像処理方法では、上記第１の画像処理方法において、上
記着陸可能領域の抽出工程は、画像を構成する各画素を
中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画
素の画像データの局所的な平均値及び分散値を求める算
出工程と、上記局所的な平均値と水平面の基準明度値と
の差が所定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平で
あると判断すると共に、上記局所的な分散値が所定のし
きい値以下の場合に上記中心画素が平坦な領域に属する
と判断する判断工程とからなることを特徴とする。
【００１７】本発明の第４の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、上記第１の画像処理方法において、上
記着陸可能領域の抽出工程は、上記撮像部より出力され
るディジタル画像データを取り込み、画像を構成する各
画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近
傍の画素の画像データの局所的な分散値を求めると共
に、当該画像データに基づいて、画像内の陰影を認識
し、認識した陰影より画像の各画素での傾斜度を求める
算出工程と、上記算出工程により求められた局所的な分
散値が所定のしきい値以下の場合に上記中心画素が平坦
な領域に属していると判断すると共に、上記傾斜度が所
定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平な領域に属
すると判断する判断工程とからなることを特徴とする。
像処理方法では、上記第１の画像処理方法において、上
記着陸可能領域の抽出工程は、上記撮像部より出力され
るディジタル画像データを取り込み、画像を構成する各
画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近
傍の画素の画像データの局所的な分散値を求めると共
に、当該画像データに基づいて、画像内の陰影を認識
し、認識した陰影より画像の各画素での傾斜度を求める
算出工程と、上記算出工程により求められた局所的な分
散値が所定のしきい値以下の場合に上記中心画素が平坦
な領域に属していると判断すると共に、上記傾斜度が所
定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平な領域に属
すると判断する判断工程とからなることを特徴とする。
【００１８】本発明の第５の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、上記第１乃至第４の画像処理方法にお
いて、更に、上記判断工程における判断結果より水平か
つ平坦な領域を認識し、認識した領域内に確保できる円
領域の内、最も大きな直径を有する円領域の中心点を新
たな着陸目標地点として選択する着陸地点選択工程とか
らなることを特徴とする。
像処理方法では、上記第１乃至第４の画像処理方法にお
いて、更に、上記判断工程における判断結果より水平か
つ平坦な領域を認識し、認識した領域内に確保できる円
領域の内、最も大きな直径を有する円領域の中心点を新
たな着陸目標地点として選択する着陸地点選択工程とか
らなることを特徴とする。
【００１９】本発明の第６の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、上記第１乃至第４の画像処理方法にお
いて、更に、上記判断工程による判断結果より水平かつ
平坦な領域を認識し、認識した領域内に確保できる円領
域の内、規定値以上の直径を有し、かつ、上記予定され
ている着陸目標地点から最も近くに位置する円領域の中
心点を新たな着陸目標地点として選択する着陸地点選択
工程とからなることを特徴とする。
像処理方法では、上記第１乃至第４の画像処理方法にお
いて、更に、上記判断工程による判断結果より水平かつ
平坦な領域を認識し、認識した領域内に確保できる円領
域の内、規定値以上の直径を有し、かつ、上記予定され
ている着陸目標地点から最も近くに位置する円領域の中
心点を新たな着陸目標地点として選択する着陸地点選択
工程とからなることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の月、惑星軟着陸のための
画像処理装置では、着陸目標地点周辺の画像の明度に関
するディジタル画像データに基づいて、画像を構成する
各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素
近傍の画素の画像データの局所的な平均値及び分散値を
求め、求めた上記局所的な平均値及び分散値の２つの情
報に基づいて、上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属
するか否かを判断し、着陸可能な領域を抽出することを
特徴とする。以下、上記特徴を具備する本発明の画像処
理装置の実施の形態について添付の図面を用いて順に説
明する。
画像処理装置では、着陸目標地点周辺の画像の明度に関
するディジタル画像データに基づいて、画像を構成する
各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素
近傍の画素の画像データの局所的な平均値及び分散値を
求め、求めた上記局所的な平均値及び分散値の２つの情
報に基づいて、上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属
するか否かを判断し、着陸可能な領域を抽出することを
特徴とする。以下、上記特徴を具備する本発明の画像処
理装置の実施の形態について添付の図面を用いて順に説
明する。
【００２１】（１）全体構成 図１は、実施の形態にかかる画像処理装置１００を含む
機能ブロック図である。画像処理装置１００はカメラ１
及び着陸地点識別部２より構成される。カメラ１は、着
陸機の当初着陸目標とされる地点を中心とした所定範囲
の周辺画像を撮像し、当該撮像した画像の明度に関する
ディジタル画像データを出力する。着陸地点識別部２
は、主に、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）
３、着陸地点識別のための処理プログラム及び必要なデ
ータを格納するＲＯＭ４、当該ＲＯＭ４内のプログラム
及びデータ、及びカメラ１より出力されるディジタル画
像データを読み出して一時的に格納するＲＡＭ５とで構
成される。以下に詳しく説明するが、着陸地点識別部２
は、明度に関するディジタル画像データを処理して水平
かつ平坦な領域を着陸可能領域として抽出し、該抽出し
た領域の内、最も安全に着陸可能な地点を選択し、選択
した着陸目標地点を特定する所定の制御信号を出力す
る。着陸機の推進装置２００は、前記制御信号によって
特定される地点に着陸するように、着陸機の位置を制御
する。
機能ブロック図である。画像処理装置１００はカメラ１
及び着陸地点識別部２より構成される。カメラ１は、着
陸機の当初着陸目標とされる地点を中心とした所定範囲
の周辺画像を撮像し、当該撮像した画像の明度に関する
ディジタル画像データを出力する。着陸地点識別部２
は、主に、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）
３、着陸地点識別のための処理プログラム及び必要なデ
ータを格納するＲＯＭ４、当該ＲＯＭ４内のプログラム
及びデータ、及びカメラ１より出力されるディジタル画
像データを読み出して一時的に格納するＲＡＭ５とで構
成される。以下に詳しく説明するが、着陸地点識別部２
は、明度に関するディジタル画像データを処理して水平
かつ平坦な領域を着陸可能領域として抽出し、該抽出し
た領域の内、最も安全に着陸可能な地点を選択し、選択
した着陸目標地点を特定する所定の制御信号を出力す
る。着陸機の推進装置２００は、前記制御信号によって
特定される地点に着陸するように、着陸機の位置を制御
する。
【００２２】（２）メインルーチン 図２は、着陸地点識別部２の備えるＣＰＵ３の実行する
着陸地点の選択処理のメインルーチンである。まず、カ
メラ１より出力される着陸目標地点周辺の明度に関する
ディジタル画像データを取り込む（ステップＳ１）。画
像全体の平均の明度値μを求め、これを水平な面の基準
明度値とする（ステップＳ２）。この後、着陸可能領域
の抽出処理を実行する（ステップＳ３）。ここでは、各
画素の明度に関する画像データに基づいて着陸可能な領
域を抽出する。なお、この着陸可能領域の抽出処理の内
容については後に詳しく説明する。抽出された着陸可能
な領域の情報に基づいて、着陸機が安全に着陸できる地
点を着陸目標地点として選択する（ステップＳ４）。な
お、当該処理の内容については後に説明する。処理結果
として、選択された着陸目標地点に関する所定の制御信
号を次段の推進装置２００へ出力する（ステップＳ
５）。
着陸地点の選択処理のメインルーチンである。まず、カ
メラ１より出力される着陸目標地点周辺の明度に関する
ディジタル画像データを取り込む（ステップＳ１）。画
像全体の平均の明度値μを求め、これを水平な面の基準
明度値とする（ステップＳ２）。この後、着陸可能領域
の抽出処理を実行する（ステップＳ３）。ここでは、各
画素の明度に関する画像データに基づいて着陸可能な領
域を抽出する。なお、この着陸可能領域の抽出処理の内
容については後に詳しく説明する。抽出された着陸可能
な領域の情報に基づいて、着陸機が安全に着陸できる地
点を着陸目標地点として選択する（ステップＳ４）。な
お、当該処理の内容については後に説明する。処理結果
として、選択された着陸目標地点に関する所定の制御信
号を次段の推進装置２００へ出力する（ステップＳ
５）。
【００２３】（３）着陸可能領域の抽出 以下、上記図２のステップＳ３において実行する着陸可
能領域の抽出処理の第１例から第３例までを順にフロー
チャートを用いて説明する。
能領域の抽出処理の第１例から第３例までを順にフロー
チャートを用いて説明する。
【００２４】（３−１）第１例 着陸可能領域の抽出処理の第１例では、画像の各点を中
心画素とする１５×１５近傍処理として、次の数１に示
すように１５×１５画素マトリクス内における各画素Ａ
ijの明度値Ｚijと、水平な面の基準明度値する画像全体
の明度の平均値μとの差の二乗の合計を、当該画素マト
リクスの面積、即ち１５×１５＝２５５で割った値を局
所２次モーメントＶijとして求め、求めたモーメントＶ
ijの値に基づいて着陸可能な領域を抽出する。
心画素とする１５×１５近傍処理として、次の数１に示
すように１５×１５画素マトリクス内における各画素Ａ
ijの明度値Ｚijと、水平な面の基準明度値する画像全体
の明度の平均値μとの差の二乗の合計を、当該画素マト
リクスの面積、即ち１５×１５＝２５５で割った値を局
所２次モーメントＶijとして求め、求めたモーメントＶ
ijの値に基づいて着陸可能な領域を抽出する。
【数１】 なお、近傍処理としてｎ×ｎ画素マトリクスを用いる場
合、局所２次モーメントＶijは、次の数２で表される。
合、局所２次モーメントＶijは、次の数２で表される。
【数２】
【００２５】以下に、この局所２次モーメントの持つ意
味について説明する。まず、画素Ａijを中心画素として
１５×１５画素マトリクス内における明度値の平均値μ
ij（以下、局所平均値μijという）を次の数３により求
める。
味について説明する。まず、画素Ａijを中心画素として
１５×１５画素マトリクス内における明度値の平均値μ
ij（以下、局所平均値μijという）を次の数３により求
める。
【数３】
【００２６】次に、１５×１５画素マトリクス内におけ
る明度値の分散値σ2 ij（以下、局所分散値σ2 ijとい
う）を次の数４により求める。
る明度値の分散値σ2 ij（以下、局所分散値σ2 ijとい
う）を次の数４により求める。
【数４】
【００２７】図３は、予め着陸可能領域及び着陸のでき
ない障害物領域との情報をもったサンプル画像のデータ
を使用して、上記数３及び数４により求められる局所分
散値σ2 ijの平方根である局所標準偏差σijと、局所平
均値μijとの関係を示した図である。図中に示す○印
は、着陸可能領域の画素のデータに基づいて上記数３及
び数４に演算を行った結果、得られる局所標準偏差σij
と、局所平均値μijの関係を示し、×印は、着陸の不可
能な障害物領域の画素のデータに基づいて上記数３及び
数４に演算を行った結果、得られる局所標準偏差σ
ijと、局所平均値μijの関係を示す。
ない障害物領域との情報をもったサンプル画像のデータ
を使用して、上記数３及び数４により求められる局所分
散値σ2 ijの平方根である局所標準偏差σijと、局所平
均値μijとの関係を示した図である。図中に示す○印
は、着陸可能領域の画素のデータに基づいて上記数３及
び数４に演算を行った結果、得られる局所標準偏差σij
と、局所平均値μijの関係を示し、×印は、着陸の不可
能な障害物領域の画素のデータに基づいて上記数３及び
数４に演算を行った結果、得られる局所標準偏差σ
ijと、局所平均値μijの関係を示す。
【００２８】本図より理解されるように、平坦かつ水平
な着陸可能領域に属する画素と、その他の障害物領域に
属する画素の分布には、一定の傾向がある。より具体的
には、着陸可能な領域に属する画素は、画像全体の平均
値μを中心とする所定長の半径の円内に集中して分布し
ていることが解る。上記数１に示した局所２次モーメン
トＶijの定義式は、次の数５に変形することができる。
な着陸可能領域に属する画素と、その他の障害物領域に
属する画素の分布には、一定の傾向がある。より具体的
には、着陸可能な領域に属する画素は、画像全体の平均
値μを中心とする所定長の半径の円内に集中して分布し
ていることが解る。上記数１に示した局所２次モーメン
トＶijの定義式は、次の数５に変形することができる。
【数５】
【００２９】上記数５より理解されるように、局所２次
モーメントＶijは、点（０，μ）からの距離の二乗に等
しい。従って、局所２次モーメントＶijの等高線は、点
（０，μ）を中心とする同心円となる。図３中に記入し
てある半円は、局所２次モーメントのしきい値Ｖｔｈに
相当する。当該しきい値Ｖｔｈの値は、複数のサンプル
画像に基づいて実験的に特定される値である。以下の処
理において局所２次モーメントＶijの値が上記所定のし
きい値Ｖｔｈ以下の場合には、当該画素Ａijは、水平か
つ平坦な着陸可能領域に属すると判断することができ
る。
モーメントＶijは、点（０，μ）からの距離の二乗に等
しい。従って、局所２次モーメントＶijの等高線は、点
（０，μ）を中心とする同心円となる。図３中に記入し
てある半円は、局所２次モーメントのしきい値Ｖｔｈに
相当する。当該しきい値Ｖｔｈの値は、複数のサンプル
画像に基づいて実験的に特定される値である。以下の処
理において局所２次モーメントＶijの値が上記所定のし
きい値Ｖｔｈ以下の場合には、当該画素Ａijは、水平か
つ平坦な着陸可能領域に属すると判断することができ
る。
【００３０】図４は、着陸可能領域の抽出処理の第１例
のフローチャートである。まず、近傍処理を実行する中
心画素Ａijを特定する変数ｊの値を７にセットする（ス
テップＳ１０）と共に、変数ｉの値を７にセットする
（ステップＳ１１）。ここで、各変数ｉ，ｊの初期値が
７であるのは、１５×１５近傍処理を実行するためであ
る。ｎ×ｎ画素マトリクスを用いる場合には、各変数
ｉ，ｊの値は（ｎ−１）／２となる。これは、以下に説
明する着陸可能領域の抽出処理の第２例及び第３例につ
いても同じである。画素Ａijを中心画素とする１５×１
５画素マトリクス内の各画素のデータＺijを用いて、上
記数１又は数５に示す演算式により局所２次モーメント
Ｖijを算出する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２に
おいて求めた画素Ａijについての局所２次モーメントＶ
ijの値としきい値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳ１
３）。ここで、局所２次モーメントＶijの値がしきい値
Ｖｔｈ以下の場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、当
該画素Ａijが平坦かつ水平な着陸可能な領域に属してい
ると判断する（ステップＳ１４）。他方、局所２次モー
メントＶijの値がしきい値Ｖｔｈより大きい場合には
（ステップＳ１３でＮＯ）、当該画素Ａijが着陸不可能
な障害物領域に属していると判断する（ステップＳ１
５）。
のフローチャートである。まず、近傍処理を実行する中
心画素Ａijを特定する変数ｊの値を７にセットする（ス
テップＳ１０）と共に、変数ｉの値を７にセットする
（ステップＳ１１）。ここで、各変数ｉ，ｊの初期値が
７であるのは、１５×１５近傍処理を実行するためであ
る。ｎ×ｎ画素マトリクスを用いる場合には、各変数
ｉ，ｊの値は（ｎ−１）／２となる。これは、以下に説
明する着陸可能領域の抽出処理の第２例及び第３例につ
いても同じである。画素Ａijを中心画素とする１５×１
５画素マトリクス内の各画素のデータＺijを用いて、上
記数１又は数５に示す演算式により局所２次モーメント
Ｖijを算出する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２に
おいて求めた画素Ａijについての局所２次モーメントＶ
ijの値としきい値Ｖｔｈとを比較する（ステップＳ１
３）。ここで、局所２次モーメントＶijの値がしきい値
Ｖｔｈ以下の場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、当
該画素Ａijが平坦かつ水平な着陸可能な領域に属してい
ると判断する（ステップＳ１４）。他方、局所２次モー
メントＶijの値がしきい値Ｖｔｈより大きい場合には
（ステップＳ１３でＮＯ）、当該画素Ａijが着陸不可能
な障害物領域に属していると判断する（ステップＳ１
５）。
【００３１】画像を構成する全ての画素に対して上記近
傍処理及び当該処理結果に基づく画素の属性の判断を行
うため、以下の処理を実行する。即ち、変数ｉの値がｉ
max（但し、ｉmaxは画像の最終のｘ座標を表す）から７
を差し引いた値に満たない場合には（ステップＳ１６で
ＮＯ）、変数ｉに１を加算して上記ステップＳ１２に戻
る。変数ｉの値がｉmax−７の値より大きくなった場合
であって（ステップＳ１６でＹＥＳ）、変数ｊの値がｉ
max（但し、ｊmaxは画像の最終のｙ座標を表す）から７
を差し引いた値に満たない場合には（ステップＳ１８で
ＮＯ）、変数ｊに１を加算した後にステップＳ１１に戻
る。更に、変数ｉがｉmax−７の値よりも大きく、か
つ、変数ｊがｊmax−７の値よりも大きい場合（ステッ
プＳ１８でＹＥＳ）、処理すべき全ての画素についての
処理が終了したと判断して図２に示したメインルーチン
へリターンする。
傍処理及び当該処理結果に基づく画素の属性の判断を行
うため、以下の処理を実行する。即ち、変数ｉの値がｉ
max（但し、ｉmaxは画像の最終のｘ座標を表す）から７
を差し引いた値に満たない場合には（ステップＳ１６で
ＮＯ）、変数ｉに１を加算して上記ステップＳ１２に戻
る。変数ｉの値がｉmax−７の値より大きくなった場合
であって（ステップＳ１６でＹＥＳ）、変数ｊの値がｉ
max（但し、ｊmaxは画像の最終のｙ座標を表す）から７
を差し引いた値に満たない場合には（ステップＳ１８で
ＮＯ）、変数ｊに１を加算した後にステップＳ１１に戻
る。更に、変数ｉがｉmax−７の値よりも大きく、か
つ、変数ｊがｊmax−７の値よりも大きい場合（ステッ
プＳ１８でＹＥＳ）、処理すべき全ての画素についての
処理が終了したと判断して図２に示したメインルーチン
へリターンする。
【００３２】（３−２）第２例 着陸可能領域の抽出処理の第２例においては、上記数３
で示した局所平均値μijにより画素Ａijの属する領域が
水平か否かを判断すると共に、上記数４で示した局所分
散値σ2 ijにより画素Ａijの属する領域が平坦か否かの
判断を行う。
で示した局所平均値μijにより画素Ａijの属する領域が
水平か否かを判断すると共に、上記数４で示した局所分
散値σ2 ijにより画素Ａijの属する領域が平坦か否かの
判断を行う。
【００３３】図５は、着陸可能領域の抽出処理の第２例
のフローチャートである。まず、画像全体の明度値の最
頻値λを求める（ステップＳ３０）。次に近傍処理を実
行する中心画素Ａijを特定する変数ｊの値を７にセット
する（ステップＳ３１）と共に、変数ｉの値を７にセッ
トする（ステップＳ３２）。画素Ａijの中心画素として
以下の１５×１５近傍処理を実行する。即ち、画素Ａij
を中心画素とする場合において、当該１５×１５画素マ
トリクス内における明度の平均値μij（以下、局所平均
値μijという）を上記数３により求めると共に、引き続
き、当該１５×１５画素マトリクス内における明度値の
分散値σ2 ij（以下、局所分散値σ2 ijという）を上記数
４により求める（ステップＳ３３）。ここで、水平な面
の基準明度値とする全体の明度の平均値μと、局所平均
値μijとの差が、所定のしきい値Ｔｈ１以上、Ｔｈ２以
下の範囲内にある場合には、当該画素マトリクス内の面
が水平であると判断する（ステップＳ３４でＹＥＳ）。
また、局所分散値σ2 ijの値が所定のしきい値Ｔｈ３以
下の場合には、当該画素マトリクス内の面が平坦である
と判断する（ステップＳ３５でＹＥＳ）。上記ステップ
Ｓ３４及びＳ３５において共にＹＥＳの場合には、画素
Ａijは水平かつ平坦な領域、即ち着地可能な領域に属す
ると判断する（ステップＳ３６）。上記ステップＳ３４
及びＳ３５の何れかにおいてＮＯの場合、画素Ａijが着
陸不可能な障害物領域に属すると判断する。
のフローチャートである。まず、画像全体の明度値の最
頻値λを求める（ステップＳ３０）。次に近傍処理を実
行する中心画素Ａijを特定する変数ｊの値を７にセット
する（ステップＳ３１）と共に、変数ｉの値を７にセッ
トする（ステップＳ３２）。画素Ａijの中心画素として
以下の１５×１５近傍処理を実行する。即ち、画素Ａij
を中心画素とする場合において、当該１５×１５画素マ
トリクス内における明度の平均値μij（以下、局所平均
値μijという）を上記数３により求めると共に、引き続
き、当該１５×１５画素マトリクス内における明度値の
分散値σ2 ij（以下、局所分散値σ2 ijという）を上記数
４により求める（ステップＳ３３）。ここで、水平な面
の基準明度値とする全体の明度の平均値μと、局所平均
値μijとの差が、所定のしきい値Ｔｈ１以上、Ｔｈ２以
下の範囲内にある場合には、当該画素マトリクス内の面
が水平であると判断する（ステップＳ３４でＹＥＳ）。
また、局所分散値σ2 ijの値が所定のしきい値Ｔｈ３以
下の場合には、当該画素マトリクス内の面が平坦である
と判断する（ステップＳ３５でＹＥＳ）。上記ステップ
Ｓ３４及びＳ３５において共にＹＥＳの場合には、画素
Ａijは水平かつ平坦な領域、即ち着地可能な領域に属す
ると判断する（ステップＳ３６）。上記ステップＳ３４
及びＳ３５の何れかにおいてＮＯの場合、画素Ａijが着
陸不可能な障害物領域に属すると判断する。
【００３４】画像を構成する全ての画素に対して上記近
傍処理及び当該処理結果に基づく画素の属性の判断を行
うため、以下の処理を実行する。即ち、変数ｉの値がｉ
max（但し、ｉmaxは画像の最終のｘ座標を表す）から７
を差し引いた値に満たない場合には（ステップＳ３８で
ＮＯ）、変数ｉに１を加算した後に（ステップＳ３
９）、上記ステップＳ３３に戻る。変数ｉの値がｉmax
−７の値より大きくなった場合であって（ステップＳ３
８でＹＥＳ）、変数ｊの値がｉmax（但し、ｊmaxは画像
の最終のｙ座標を表す）から７を差し引いた値に満たな
い場合には（ステップＳ４０でＮＯ）、変数ｊに１を加
算した後に（ステップＳ４１）、ステップＳ３２に戻
る。更に、変数ｉがｉmax−７の値よりも大きく、か
つ、変数ｊがｊm ax−７の値よりも大きい場合（ステッ
プＳ４０でＹＥＳ）、処理すべき全ての画素についての
処理が終了したと判断して図２に示したメインルーチン
へリターンする。
傍処理及び当該処理結果に基づく画素の属性の判断を行
うため、以下の処理を実行する。即ち、変数ｉの値がｉ
max（但し、ｉmaxは画像の最終のｘ座標を表す）から７
を差し引いた値に満たない場合には（ステップＳ３８で
ＮＯ）、変数ｉに１を加算した後に（ステップＳ３
９）、上記ステップＳ３３に戻る。変数ｉの値がｉmax
−７の値より大きくなった場合であって（ステップＳ３
８でＹＥＳ）、変数ｊの値がｉmax（但し、ｊmaxは画像
の最終のｙ座標を表す）から７を差し引いた値に満たな
い場合には（ステップＳ４０でＮＯ）、変数ｊに１を加
算した後に（ステップＳ４１）、ステップＳ３２に戻
る。更に、変数ｉがｉmax−７の値よりも大きく、か
つ、変数ｊがｊm ax−７の値よりも大きい場合（ステッ
プＳ４０でＹＥＳ）、処理すべき全ての画素についての
処理が終了したと判断して図２に示したメインルーチン
へリターンする。
【００３５】（３−３）第３例 着陸可能領域の抽出処理の第３例においては、局所平均
値を用いるかわりに画像全体の明度分布より陰影部分を
認識し、当該認識した陰影より各点の傾斜度θを推定す
る。具体的には、バートホールドＫ．Ｐ．ホーンのシェ
ープ・フロム・シェーディング（Berthold K.P.Horn,"S
hape from Shading",MIT Press 1989年）に記載されて
いるシェープ・フロム・シェーディングの方法を用い
て、画像全体の陰影から各点の傾斜度θを推定する。
値を用いるかわりに画像全体の明度分布より陰影部分を
認識し、当該認識した陰影より各点の傾斜度θを推定す
る。具体的には、バートホールドＫ．Ｐ．ホーンのシェ
ープ・フロム・シェーディング（Berthold K.P.Horn,"S
hape from Shading",MIT Press 1989年）に記載されて
いるシェープ・フロム・シェーディングの方法を用い
て、画像全体の陰影から各点の傾斜度θを推定する。
【００３６】以下、バートホールドにより提案されてい
るシェープ・フロム・シェーディングの方法による傾斜
度θの推定について説明する。太陽のような単一の光源
が十分遠方からLambert面（反射率一定の乱反射面）を
照射していると仮定すると、着陸面の明度は、次の数６
で表される。
るシェープ・フロム・シェーディングの方法による傾斜
度θの推定について説明する。太陽のような単一の光源
が十分遠方からLambert面（反射率一定の乱反射面）を
照射していると仮定すると、着陸面の明度は、次の数６
で表される。
【数６】
【００３７】面の形状を関数ｚ＝ｚ（ｘ，ｙ）と表し、
ｐ＝∂ｚ／∂ｘ，ｑ＝∂ｚ／∂ｙとおく。この時の法線
ベクトルは次の数７で表される。
ｐ＝∂ｚ／∂ｘ，ｑ＝∂ｚ／∂ｙとおく。この時の法線
ベクトルは次の数７で表される。
【数７】
【００３８】従って、上記数６は、次の数８に変形する
ことができる。
ことができる。
【数８】
【００３９】これは、１階の非線形偏微分方程式であ
り、irradiation方程式と呼ばれている。月面に着陸す
る場合、月の海と陸地では反射率の異なる土壌からなっ
ているが、海の内部あるいは陸地の内部では反射率はほ
ぼ一定であるし、昼間の光源は太陽だけとみなしうるか
ら、月面の地形と画像の明度値の関係は上記irradiatio
n方程式で決まると考えて良い。この方程式を偏微分方
程式として解くのがシェープ・フロム・シェーディング
の方法である。この偏微分方程式を解いて（ｐ，ｑ）が
得られると、各点での傾斜度θが次の数により求められ
る。
り、irradiation方程式と呼ばれている。月面に着陸す
る場合、月の海と陸地では反射率の異なる土壌からなっ
ているが、海の内部あるいは陸地の内部では反射率はほ
ぼ一定であるし、昼間の光源は太陽だけとみなしうるか
ら、月面の地形と画像の明度値の関係は上記irradiatio
n方程式で決まると考えて良い。この方程式を偏微分方
程式として解くのがシェープ・フロム・シェーディング
の方法である。この偏微分方程式を解いて（ｐ，ｑ）が
得られると、各点での傾斜度θが次の数により求められ
る。
【数９】
【００４０】この傾斜度θが予め定めた規定値以外であ
れば水平な領域とみなせる。このように、シェープ・フ
ロム・シェーディングの方法を採用すれば、より確実に
水平な領域の検出を行うことができるといった利点を有
する。
れば水平な領域とみなせる。このように、シェープ・フ
ロム・シェーディングの方法を採用すれば、より確実に
水平な領域の検出を行うことができるといった利点を有
する。
【００４１】図６は、着陸可能領域の抽出処理の第３例
のフローチャートである。まず、画像全体の明度値の最
頻値λを求める（ステップＳ５０）。次に近傍処理を実
行する中心画素Ａijを特定する変数ｊの値を７にセット
する（ステップＳ５１）と共に、変数ｉの値を７にセッ
トする（ステップＳ５２）。画素Ａijの中心画素とし
て、当該１５×１５画素マトリクス内における明度値の
分散値σ2 ij（以下、局所分散値σ2 ijという）を上記数
３により求める（ステップＳ５３）。ここで、局所分散
値σ2 ijの値が所定のしきい値Ｔｈ４以下の場合には、
当該画素マトリクス内の面が平坦であると判断する（ス
テップＳ５４でＹＥＳ）。一方、局所分散値σ2 ijの値
が所定のしきい値Ｔｈ４より大きい場合には（ステップ
Ｓ５４でＮＯ）、画素Ａijを着陸不可能な障害物領域に
属すると判断する（ステップＳ５８）。上記ステップＳ
５４において平坦であると判断された場合には、既に説
明したホーンにより提案されているシェープ・フロム・
シェーディングの方法を用いて傾斜度θの推定を行う
（ステップＳ５５）。ここで、傾斜角θの値が規定値以
下（例えば、５度以下）である場合には水平な領域であ
ると判断し（ステップＳ５６でＹＥＳ）、当該画素Ａij
を着陸可能な領域に属すると判断する（ステップＳ５
７）。規定値よりも大きな傾斜角θを持った領域である
と判断された場合には（ステップＳ５６でＮＯ）、画素
Ａijは着陸不可能な障害物領域に属すると判断する（ス
テップＳ５８）。
のフローチャートである。まず、画像全体の明度値の最
頻値λを求める（ステップＳ５０）。次に近傍処理を実
行する中心画素Ａijを特定する変数ｊの値を７にセット
する（ステップＳ５１）と共に、変数ｉの値を７にセッ
トする（ステップＳ５２）。画素Ａijの中心画素とし
て、当該１５×１５画素マトリクス内における明度値の
分散値σ2 ij（以下、局所分散値σ2 ijという）を上記数
３により求める（ステップＳ５３）。ここで、局所分散
値σ2 ijの値が所定のしきい値Ｔｈ４以下の場合には、
当該画素マトリクス内の面が平坦であると判断する（ス
テップＳ５４でＹＥＳ）。一方、局所分散値σ2 ijの値
が所定のしきい値Ｔｈ４より大きい場合には（ステップ
Ｓ５４でＮＯ）、画素Ａijを着陸不可能な障害物領域に
属すると判断する（ステップＳ５８）。上記ステップＳ
５４において平坦であると判断された場合には、既に説
明したホーンにより提案されているシェープ・フロム・
シェーディングの方法を用いて傾斜度θの推定を行う
（ステップＳ５５）。ここで、傾斜角θの値が規定値以
下（例えば、５度以下）である場合には水平な領域であ
ると判断し（ステップＳ５６でＹＥＳ）、当該画素Ａij
を着陸可能な領域に属すると判断する（ステップＳ５
７）。規定値よりも大きな傾斜角θを持った領域である
と判断された場合には（ステップＳ５６でＮＯ）、画素
Ａijは着陸不可能な障害物領域に属すると判断する（ス
テップＳ５８）。
【００４２】画像を構成する全ての画素に対して上記近
傍処理及び当該処理結果に基づく画素の属性の判断を行
うため、以下の処理を実行する。即ち、変数ｉの値がｉ
max（但し、ｉmaxは画像の最終のｘ座標を表す）から７
を差し引いた値に満たない場合には（ステップＳ５９で
ＮＯ）、変数ｉに１を加算した後に（ステップＳ６
０）、上記ステップＳ５３に戻る。変数ｉの値がｉmax
−７の値より大きくなった場合であって（ステップＳ５
９でＹＥＳ）、変数ｊの値がｉmax（但し、ｊmaxは画像
の最終のｙ座標を表す）から７を差し引いた値に満たな
い場合には（ステップＳ６１でＮＯ）、変数ｊに１を加
算した後に（ステップＳ６２）、ステップＳ５２に戻
る。更に、変数ｉがｉmax−７の値よりも大きく、か
つ、変数ｊがｊmax−７の値よりも大きい場合（ステッ
プＳ６１でＹＥＳ）、処理すべき全ての画素についての
処理が終了したと判断して図２に示したメインルーチン
へリターンする。
傍処理及び当該処理結果に基づく画素の属性の判断を行
うため、以下の処理を実行する。即ち、変数ｉの値がｉ
max（但し、ｉmaxは画像の最終のｘ座標を表す）から７
を差し引いた値に満たない場合には（ステップＳ５９で
ＮＯ）、変数ｉに１を加算した後に（ステップＳ６
０）、上記ステップＳ５３に戻る。変数ｉの値がｉmax
−７の値より大きくなった場合であって（ステップＳ５
９でＹＥＳ）、変数ｊの値がｉmax（但し、ｊmaxは画像
の最終のｙ座標を表す）から７を差し引いた値に満たな
い場合には（ステップＳ６１でＮＯ）、変数ｊに１を加
算した後に（ステップＳ６２）、ステップＳ５２に戻
る。更に、変数ｉがｉmax−７の値よりも大きく、か
つ、変数ｊがｊmax−７の値よりも大きい場合（ステッ
プＳ６１でＹＥＳ）、処理すべき全ての画素についての
処理が終了したと判断して図２に示したメインルーチン
へリターンする。
【００４３】（４）着陸地点選択 以下、上記図２のステップＳ４において実行する着陸地
点選択処理の第１例及び第２例について順にフローチャ
ートを用いて説明する。
点選択処理の第１例及び第２例について順にフローチャ
ートを用いて説明する。
【００４４】（４−１）第１例 着陸地点選択処理の第１例では、着陸機が着陸可能な領
域の内、最も大きな直径の円領域を確保できる地点を着
陸目標地点として選択する。
域の内、最も大きな直径の円領域を確保できる地点を着
陸目標地点として選択する。
【００４５】図７は、着陸地点選択処理の第１例のフロ
ーチャートである。まず、着陸機が当初より予定してい
た着陸目標地点が着陸可能領域内に存在するか否かを判
断する（ステップＳ２０）。ここで、前記着陸目標地点
が着陸可能領域内に存在しており（ステップＳ２０でＹ
ＥＳ）、かつ、前記着陸可能領域内に所定の直径の円領
域が確保できる場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、
着陸地点の変更は行わずに（ステップＳ２２）、そのま
まリターンする。なお、着陸地点として確保する領域
は、円形である必要はなく、着陸機の形状その他の要求
に応じて変更すればよい。
ーチャートである。まず、着陸機が当初より予定してい
た着陸目標地点が着陸可能領域内に存在するか否かを判
断する（ステップＳ２０）。ここで、前記着陸目標地点
が着陸可能領域内に存在しており（ステップＳ２０でＹ
ＥＳ）、かつ、前記着陸可能領域内に所定の直径の円領
域が確保できる場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、
着陸地点の変更は行わずに（ステップＳ２２）、そのま
まリターンする。なお、着陸地点として確保する領域
は、円形である必要はなく、着陸機の形状その他の要求
に応じて変更すればよい。
【００４６】一方で、当初予定した着陸目標地点に障害
物がある場合（ステップＳ２０でＮＯ）、又は、当初予
定していた着陸目標地点は着陸可能な領域であるが、着
陸機が安全に着地するだけの所定の直径の円領域が確保
できない場合には（ステップＳ２１でＮＯ）、着陸機の
着陸可能な領域内において、確保できる円領域のそれぞ
れの直径の値を算出する（ステップＳ２３）。前記ステ
ップＳ２３において最も大きな直径の円領域を確保する
ことのできる地点を新たな着陸目標地点とし（ステップ
Ｓ２４）、リターンする。
物がある場合（ステップＳ２０でＮＯ）、又は、当初予
定していた着陸目標地点は着陸可能な領域であるが、着
陸機が安全に着地するだけの所定の直径の円領域が確保
できない場合には（ステップＳ２１でＮＯ）、着陸機の
着陸可能な領域内において、確保できる円領域のそれぞ
れの直径の値を算出する（ステップＳ２３）。前記ステ
ップＳ２３において最も大きな直径の円領域を確保する
ことのできる地点を新たな着陸目標地点とし（ステップ
Ｓ２４）、リターンする。
【００４７】（４−２）第２例 着陸地点選択処理の第２例では、着陸機が着陸可能な領
域の内、規定値以上の直径の円が描ける箇所であって、
当初着陸予定の地点より最も近い地点を最終的な着陸目
標地点として選択する。
域の内、規定値以上の直径の円が描ける箇所であって、
当初着陸予定の地点より最も近い地点を最終的な着陸目
標地点として選択する。
【００４８】図８は、着陸地点選択処理の第２例のフロ
ーチャートである。まず、着陸機が当初より予定してい
た着陸目標地点が着陸可能領域内に存在するか否かを判
断する（ステップＳ７０）。ここで、前記着陸目標地点
が着陸可能領域内に存在しており（ステップＳ７０でＹ
ＥＳ）、かつ、前記着陸可能領域に規定値以上の直径の
円領域が確保できる場合には（ステップＳ７１でＹＥ
Ｓ）、着陸地点の変更は行わずに（ステップＳ７２）、
そのままリターンする。
ーチャートである。まず、着陸機が当初より予定してい
た着陸目標地点が着陸可能領域内に存在するか否かを判
断する（ステップＳ７０）。ここで、前記着陸目標地点
が着陸可能領域内に存在しており（ステップＳ７０でＹ
ＥＳ）、かつ、前記着陸可能領域に規定値以上の直径の
円領域が確保できる場合には（ステップＳ７１でＹＥ
Ｓ）、着陸地点の変更は行わずに（ステップＳ７２）、
そのままリターンする。
【００４９】一方で、当初予定した着陸目標地点に障害
物がある場合（ステップＳ７０でＮＯ）、又は、当初予
定していた着陸目標地点は着陸可能な領域であるが、着
陸機が安全に着地するだけの所定の直径の円領域が確保
できない場合には（ステップＳ７１でＮＯ）、着陸機が
移動可能な着陸可能領域において、当初着陸目標地点に
近い点より順番に、確保できる円領域の直径の値を算出
する（ステップＳ７３）。前記ステップＳ７３におい
て、規定値以上の直径の円領域の確保できる地点が検出
された時点で、当該地点を新たな着陸目標地点とし（ス
テップＳ７４）、直ちにリターンする。これにより着陸
目標地点の更新を高速に行うことが可能となる。
物がある場合（ステップＳ７０でＮＯ）、又は、当初予
定していた着陸目標地点は着陸可能な領域であるが、着
陸機が安全に着地するだけの所定の直径の円領域が確保
できない場合には（ステップＳ７１でＮＯ）、着陸機が
移動可能な着陸可能領域において、当初着陸目標地点に
近い点より順番に、確保できる円領域の直径の値を算出
する（ステップＳ７３）。前記ステップＳ７３におい
て、規定値以上の直径の円領域の確保できる地点が検出
された時点で、当該地点を新たな着陸目標地点とし（ス
テップＳ７４）、直ちにリターンする。これにより着陸
目標地点の更新を高速に行うことが可能となる。
【００５０】（５）処理結果 図９は、（ａ）〜（ｄ）の４枚の月面写真の画像データ
を用いて、上記着陸地点の選択処理を実行した結果を示
す図である。図中、（ａ）〜（ｄ）の１段目に示す画像
は、実際に撮影された４枚の無彩色の月面写真である。
を用いて、上記着陸地点の選択処理を実行した結果を示
す図である。図中、（ａ）〜（ｄ）の１段目に示す画像
は、実際に撮影された４枚の無彩色の月面写真である。
【００５１】（ａ）〜（ｄ）の２段目に示す画像は、着
陸可能領域の抽出処理の第１例（図４を用いて説明した
ステップＳ３）による判別結果を示す図であり、着陸可
能領域を白で表す。本画像より、着陸の障害となるクレ
ータや傾斜地、凸凹の大きい部分等は障害物領域と判断
され、それ以外の領域が着陸可能な領域として判断され
ていることが理解される。また、（ｂ）の画像上部に位
置する形の崩れたクレータや、下部に位置する互いに近
接した２つのクレータのようなモデル化しにくい障害物
も正確に識別されていることが理解される。
陸可能領域の抽出処理の第１例（図４を用いて説明した
ステップＳ３）による判別結果を示す図であり、着陸可
能領域を白で表す。本画像より、着陸の障害となるクレ
ータや傾斜地、凸凹の大きい部分等は障害物領域と判断
され、それ以外の領域が着陸可能な領域として判断され
ていることが理解される。また、（ｂ）の画像上部に位
置する形の崩れたクレータや、下部に位置する互いに近
接した２つのクレータのようなモデル化しにくい障害物
も正確に識別されていることが理解される。
【００５２】（ａ）〜（ｄ）の３段目に示す画像は、当
初の着陸予定の地点を×印で示し、当該画像を撮像した
後に、着陸機が着陸するまでの間に移動可能な領域を前
記×印を中心とする円で示す。また、着陸地点選択処理
の第１例（図７を用いて説明したステップＳ４）により
新たに選択された着陸地点を＋印で示すと共に、当該地
点において確保された領域を当該＋印を中心とする円で
示す。
初の着陸予定の地点を×印で示し、当該画像を撮像した
後に、着陸機が着陸するまでの間に移動可能な領域を前
記×印を中心とする円で示す。また、着陸地点選択処理
の第１例（図７を用いて説明したステップＳ４）により
新たに選択された着陸地点を＋印で示すと共に、当該地
点において確保された領域を当該＋印を中心とする円で
示す。
【００５３】以上の処理結果より理解されるように、本
画像処理装置１００は、着陸機の着陸に際して障害とな
るあらゆる障害物を精度良く識別し、着陸機の当初着陸
目標地点に障害物が存在する場合には、該着陸機が着地
するまでの間に移動可能な範囲内において、最も安全に
着陸することのできる適切な地点を着陸目標地点として
選択することができる。
画像処理装置１００は、着陸機の着陸に際して障害とな
るあらゆる障害物を精度良く識別し、着陸機の当初着陸
目標地点に障害物が存在する場合には、該着陸機が着地
するまでの間に移動可能な範囲内において、最も安全に
着陸することのできる適切な地点を着陸目標地点として
選択することができる。
【００５４】（６）その他の変形例 以上、本実施の形態の画像処理装置について説明した。
なお、本実施の形態においては、画像全体の明度の平均
値μを水平な面の基準明度値としたが、画像中に極端に
明るい画素や真っ暗な画素が存在する場合、平均値μの
値がこれらの画素の影響を受け、当該値を用いて行う後
の処理精度の低下を招くことがある。そこで、上記平均
値μのかわりに各画素の明度の中央値（メディアン）Ｍ
を基準明度値として使用しても良い。例えば月の海の部
分に着陸する場合のように、全体の半分以上の領域が水
平かつ平坦と想定できるような場合には、より適切な水
平な面の基準明度値を得ることができる。
なお、本実施の形態においては、画像全体の明度の平均
値μを水平な面の基準明度値としたが、画像中に極端に
明るい画素や真っ暗な画素が存在する場合、平均値μの
値がこれらの画素の影響を受け、当該値を用いて行う後
の処理精度の低下を招くことがある。そこで、上記平均
値μのかわりに各画素の明度の中央値（メディアン）Ｍ
を基準明度値として使用しても良い。例えば月の海の部
分に着陸する場合のように、全体の半分以上の領域が水
平かつ平坦と想定できるような場合には、より適切な水
平な面の基準明度値を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】本発明の第１の月、惑星軟着陸のための
画像処理装置では、予定されている着陸目標周辺の画像
の明度に関する画像データに基づいて、局所的な平均値
及び分散値を求める所定の近傍処理を実行し、これによ
り各中心画素毎に得られる局所的な平均値及び分散値に
基づいて、該中心画素が水平かつ平坦な領域に属してい
るか否かを判断する。これにより、単に明度値に基づい
て影の部分を認識し、認識した影の部分を着陸不可能な
領域とする従来例に比べて、モデル化しにくい障害物、
例えば重なり合ったクレータや、想定していない障害物
を避けて、水平かつ平坦な領域に属する地点を正確に検
出することが可能となる。
画像処理装置では、予定されている着陸目標周辺の画像
の明度に関する画像データに基づいて、局所的な平均値
及び分散値を求める所定の近傍処理を実行し、これによ
り各中心画素毎に得られる局所的な平均値及び分散値に
基づいて、該中心画素が水平かつ平坦な領域に属してい
るか否かを判断する。これにより、単に明度値に基づい
て影の部分を認識し、認識した影の部分を着陸不可能な
領域とする従来例に比べて、モデル化しにくい障害物、
例えば重なり合ったクレータや、想定していない障害物
を避けて、水平かつ平坦な領域に属する地点を正確に検
出することが可能となる。
【００５６】本発明の第２の月、惑星軟着陸のための画
像処理装置では、上記局所的な平均値と水平な面の基準
明度値との差の二乗と、上記局所的な分散値の和に基づ
く局所２次モーメントを求め、求めた局所２次モーメン
トに基づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属し
ているか否かを判断する。これにより、単に明度値に基
づいて影の部分を認識し、認識した影の部分を着陸不可
能な領域とする従来例に比べて、モデル化しにくい障害
物、例えば重なり合ったクレータや、想定していない障
害物を避けて、水平かつ平坦な領域に属する地点を正確
に検出することが可能となる。
像処理装置では、上記局所的な平均値と水平な面の基準
明度値との差の二乗と、上記局所的な分散値の和に基づ
く局所２次モーメントを求め、求めた局所２次モーメン
トに基づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属し
ているか否かを判断する。これにより、単に明度値に基
づいて影の部分を認識し、認識した影の部分を着陸不可
能な領域とする従来例に比べて、モデル化しにくい障害
物、例えば重なり合ったクレータや、想定していない障
害物を避けて、水平かつ平坦な領域に属する地点を正確
に検出することが可能となる。
【００５７】本発明の第３の月、惑星軟着陸のための画
像処理装置では、上記局所的な平均値と水平な面の基準
明度値との差を求め、求めた差に基づいて上記中心画素
が水平であるか否かを判断すると共に、上記局所的な分
散値を求め、求めた局所的な分散値に基づいて、上記中
心画素が平坦な領域に属するか否かを判断する。これに
より、単に明度値に基づいて影の部分を認識し、認識し
た影の部分を着陸不可能な領域とする従来例に比べて、
モデル化しにくい障害物、例えば重なり合ったクレータ
や、想定していない障害物を避けて、水平かつ平坦な領
域に属する地点を正確に検出することが可能となる。
像処理装置では、上記局所的な平均値と水平な面の基準
明度値との差を求め、求めた差に基づいて上記中心画素
が水平であるか否かを判断すると共に、上記局所的な分
散値を求め、求めた局所的な分散値に基づいて、上記中
心画素が平坦な領域に属するか否かを判断する。これに
より、単に明度値に基づいて影の部分を認識し、認識し
た影の部分を着陸不可能な領域とする従来例に比べて、
モデル化しにくい障害物、例えば重なり合ったクレータ
や、想定していない障害物を避けて、水平かつ平坦な領
域に属する地点を正確に検出することが可能となる。
【００５８】本発明の第４の月、惑星軟着陸のための画
像処理装置では、画像全体の明度に関するデータに基づ
いて陰影を認識し、認識した陰影より画像の各画素での
傾斜度を求め、求められた傾斜度より各画素について水
平な領域に属するか否かを判断すると共に、画像を構成
する各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心
画素近傍の画素の画像データの局所的な分散値を求め、
求めた局所的な分散値に基づいて上記中心画素が平坦な
領域に属しているか否かを判断する。これにより、単に
明度値に基づいて影の部分を認識し、認識した影の部分
を着陸不可能な領域とする従来例に比べて、モデル化し
にくい障害物、例えば重なり合ったクレータや、想定し
ていない障害物を避けて、水平かつ平坦な領域に属する
地点を正確に検出することが可能となる。
像処理装置では、画像全体の明度に関するデータに基づ
いて陰影を認識し、認識した陰影より画像の各画素での
傾斜度を求め、求められた傾斜度より各画素について水
平な領域に属するか否かを判断すると共に、画像を構成
する各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心
画素近傍の画素の画像データの局所的な分散値を求め、
求めた局所的な分散値に基づいて上記中心画素が平坦な
領域に属しているか否かを判断する。これにより、単に
明度値に基づいて影の部分を認識し、認識した影の部分
を着陸不可能な領域とする従来例に比べて、モデル化し
にくい障害物、例えば重なり合ったクレータや、想定し
ていない障害物を避けて、水平かつ平坦な領域に属する
地点を正確に検出することが可能となる。
【００５９】本発明の第５の月、惑星軟着陸のための画
像処理装置では、水平かつ平坦な領域に属すると判断さ
れた画素の内、その周囲に存在する、水平かつ平坦では
ないと判断された画素からの距離が最も離れている画素
を新たな着陸目標地点として選択する。これにより、水
平かつ平坦な領域であって、その周囲に障害物の存在し
ない最も広い領域の中心を新たな着陸目標地点とするこ
とが可能となる。これにより、着陸機の安全な着陸が実
現される。
像処理装置では、水平かつ平坦な領域に属すると判断さ
れた画素の内、その周囲に存在する、水平かつ平坦では
ないと判断された画素からの距離が最も離れている画素
を新たな着陸目標地点として選択する。これにより、水
平かつ平坦な領域であって、その周囲に障害物の存在し
ない最も広い領域の中心を新たな着陸目標地点とするこ
とが可能となる。これにより、着陸機の安全な着陸が実
現される。
【００６０】本発明の第６の月、惑星軟着陸のための画
像処理装置では、水平かつ平坦な領域に属すると判断さ
れた画素の内、その周囲に存在する、水平かつ平坦では
ないと判断された画素からの距離が規定値以上離れてい
る画素であって、上記予め特定されている着陸目標地点
より最も近い点を新たな着陸目標地点に選択する。これ
により、水平かつ平坦で着陸するのに必要十分な広さの
領域であって、当初予定していた着陸目標地点から一番
近い領域を新たな着陸目標地点として選択することがで
きる。これにより着陸機が当初の着陸目標地点から移動
する距離を短くし、より安全かつ迅速な着陸を実現す
る。
像処理装置では、水平かつ平坦な領域に属すると判断さ
れた画素の内、その周囲に存在する、水平かつ平坦では
ないと判断された画素からの距離が規定値以上離れてい
る画素であって、上記予め特定されている着陸目標地点
より最も近い点を新たな着陸目標地点に選択する。これ
により、水平かつ平坦で着陸するのに必要十分な広さの
領域であって、当初予定していた着陸目標地点から一番
近い領域を新たな着陸目標地点として選択することがで
きる。これにより着陸機が当初の着陸目標地点から移動
する距離を短くし、より安全かつ迅速な着陸を実現す
る。
【００６１】本発明の第１の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、予定されている着陸目標周辺の画像の
明度に関する画像データに基づいて、局所的な平均値及
び分散値を求める所定の近傍処理を実行し、これにより
各中心画素毎に得られる局所的な平均値及び分散値に基
づいて、該中心画素が水平かつ平坦な領域に属している
か否かを判断する。これにより、単に明度値に基づいて
影の部分を認識し、認識した影の部分を着陸不可能な領
域とする従来例に比べて、モデル化しにくい障害物、例
えば重なり合ったクレータや、想定していない障害物を
避けて、水平かつ平坦な領域に属する地点を正確に検出
することが可能となる。
像処理方法では、予定されている着陸目標周辺の画像の
明度に関する画像データに基づいて、局所的な平均値及
び分散値を求める所定の近傍処理を実行し、これにより
各中心画素毎に得られる局所的な平均値及び分散値に基
づいて、該中心画素が水平かつ平坦な領域に属している
か否かを判断する。これにより、単に明度値に基づいて
影の部分を認識し、認識した影の部分を着陸不可能な領
域とする従来例に比べて、モデル化しにくい障害物、例
えば重なり合ったクレータや、想定していない障害物を
避けて、水平かつ平坦な領域に属する地点を正確に検出
することが可能となる。
【００６２】本発明の第２の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、上記局所的な平均値と水平な面の基準
明度値との差の二乗と、上記局所的な分散値の和に基づ
く局所２次モーメントを求め、求めた局所２次モーメン
トに基づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属し
ているか否かを判断する。これにより、単に明度値に基
づいて影の部分を認識し、認識した影の部分を着陸不可
能な領域とする従来例に比べて、モデル化しにくい障害
物、例えば重なり合ったクレータや、想定していない障
害物を避けて、水平かつ平坦な領域に属する地点を正確
に検出することが可能となる。
像処理方法では、上記局所的な平均値と水平な面の基準
明度値との差の二乗と、上記局所的な分散値の和に基づ
く局所２次モーメントを求め、求めた局所２次モーメン
トに基づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領域に属し
ているか否かを判断する。これにより、単に明度値に基
づいて影の部分を認識し、認識した影の部分を着陸不可
能な領域とする従来例に比べて、モデル化しにくい障害
物、例えば重なり合ったクレータや、想定していない障
害物を避けて、水平かつ平坦な領域に属する地点を正確
に検出することが可能となる。
【００６３】本発明の第３の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、上記局所的な平均値と水平な面の基準
明度値との差を求め、求めた差に基づいて上記中心画素
が水平であるか否かを判断すると共に、上記局所的な分
散値を求め、求めた局所的な分散値に基づいて、上記中
心画素が平坦な領域に属するか否かを判断する。これに
より、単に明度値に基づいて影の部分を認識し、認識し
た影の部分を着陸不可能な領域とする従来例に比べて、
モデル化しにくい障害物、例えば重なり合ったクレータ
や、想定していない障害物を避けて、水平かつ平坦な領
域に属する地点を正確に検出することが可能となる。
像処理方法では、上記局所的な平均値と水平な面の基準
明度値との差を求め、求めた差に基づいて上記中心画素
が水平であるか否かを判断すると共に、上記局所的な分
散値を求め、求めた局所的な分散値に基づいて、上記中
心画素が平坦な領域に属するか否かを判断する。これに
より、単に明度値に基づいて影の部分を認識し、認識し
た影の部分を着陸不可能な領域とする従来例に比べて、
モデル化しにくい障害物、例えば重なり合ったクレータ
や、想定していない障害物を避けて、水平かつ平坦な領
域に属する地点を正確に検出することが可能となる。
【００６４】本発明の第４の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、画像全体の明度に関するデータに基づ
いて陰影を認識し、認識した陰影より画像の各画素での
傾斜度を求め、求められた傾斜度より各画素について水
平な領域に属するか否かを判断すると共に、画像を構成
する各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心
画素近傍の画素の画像データの局所的な分散値を求め、
求めた局所的な分散値に基づいて上記中心画素が平坦な
領域に属しているか否かを判断する。これにより、単に
明度値に基づいて影の部分を認識し、認識した影の部分
を着陸不可能な領域とする従来例に比べて、モデル化し
にくい障害物、例えば重なり合ったクレータや、想定し
ていない障害物を避けて、水平かつ平坦な領域に属する
地点を正確に検出することが可能となる。
像処理方法では、画像全体の明度に関するデータに基づ
いて陰影を認識し、認識した陰影より画像の各画素での
傾斜度を求め、求められた傾斜度より各画素について水
平な領域に属するか否かを判断すると共に、画像を構成
する各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心
画素近傍の画素の画像データの局所的な分散値を求め、
求めた局所的な分散値に基づいて上記中心画素が平坦な
領域に属しているか否かを判断する。これにより、単に
明度値に基づいて影の部分を認識し、認識した影の部分
を着陸不可能な領域とする従来例に比べて、モデル化し
にくい障害物、例えば重なり合ったクレータや、想定し
ていない障害物を避けて、水平かつ平坦な領域に属する
地点を正確に検出することが可能となる。
【００６５】本発明の第５の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、水平かつ平坦な領域に属すると判断さ
れた画素の内、その周囲に存在する、水平かつ平坦では
ないと判断された画素からの距離が最も離れている画素
を新たな着陸目標地点として選択する。これにより、水
平かつ平坦な領域であって、その周囲に障害物の存在し
ない最も広い領域の中心を新たな着陸目標地点とするこ
とが可能となる。これにより、着陸機の安全な着陸が実
現される。
像処理方法では、水平かつ平坦な領域に属すると判断さ
れた画素の内、その周囲に存在する、水平かつ平坦では
ないと判断された画素からの距離が最も離れている画素
を新たな着陸目標地点として選択する。これにより、水
平かつ平坦な領域であって、その周囲に障害物の存在し
ない最も広い領域の中心を新たな着陸目標地点とするこ
とが可能となる。これにより、着陸機の安全な着陸が実
現される。
【００６６】本発明の第６の月、惑星軟着陸のための画
像処理方法では、水平かつ平坦な領域に属すると判断さ
れた画素の内、その周囲に存在する、水平かつ平坦では
ないと判断された画素からの距離が規定値以上離れてい
る画素であって、上記予め特定されている着陸目標地点
より最も近い点を新たな着陸目標地点に選択する。これ
により、水平かつ平坦で着陸するのに必要十分な広さの
領域であって、当初予定していた着陸目標地点から一番
近い領域を新たな着陸目標地点として選択することがで
きる。これにより着陸機が当初の着陸目標地点から移動
する距離を短くし、より安全かつ迅速な着陸を実現す
る。
像処理方法では、水平かつ平坦な領域に属すると判断さ
れた画素の内、その周囲に存在する、水平かつ平坦では
ないと判断された画素からの距離が規定値以上離れてい
る画素であって、上記予め特定されている着陸目標地点
より最も近い点を新たな着陸目標地点に選択する。これ
により、水平かつ平坦で着陸するのに必要十分な広さの
領域であって、当初予定していた着陸目標地点から一番
近い領域を新たな着陸目標地点として選択することがで
きる。これにより着陸機が当初の着陸目標地点から移動
する距離を短くし、より安全かつ迅速な着陸を実現す
る。
【図１】 実施の形態にかかる画像処理装置の機能ブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】 着陸地点の選択処理のメインルーチンであ
る。
る。
【図３】 サンプル画像についての局所標準偏差σ
ijと、局所平均値μijとの関係を示した図である。
ijと、局所平均値μijとの関係を示した図である。
【図４】 着陸可能領域の抽出処理の第１例のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図５】 着陸可能領域の抽出処理の第２例のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図６】 着陸可能領域の抽出処理の第３例のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図７】 着陸地点選択処理の第１例のフローチャート
である。
である。
【図８】 着陸地点選択処理の第２例のフローチャート
である。
である。
【図９】 （ａ）〜（ｄ）は、４枚の月面写真の画像デ
ータを用いて、上記着陸地点の選択処理を実行した結果
を示す図である。
ータを用いて、上記着陸地点の選択処理を実行した結果
を示す図である。
【図１０】 従来の障害物の探知方法を説明するための
図である。
図である。
１ カメラ、２ 着陸地点識別部、３ ＣＰＵ、４ Ｒ
ＯＭ、５ ＲＡＭ、１００ 画像処理装置、２００ 推
進装置
ＯＭ、５ ＲＡＭ、１００ 画像処理装置、２００ 推
進装置
Claims (12)
- 【請求項１】 予定されている着陸目標地点周辺の画像
を撮像して明度に関するディジタル画像データを出力す
る撮像部と、 上記撮像部から出力されるディジタル画像データを取り
込み、画像を構成する各画素を中心画素とする近傍処理
として、当該中心画素近傍の画素の画像データの局所的
な平均値及び分散値を求め、求めた上記局所的な平均値
及び分散値に基づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領
域に属するか否かを判断して着陸可能な領域を抽出する
着陸可能領域の抽出部とを備えることを特徴とする月、
惑星軟着陸のための画像処理装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の月、惑星軟着陸のため
の画像処理装置において、 上記着陸可能領域の抽出部は、画像を構成する各画素を
中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画
素の画像データの局所的な平均値及び分散値を求め、上
記局所的な平均値と水平面の基準明度値との差の二乗
と、上記局所的な分散値との和で定義される局所２次モ
ーメントを求める算出手段と、前記算出手段により求め
た局所２次モーメントが所定のしきい値以下の場合に上
記中心画素が水平かつ平坦な領域に属していると判断す
る判断手段よりなることを特徴とする月、惑星軟着陸の
ための画像処理装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の月、惑星軟着陸のため
の画像処理装置において、 上記着陸可能領域の抽出部は、画像を構成する各画素を
中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の画
素の画像データの局所的な平均値及び分散値を求める算
出手段と、上記局所的な平均値と水平面の基準明度値と
の差が所定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平で
あると判断すると共に、上記局所的な分散値が所定のし
きい値以下の場合に上記中心画素が平坦な領域に属する
と判断する判断手段よりなることを特徴とする月、惑星
軟着陸のための画像処理装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の月、惑星軟着陸のため
の画像処理装置において、 上記着陸可能領域の抽出部は、上記撮像部より出力され
るディジタル画像データを取り込み、画像を構成する各
画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近
傍の画素の画像データの局所的な分散値を求めると共
に、当該画像データに基づいて、画像内の陰影を認識
し、認識した陰影より画像の各画素での傾斜度を求める
算出手段と、上記算出手段により求められた局所的な分
散値が所定のしきい値以下の場合に上記中心画素が平坦
な領域に属していると判断すると共に、上記傾斜度の値
が所定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平な領域
に属すると判断する判断手段とからなることを特徴とす
る月、惑星軟着陸のための画像処理装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４の何れかに記載し
た月、惑星軟着陸のための画像処理装置において、 更に、上記判断手段による判断結果より水平かつ平坦な
領域を認識し、認識した領域内に確保できる円領域の
内、最も大きな直径を有する円領域の中心点を新たな着
陸目標地点として選択する着陸地点選択手段を備えるこ
とを特徴とする月、惑星軟着陸のための画像処理装置。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項４の何れかに記載し
た月、惑星軟着陸のための画像処理装置において、 更に、上記判断手段による判断結果より水平かつ平坦な
領域を認識し、認識した領域内に確保できる円領域の
内、規定値以上の直径を有し、かつ、上記予定されてい
る着陸目標地点から最も近くに位置する円領域の中心点
を新たな着陸目標地点として選択する着陸地点選択手段
を備えることを特徴とする月、惑星軟着陸のための画像
処理装置。 - 【請求項７】 予定されている着陸目標地点の周辺画像
の明度に関するディジタル画像データを取り込みむ工程
と、 画像を構成する各画素を中心画素とする近傍処理とし
て、当該中心画素近傍の画素の画像データの局所的な平
均値及び分散値を求め、求めた上記局所的な平均値及び
分散値に基づいて上記中心画素が水平かつ平坦な領域に
属するか否かを判断して着陸可能な領域を抽出する着陸
可能領域の抽出工程とからなることを特徴とする月、惑
星軟着陸のための画像処理方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載の月、惑星軟着陸のため
の画像処理方法において、 上記着陸可能領域の抽出工程は、画像を構成する各画素
を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の
画素の画像データの局所的な平均値及び分散値を求め、
上記局所的な平均値と水平面の基準明度値との差の二乗
と、上記局所的な分散値との和で定義される局所２次モ
ーメントを求める算出工程と、前記算出手段により求め
た局所２次モーメントが所定のしきい値以下の場合に上
記中心画素が水平かつ平坦な領域に属していると判断す
る判断工程とからなることを特徴とする月、惑星軟着陸
のための画像処理方法。 - 【請求項９】 請求項７に記載の月、惑星軟着陸のため
の画像処理方法において、 上記着陸可能領域の抽出工程は、画像を構成する各画素
を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素近傍の
画素の画像データの局所的な平均値及び分散値を求める
算出工程と、上記局所的な平均値と水平面の基準明度値
との差が所定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平
であると判断すると共に、上記局所的な分散値が所定の
しきい値以下の場合に上記中心画素が平坦な領域に属す
ると判断する判断工程とからなることを特徴とする月、
惑星軟着陸のための画像処理方法。 - 【請求項１０】 請求項７に記載の月、惑星軟着陸のた
めの画像処理方法において、 上記着陸可能領域の抽出工程は、上記撮像部より出力さ
れるディジタル画像データを取り込み、画像を構成する
各画素を中心画素とする近傍処理として、当該中心画素
近傍の画素の画像データの局所的な分散値を求めると共
に、当該画像データに基づいて、画像内の陰影を認識
し、認識した陰影より画像の各画素での傾斜度を求める
算出工程と、上記算出工程により求められた局所的な分
散値が所定のしきい値以下の場合に上記中心画素が平坦
な領域に属していると判断すると共に、上記傾斜度が所
定の範囲内にある場合に上記中心画素が水平な領域に属
すると判断する判断工程とからなることを特徴とする
月、惑星軟着陸のための画像処理方法。 - 【請求項１１】 請求項７乃至請求項１０の何れかに記
載した月、惑星軟着陸のための画像処理方法において、 更に、上記判断工程における判断結果より水平かつ平坦
な領域を認識し、認識した領域内に確保できる円領域の
内、最も大きな直径を有する円領域の中心点を新たな着
陸目標地点として選択する着陸地点選択工程とからなる
ことを特徴とする月、惑星軟着陸のための画像処理方
法。 - 【請求項１２】 請求項７乃至請求項１０の何れかに記
載した月、惑星軟着陸のための画像処理方法において、 更に、上記判断工程による判断結果より水平かつ平坦な
領域を認識し、認識した領域内に確保できる円領域の
内、規定値以上の直径を有し、かつ、上記予定されてい
る着陸目標地点から最も近くに位置する円領域の中心点
を新たな着陸目標地点として選択する着陸地点選択工程
とからなることを特徴とする月、惑星軟着陸のための画
像処理方法。
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| JP30308297A JP3505372B2 (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 月、惑星軟着陸のための画像処理装置及び画像処理方法 |
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