JPS59115677A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPS59115677A
JPS59115677A JP57223766A JP22376682A JPS59115677A JP S59115677 A JPS59115677 A JP S59115677A JP 57223766 A JP57223766 A JP 57223766A JP 22376682 A JP22376682 A JP 22376682A JP S59115677 A JPS59115677 A JP S59115677A
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JP
Japan
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picture
image
wide
image processing
distortion
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JP57223766A
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Inventor
Koji Kameshima
亀島　鉱二
Hiroshi Yamamoto
広志 山本
Yoshiyuki Nakano
善之 中野
Masakatsu Fujie
正克 藤江
Taro Iwamoto
太郎 岩本
Kazuo Honma
本間　和男
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/12—Panospheric to cylindrical image transformations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/16—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by deflecting electron beam in cathode-ray tube, e.g. scanning corrections
    • H04N3/22—Circuits for controlling dimensions, shape or centering of picture on screen
    • H04N3/23—Distortion correction, e.g. for pincushion distortion correction, S-correction
    • H04N3/233—Distortion correction, e.g. for pincushion distortion correction, S-correction using active elements
    • H04N3/2335—Distortion correction, e.g. for pincushion distortion correction, S-correction using active elements with calculating means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像処理装置に関し、さらに詳しくは広画角の
画像を高精度で処理することができる画像処理装置に関
する。
〔従来技術〕
近年、移動点検ロボット、知能ロボット等に代表される
移動装置が要求されている。この種の移動装置において
は、予め完全に状況が把握されていない環境内を行動す
ることが必要となってきている。
従来、移動装置の周囲状況を認識する手段と１〜ては、
テレビカメラ等によりその周囲状況を観測し、その観測
により得られた画像にもとづいて、操作者もしくは制御
用計算機がその行動計画を策定している。この策定のだ
めの情報処理過程の大きな障害は、テレビカメラの処理
能力にある。すなわち、現在のテレビカメラの性能は、
人間の眼のそれに比べて非常に悪い。例えば、人間の眼
は広い画角の画像を処理できること、および特に注意を
払うべき領域について高い分解能を維持できることが知
られている。この機能をテレビカメラで実現するために
、従来はまず要求される分解能に応じそ狭い画角のレン
ズを装着し、テレビカメラの方向を変えることにより、
必要とされる全視野を走査することが行われている。
しかし、この方策は重量の大きいテレビカメラを、大き
な角度で回転あるいは旋回させることになる。このだめ
、これにより得られた全視野に対応する画像を高速で処
理することは非常に難しいものである。また、画像処理
速度を向上させるために、全視野中の各方向に向いたテ
レビカメラを多数設置する方策がある。この方策では多
数のテレビカメラを移動装置に設置することになるため
、移動装置の重量が増々増加し、コストの上昇および移
動装置の機動性が低下する等の問題点を生じる。
〔発明の目的〕
本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもので、広画
角の画像を高速で処理することができる画像処理装置を
提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は上記の目的を達成するだめに、周囲環境を画像
として認識するものにおいて、広画角の画像を入力する
視界画像入力手段と、この視界画像人力手段からの歪を
もった広画角の画像を正規の広画角の画像に補正する演
算装置と、この演算装置からの正規の広画角の画像を表
示する手段とを備えたものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の装置の一例を備えた移動システムを示
すもので、この図において１は階段Ｓ等を踏破すること
ができる移動装置で、この例では無限軌道履帯ＩＡを備
えている移動体の形式を示しである。２は遠隔地等に設
置された操縦装置で、この操縦装置２は移動装置１への
操縦信号を送受信器３によって移動装置１に加えて、移
動装置１を操縦することができる。また、この操縦装置
２は後述する広画角画像の視界画像を映し出すモニタテ
レビ４を備えている。前述した移動装置は視界画像人力
手段５を備えている。この視界画像入力手段５によって
得られた広画角の画像は送受信器３によって操縦装置２
のモニタテレビ４に映し出される。前述した視界画像入
力手段５は第１図に示すように凸面鏡５Ａとテレビカメ
ラ５Ｂとで構成されている。この凸面鏡５Ａの採用によ
り広画角の画像をテレビカメラ５Ｂによって取り込むこ
とができる。
第２図は本発明の装置の一例の制御回路を示すもので、
この図において第１図と同符号のものは同一部分である
。６は凸面鏡５Ａによって得られる画像の歪を除去修正
する演算装置で、この演算装置６は画像メモリ一部６Ａ
、６Ｂおよび演算回路６Ｃで構成されている。この演算
装置６は移動装置１または操縦装置２に設置することが
可能である。画像メモリ一部６Ａにはカメラ５Ｂによっ
て撮影された画像が記録され、また画像メモリ一部６Ｂ
には歪を除された画像が記録される。演算回路６Ｃは凸
面鏡５Ａ上の画像位置にもとづいて画像の歪を補正する
だめの演算を行う。
演算回路６Ｃの演算処理作業を第３図によって説明する
。
第３図は本発明の装置に用いられる凸面鏡による投影変
換動作を示す説明図である。この図において、凸面鏡５
Ａは無限に広がった面Ｆ内の像ＯＲを、半径「０の円内
ＦＡに投影する。この投影は光軸Ｓに対して対称に行わ
れる。このことは、面Ｆ内の像ＯＲの点Ｐを極座標形式
Ｐ＝（Ｒ，θ）で表しだとき、その点Ｐの円内ＦＡ上の
投影点Ｐ′は（ｒ、θ）と極表示されることを意味する
。ただし、ｒはつぎの（１）式の関係を満足するものと
する。
この（１）式にもとづいて、演算回路はつぎの演算処理
を実行する。すなわち、 （１）画像メモリ一部６Ａ内の画像から、座標（「。
θ）の成分を読み出す。
（２）前述した（１）式にもとづいて得られる次の（２
）式を計算する。
（３）画像メモリ一部６Ｂの座標（Ｒ、θ）の位置に画
像成分を書き込む。
上述の処理によって得られた画像は第４図に示すように
モニタテレビ４の画面に歪を含む撮影画像Ｗを補正した
正規の画像ＷＡが写し出される。
このモニタテレビ４の画面上の画像ＷＡを直視すること
により、移動装置１の周囲の視界を把握することができ
る。
なお上述の実施例は視界画像入力手段における凸面鏡５
Ａに対してテレビカメラ５Ｂを静止状態にする場合につ
いて述べたが、視界の範囲をさらに拡大するだめに、第
５図に示すようにテレビカメラ５Ｂを凸面鏡５Ａを揺動
可能に構成してもよいし、さらに第６図に示すようにテ
レビカメラ５Ｂを凸面鏡５人に対して直線動可能に構成
してもよい。またテレビカメラ５Ｂに対して凸面鏡５Ａ
を傾動または移動することも可能である。さらに第７図
に示すようにテレビカメラ５Ｂのレンズ部のみを移動さ
せてもよいし、これらを併用することも可能である。こ
の駆動手段は容易に実施可能であるので、その詳細な説
明は省略する。さらに、テレビカメラ５Ｂのレンズの焦
点距離を変化させることによシ、注目すべき領域のみを
、カメラ５Ｂの全視界に収めることができる。この一連
のカメラ５Ｂの移動、焦点距離の調節は外部からの指示
にもとづいて実行される。この外部指示は例えば操作者
の指示として与えることができる。
また凸面鏡５Ａ以外の鏡として、例えば円錐もしくは多
角＃あるいは円柱もしくは多角柱形の鏡を用いても実現
できることは明らかである１゜第８図は本発明の装置の
他の例を示すもので、この図において第１図と同符号の
ものは同一部分である。この実施例は視界画像入力手段
５を魚眼レンズ５Ｃとテレビカメラ５Ｂとで構成したも
のである。この構成の場合にも、前述した第１図に示す
実施例と同様な演算回路構成によシ、広画角の歪をもっ
た画像を正規の画像に補正して、モニタテレビに写し出
すことができる。この実施例の場合、テレビカメラ５Ｂ
によって得られる画像は魚眼レンズ５Ｃを用いているだ
めに、周辺に行くにしたがい圧縮を受けている。これは
周辺領域の画像の分解能が低下していることを意味して
いる。
これに対処するためには、高い分解能を要求される領域
を常に画面の中心で撮影すれば良い。しかし、対象領域
を常に画面中心で把えることは、テレビカメラ５Ｂを頻
繁に移動しなければならない。
この問題を解決する一手段を、第９図によって説明する
。この第９図は魚眼レンズによって得らるモニタテレビ
上の画面とその分解能との関係を示すもので、この画面
上のＴは等分解能線で４りり、ｘ、ｘ’は対象領域を示
す。今、分解能ＬＯを要求される領域が画面上のＸの位
置で撮影されているものとする。この場合、演算回路は
予め設定される分解能Ｌｏに対応する等分解能線の距離
ｒＯを割り出し、この距離１ｏにもとづいて領域Ｘがｒ
Ｑ上のＸ′位置に位置するようにテレビカメラ５Ｂを移
動ずれＱよよいものである。
ＬＳ６明の効呆〕 以Ｗ−，＝述したように、本発明によれば、広画角の画
像を高速で処理して歪音もたない正規の画像と（〜で提
供することかできる。その結果、広い範囲にわたる周囲
の状況を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置の一＝−例を備えた移動システム
を示す図、第２図は本発明の装置に用いられる（ｋ算装
置の構成を示す回路図、第３図は本発明の装置に用いら
れる光学装置の投影変換動作奮示す説明図、第４図は本
発明の装置によって得られる画像状況ケ／］くず図、第
５図〜第７図は本発明の装置に用いられるテレビカメラ
の駆動手段の実施例を示す図、第８図は本発明の装置の
他の例を備えた移動システムを示す図、第９図は第８図
に示す本発明の装置の他の例によって得られるモニタテ
レビ上の画像とその分解能との関係を示す図である。 １・・・移動装置、２・・・操縦装置、３・・・送受信
器、４・・・モニタテレビ、５・・・視界画像入力手段
、５Ａ・・・凸面鏡、５Ｂ・・・テレビカメラ、５Ｃ・
・・魚眼レンズ、６・・・演算装置。 茅　　１　図 第　２　　図 り 第　５　　口 （孜） 第　４　（２） 第５図 第６　図 第７　目 ５〜 第　δ　目 ｖｌ′１　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、周囲環境を画像として認識するものにおいて、広画
    角の画像を入力する視界画像入力手段と、この視界画像
    入力手段からの歪をもった広画角の画像を正規の広画角
    の画像に補正する演ｑＸ装置と、この演算装置からの正
    規の広画角の画像を表示する手段とを備えたことを特徴
    とする画像処理装置っ ２、視界画像入力手段は、周囲状況を広画角の画像とし
    て把える光学装置と、この光学装置からの広画角の画像
    を入力するようにその光軸上に向けて設けたテレビカメ
    ラとで構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の画像処理装置。 ３、光学装置はテレビカメラに向って凸状の鏡であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載め画像処理装
    置。 ４、　テレビカメラは光学装置に対して移動可能に設置
    したことを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３
    項記載の画像処理装置。 ５、　テレビカメラはそのレンズ部のみが光学装置に対
    して移動可能であることを特徴とする特許請求の範囲第
    ２項または第３項記載の画像処理装置。 ６、　テレビカメラは焦点可変であることを特徴とする
    特許請求の範囲第３項ないし第５項のいずれかに記載の
    画像処理装置。 ７、光学装置は魚眼状のレンズであることを特徴とする
    特許請求の範囲第２項記載の画像処理装置。 ８、演算装置は画像分解能が所定値以上になるようなカ
    メラ移動位置を演算することを特徴とする特許請求の範
    囲第７項記載の画像処理装置。
JP57223766A 1982-12-22 1982-12-22 画像処理装置 Pending JPS59115677A (ja)

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