JPS62111368A - 主軸角検出装置 - Google Patents
主軸角検出装置Info
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- JPS62111368A JPS62111368A JP60251148A JP25114885A JPS62111368A JP S62111368 A JPS62111368 A JP S62111368A JP 60251148 A JP60251148 A JP 60251148A JP 25114885 A JP25114885 A JP 25114885A JP S62111368 A JPS62111368 A JP S62111368A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の技術分野〉
この発明は、例えばロボットの視覚装置に適用実施され
るものであって、被認識物体の画像を求めて、その画像
の基準位置に対する回転ずれを検出する技術に関連し、
殊にこの発明は、物体画像の主軸角をリアルタイムで算
出する主軸角検出装置に関する。
るものであって、被認識物体の画像を求めて、その画像
の基準位置に対する回転ずれを検出する技術に関連し、
殊にこの発明は、物体画像の主軸角をリアルタイムで算
出する主軸角検出装置に関する。
〈発明の概要〉
この発明は、２値画像につき水平走査ライン毎に各種モ
ーメントを求め且つそれぞれの累積加算値を用いて所定
の演算を実行することによって、画像の主軸角をリアル
タイムで検出できるようにした。
ーメントを求め且つそれぞれの累積加算値を用いて所定
の演算を実行することによって、画像の主軸角をリアル
タイムで検出できるようにした。
〈発明の背景〉
一般に物体画像の位置ずれや回転ずれを検出する場合、
まずテレビカメラで基準モデルの画像ｌ （第９図（１
）に示す）を得た後、ＸＹ座標上でのその画像１の重心
Ｇ０の座標（Ｘ、。、 ＹＧｏ）および主軸角θ。を
求める。つぎにテレビカメラで被認識物体の画像２（第
９図（２）に示す）を得、同様にその重心Ｇの座標（ｘ
ｃ、ｙｃ）および主軸角θを求めた後、その位置ずれ量
ΔＸ。
まずテレビカメラで基準モデルの画像ｌ （第９図（１
）に示す）を得た後、ＸＹ座標上でのその画像１の重心
Ｇ０の座標（Ｘ、。、 ＹＧｏ）および主軸角θ。を
求める。つぎにテレビカメラで被認識物体の画像２（第
９図（２）に示す）を得、同様にその重心Ｇの座標（ｘ
ｃ、ｙｃ）および主軸角θを求めた後、その位置ずれ量
ΔＸ。
ΔＹや回転ずれ量Δθを次式で算出する。
ΔＸ−Ｘｃｏ Ｘｃ・・・・■
ΔＹ−Ｙｃｏ ＹＧ・・・・■
Δθ−θ。−θ ・・・・■
ところで画像ノイズの多い物体画像につき、その位置ず
れや回転ずれを検出するのに、画像のモーメントを利用
してその重心の座標や主軸角を算出する方式が採用され
ている。
れや回転ずれを検出するのに、画像のモーメントを利用
してその重心の座標や主軸角を算出する方式が採用され
ている。
第１０図は、この方式による重心および主軸角の検出理
論を説明するための図であり、図中、升目は縦横各２５
６ビツトより成る各画素を示し、物体画像３を構成する
各画素の位置はＸＹ座標によって規定されるようになっ
ている。
論を説明するための図であり、図中、升目は縦横各２５
６ビツトより成る各画素を示し、物体画像３を構成する
各画素の位置はＸＹ座標によって規定されるようになっ
ている。
同図において、任意の画素４の座標を（Ｘ、。
ＹＪ）（ただしｉ、ｊ＝１ ２． ・・・・、 ２５
６）、その画素４の濃度の重み関数をｆ （Ｘｉ、Ｙ
、 ）とすると、画像３のモーメントＭ；ｑ（ただしｐ
。
６）、その画素４の濃度の重み関数をｆ （Ｘｉ、Ｙ
、 ）とすると、画像３のモーメントＭ；ｑ（ただしｐ
。
ｑ＝０．１，２． ・・・・）はつぎの０式で与えら
れ、また画像３の重心Ｇの座標（Ｘ、Ｙ６）および主軸
釜θは、前記モーメントを利用して、つぎの０〜０式で
与えられる。
れ、また画像３の重心Ｇの座標（Ｘ、Ｙ６）および主軸
釜θは、前記モーメントを利用して、つぎの０〜０式で
与えられる。
ただし、Ｍ ’６６ 、は被測定パターンの面積。
ＸＧ、ＹＧは被測定パターンの重心のＸ座標。
Ｙ座標である。
かくして上記０〜０式の演算を実行すれば、画像３の重
心Ｇの座標（ｘＧ、ｙ、、 ）や主軸角θか検出できる
。ところが上記各式は、二重積分。
心Ｇの座標（ｘＧ、ｙ、、 ）や主軸角θか検出できる
。ところが上記各式は、二重積分。
乗除算、逆三角関数を含んでおり、これらの演算をラフ
１−的に実施すると、大幅な時間（秒オーダ）がかかり
、特に１画面分のビデオ信号出力１す１間以内に演算を
終了させる等、到底不可能であり、またこれをハード的
に実施すれば、コストやスペースの点で問題があった。
１−的に実施すると、大幅な時間（秒オーダ）がかかり
、特に１画面分のビデオ信号出力１す１間以内に演算を
終了させる等、到底不可能であり、またこれをハード的
に実施すれば、コストやスペースの点で問題があった。
〈発明の目的〉
この発明は、上記問題を一挙に解消するためのものであ
って、特に物体画像の主軸角をリアルタイムで検出でき
る主軸角検出装置を提供することを目的とする。
って、特に物体画像の主軸角をリアルタイムで検出でき
る主軸角検出装置を提供することを目的とする。
〈発明の構成および効果〉
上記目的を達成するため、この発明では、物体を撮像し
て濃淡画像を構成するビデオ信号を出力する撮像手段と
、このビデオ信号を２値化処理して縦横複数の画素より
成る２値画像を生成する２値処理手段と、各画素を構成
する２値データおよびその画素の座標に基づき２値画像
の主軸角を算出する演算処理手段とから成り、 前記演算処理手段は、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の水平
座標アドレスに関する０次モーメントおよび１次モーメ
ントを演算する手段、前記ビデオ信号の各水平走査ライ
ン毎に２値画像の垂直座標アドレスに関する１次モーメ
ントを演算する手段、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の水平
・垂直座標アドレスに関する相関モーメントを演算する
手段、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の水平
アドレスに関する２次モーメントと垂直アドレスに関す
る２次モーメントとの差を演算する手段、 上記各モーメントおよびモーメントの差のそれぞれにつ
き垂直走査期間にわたる累積加算値を演算する手段およ
び、 これら累積加算値を用いた演算を実行して２値画像の主
軸角を算出する手段とを具備させることにした。
て濃淡画像を構成するビデオ信号を出力する撮像手段と
、このビデオ信号を２値化処理して縦横複数の画素より
成る２値画像を生成する２値処理手段と、各画素を構成
する２値データおよびその画素の座標に基づき２値画像
の主軸角を算出する演算処理手段とから成り、 前記演算処理手段は、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の水平
座標アドレスに関する０次モーメントおよび１次モーメ
ントを演算する手段、前記ビデオ信号の各水平走査ライ
ン毎に２値画像の垂直座標アドレスに関する１次モーメ
ントを演算する手段、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の水平
・垂直座標アドレスに関する相関モーメントを演算する
手段、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の水平
アドレスに関する２次モーメントと垂直アドレスに関す
る２次モーメントとの差を演算する手段、 上記各モーメントおよびモーメントの差のそれぞれにつ
き垂直走査期間にわたる累積加算値を演算する手段およ
び、 これら累積加算値を用いた演算を実行して２値画像の主
軸角を算出する手段とを具備させることにした。
この発明によれば、ビデオ信号の１水平走査１υ１間毎
に１水平走査ライン分の０次および１次の各モーメント
、２次モーメントの差、相関モーメントを求め、各ライ
ンの総和を有効垂直走査期間にわたり演算し、次の帰線
消去期間に主軸角を演算することにより、ビデオ信号期
間を無駄なくフルに利用して、物体画像の傾きをリアル
タイムで検出できる。従って物体角度の情報が高速に得
られ、ロボソ１−等の高速制御を実現できる。
に１水平走査ライン分の０次および１次の各モーメント
、２次モーメントの差、相関モーメントを求め、各ライ
ンの総和を有効垂直走査期間にわたり演算し、次の帰線
消去期間に主軸角を演算することにより、ビデオ信号期
間を無駄なくフルに利用して、物体画像の傾きをリアル
タイムで検出できる。従って物体角度の情報が高速に得
られ、ロボソ１−等の高速制御を実現できる。
また上記の主軸角は、１回の除算と１回の逆三角関数処
理（詳細は後述する）とによって算出できるから、主軸
角の算出演算の高速化を一層促進できる。
理（詳細は後述する）とによって算出できるから、主軸
角の算出演算の高速化を一層促進できる。
さらに上記主軸角の検出は、ソフトと簡単なハード構成
をもって可能であり、コストの低減や回路構成の簡易化
を実現できる等、発明目的を達成した顕著な効果を奏す
る。
をもって可能であり、コストの低減や回路構成の簡易化
を実現できる等、発明目的を達成した顕著な効果を奏す
る。
〈実施例の説明〉
第１図はこの発明の一実施例にかかる主軸角検出装置の
回路構成例を示し、第２図はこの装置についての理論を
説明するための図である。
回路構成例を示し、第２図はこの装置についての理論を
説明するための図である。
第２図において、縦横の各升目は画素を示し、各画素に
は水平座標アドレスＸ、、Ｘ２ ・・・・。
は水平座標アドレスＸ、、Ｘ２ ・・・・。
ｘ、５６および、垂直座標アドレスＹＩ、Ｙ２ 。
・・・・＋ Ｙ ｚ ｓ ｂが割り当てられる。画像
５は、物体を撮像して得たビデオ信号を２値化処理して
求めた２値画像であって、例えば物体部分が黒画素、背
景部分が白画素より構成される。図中、Ｇは画像５の重
心を示し、その座標（ＸＧ、ＹＧ）や主軸角θは、つぎ
の■〜［相］式で示す如く、Σの関数式として表される
。
５は、物体を撮像して得たビデオ信号を２値化処理して
求めた２値画像であって、例えば物体部分が黒画素、背
景部分が白画素より構成される。図中、Ｇは画像５の重
心を示し、その座標（ＸＧ、ＹＧ）や主軸角θは、つぎ
の■〜［相］式で示す如く、Σの関数式として表される
。
ΣＸ、Σｆ （Ｘｉ、Ｙｊ ）
ΣＮＪ
なお画像５は２値画像であるから、前記した濃度の重み
関数ｆ （Ｘｉ、Ｙｊ）は、次式で示す如く、ｒＯＪ
ｒｌＪのいずれか値をとる。
関数ｆ （Ｘｉ、Ｙｊ）は、次式で示す如く、ｒＯＪ
ｒｌＪのいずれか値をとる。
ところで上記■〜［相］式において、ΣＹＪ −Ｎｊお
よびΣＹ、” ＮＪは垂直座標アドレスに関する１次モ
ーメントおよび２次モーメントの累計ΣΣＸ、２は水平
座標アドレスに関する０次モーメント、１次モーメント
および２次モーメントの各累積加算値Ｓ、Ｍ、。、Ｍｚ
。、ΣＹ、・ΣＸ。
よびΣＹ、” ＮＪは垂直座標アドレスに関する１次モ
ーメントおよび２次モーメントの累計ΣΣＸ、２は水平
座標アドレスに関する０次モーメント、１次モーメント
および２次モーメントの各累積加算値Ｓ、Ｍ、。、Ｍｚ
。、ΣＹ、・ΣＸ。
は水平・垂直座標アドレスに関する相関モーメントの累
積加算値Ｍ １１であり、第２図に示す実施例において
、それぞれモーメントの具体例が図の左右両側にあられ
しである。
積加算値Ｍ １１であり、第２図に示す実施例において
、それぞれモーメントの具体例が図の左右両側にあられ
しである。
この実施例の場合、ビデオ信号の各水平走査ライン毎に
２値画像５の水平座標アドレスに関する０次モーメント
ＮＪ、１次モーメントΣＸ。
２値画像５の水平座標アドレスに関する０次モーメント
ＮＪ、１次モーメントΣＸ。
および、２次モーメントΣＸ、をハード的に求め、つぎ
の水平走査ラインで垂直座標アドレスに関する１次モー
メントＹ、ＮＪおよび２次モーメントＹ２ＮＪ、さらに
は水平・垂直座標アドレスに関する相関モーメントＹ、
ΣＸ、および２次モーメントの差ΣＸ１２−−Ｙ” Ｎ
ｊをソフト的に算出すると共に、各水平走査ライン毎に
有効垂直走査期間にわたる累積加算値 ΣΣＸ、ｚ−ΣＹＪ２Ｎｊ（＝Ｍｚｏ Ｍｏｚ）をそ
れぞれ求め、つぎの垂直帰線消去期間に前記累積加算値
に基づきつぎの０式の演算を実行して、主軸角θをソフ
ト的に算出する。
の水平走査ラインで垂直座標アドレスに関する１次モー
メントＹ、ＮＪおよび２次モーメントＹ２ＮＪ、さらに
は水平・垂直座標アドレスに関する相関モーメントＹ、
ΣＸ、および２次モーメントの差ΣＸ１２−−Ｙ” Ｎ
ｊをソフト的に算出すると共に、各水平走査ライン毎に
有効垂直走査期間にわたる累積加算値 ΣΣＸ、ｚ−ΣＹＪ２Ｎｊ（＝Ｍｚｏ Ｍｏｚ）をそ
れぞれ求め、つぎの垂直帰線消去期間に前記累積加算値
に基づきつぎの０式の演算を実行して、主軸角θをソフ
ト的に算出する。
すなわち前記００式は、累積加算値Ｓ、 Ｍｏｂ。
Ｍ、。を用いて表すとつぎの００式のようになる。
ＹＧ＝□・・・・＠
また前記［相］式は、累積加算値Ｓ 、 Ｍ ＋ ＋
、（Ｍ ｚ。
、（Ｍ ｚ。
Ｍｏｚ）を用いて表すとつぎの０式のようになり、さら
にこの［相］式に上記■＠の各関係式を代入すると、主
軸角θの算出演算式である０式を得る。
にこの［相］式に上記■＠の各関係式を代入すると、主
軸角θの算出演算式である０式を得る。
かくしてこの０式を用いて主軸角θを算出する場合には
、１回の除算と１回の逆三角関数処理を実行すればよく
、従って演算の高速化を実現できる。
、１回の除算と１回の逆三角関数処理を実行すればよく
、従って演算の高速化を実現できる。
第３図は、この実施例におけるビデオ信号ＶＤ、のタイ
ムチャートを示す。同図において、上半分の図は、垂直
走査期間にかかるビデオ信号ＶＤ、を、下半分の図は水
平走査期間にかかるビデオ信号ＶＤ、を、それぞれ示し
ている。
ムチャートを示す。同図において、上半分の図は、垂直
走査期間にかかるビデオ信号ＶＤ、を、下半分の図は水
平走査期間にかかるビデオ信号ＶＤ、を、それぞれ示し
ている。
図中、ＶＤは垂直同期信号、ＨＤは水平同期信号を示し
、■垂直走査期間（１６，６ミリ秒）は２０Ｈ（ただし
Ｉ Ｈは１水平走査期間を意味し６３．５マイクロ秒で
ある）の垂直帰線消去期間と、残りの有効垂直走査期間
とから構成されている。この有効垂直走査期間には、２
４２本の水平走査ラインを含み、また各水平走査ライン
には、２５６個の画素データを含んでいる。
、■垂直走査期間（１６，６ミリ秒）は２０Ｈ（ただし
Ｉ Ｈは１水平走査期間を意味し６３．５マイクロ秒で
ある）の垂直帰線消去期間と、残りの有効垂直走査期間
とから構成されている。この有効垂直走査期間には、２
４２本の水平走査ラインを含み、また各水平走査ライン
には、２５６個の画素データを含んでいる。
なお図中、Ｙ＋ 、Ｙ２．Ｙ） 、・・・・、Ｙ２４□
は前記第２図における垂直座標アドレスに、またＸＩ＋
ＸＺ＋Ｘ３＋・・”＋ Ｘｚｓ＋＋は水平座標アドレ
スにそれぞれ対応する。
は前記第２図における垂直座標アドレスに、またＸＩ＋
ＸＺ＋Ｘ３＋・・”＋ Ｘｚｓ＋＋は水平座標アドレ
スにそれぞれ対応する。
つぎに第１図の回路構成を説明する。図中、テレビカメ
ラ６は、静止または移動中の物体７を例えば上方より撮
像し、濃淡画像を構成するところのビデオ信号ＶＤ、を
出力する。同期分離回路８は、ビデオ信号ＶＤ、より水
平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤ、クロック信号ＣＫ
等を分離して、これを２値化回路９へ出力する。
ラ６は、静止または移動中の物体７を例えば上方より撮
像し、濃淡画像を構成するところのビデオ信号ＶＤ、を
出力する。同期分離回路８は、ビデオ信号ＶＤ、より水
平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤ、クロック信号ＣＫ
等を分離して、これを２値化回路９へ出力する。
２値化回路９は、ビデオ信号ＶＤ、に対し一定のスレシ
ュホールドレベルを設定することにより、ビデオ信号Ｖ
Ｄ、を白黒２値化して２値化画像を生成する。画素カウ
ンタ１０は、ビデオ信号ＶＤ、の１水平走査ライン毎に
、物体部分を構成する画素（この実施例では黒画素）の
数を計数するためのもので、その計数値ＮＪはＩ ／
Ｏ（Ｉｎｐｕｔｌｏｕｔｐｕｔ）ポート１１を介してＣ
Ｐ Ｕ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎ
ｉｔ） １２に取り込まれるようになっている。
ュホールドレベルを設定することにより、ビデオ信号Ｖ
Ｄ、を白黒２値化して２値化画像を生成する。画素カウ
ンタ１０は、ビデオ信号ＶＤ、の１水平走査ライン毎に
、物体部分を構成する画素（この実施例では黒画素）の
数を計数するためのもので、その計数値ＮＪはＩ ／
Ｏ（Ｉｎｐｕｔｌｏｕｔｐｕｔ）ポート１１を介してＣ
Ｐ Ｕ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎ
ｉｔ） １２に取り込まれるようになっている。
水平カウンタ１３は、前記の水平座標アドレスを割り当
てるためのもので、水平同期信号ＨＤの立下がりから例
えば１０画素分に相当する時間経過後よりクロック信号
ＣＫの計数を開始する。加算器１４およびバッファ１５
は、黒画素が存在位置する水平座標アドレスにつき、そ
の累積加算値ΣＸ１を求めてＣＰＵ１２へ出゛力するた
めのもので、水平カウンタ１３の内容Ｘ、とバッファ１
５の内容とが加算器１４に入力されて累積加算処理され
る。
てるためのもので、水平同期信号ＨＤの立下がりから例
えば１０画素分に相当する時間経過後よりクロック信号
ＣＫの計数を開始する。加算器１４およびバッファ１５
は、黒画素が存在位置する水平座標アドレスにつき、そ
の累積加算値ΣＸ１を求めてＣＰＵ１２へ出゛力するた
めのもので、水平カウンタ１３の内容Ｘ、とバッファ１
５の内容とが加算器１４に入力されて累積加算処理され
る。
テーブル変換ＲＯＭｌ６は、水平カウンタ１３の内容Ｘ
、を、その２乗値Ｘ％に変換するためのテーブルＴｌ
（第４図に示す）が格納されたものであり、水平カウ
ンタ１３の内容Ｘ。
、を、その２乗値Ｘ％に変換するためのテーブルＴｌ
（第４図に示す）が格納されたものであり、水平カウ
ンタ１３の内容Ｘ。
でテーブル変換ＲＯＭ１６のアドレスがアクセスされて
、その２乗値Ｘ、２が加算器１７へ出力される。この加
算器１７およびバッファ１８は、黒画素が存在位置する
水平座標アドレスにつき、その２乗値ｘ、２の累積加算
値Σｘ、′、を求めてＣＰＵ１２へ出力するためのもの
で、テーブル変換ＲＯＭ１６の出力Ｘ１′とバッファ１
８の内容とが加算器１７に入力されて累積加算処理され
る。
、その２乗値Ｘ、２が加算器１７へ出力される。この加
算器１７およびバッファ１８は、黒画素が存在位置する
水平座標アドレスにつき、その２乗値ｘ、２の累積加算
値Σｘ、′、を求めてＣＰＵ１２へ出力するためのもの
で、テーブル変換ＲＯＭ１６の出力Ｘ１′とバッファ１
８の内容とが加算器１７に入力されて累積加算処理され
る。
上記カウンタ１０の計数値Ｎ、や各バッファ１５．１８
の内容ΣＸｉ、ΣＸ、Ｚはｌ水平走査毎にＩ１０ポート
１１を介してＣＰＵ１２に取り込まれ、ＣＰＵ１２はこ
れらのデータに基づき所定の演算処理を実行して、画像
の主軸角θを求める。
の内容ΣＸｉ、ΣＸ、Ｚはｌ水平走査毎にＩ１０ポート
１１を介してＣＰＵ１２に取り込まれ、ＣＰＵ１２はこ
れらのデータに基づき所定の演算処理を実行して、画像
の主軸角θを求める。
なお図中、Ｐ ＲＯＭ （Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ
ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ） Ｉ ９は位置
ずれ検出等の一連のプログラムを格納し、またＲ Ａ
Ｍ （ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）は
各種データを格納する他、処理実行のためのワークエリ
アを有する。また通信制御部２１は、ＣＰＵ１２の演算
結果を、上位の制御機へ送信する。
ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ） Ｉ ９は位置
ずれ検出等の一連のプログラムを格納し、またＲ Ａ
Ｍ （ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）は
各種データを格納する他、処理実行のためのワークエリ
アを有する。また通信制御部２１は、ＣＰＵ１２の演算
結果を、上位の制御機へ送信する。
しかして第１図の回路において、モードを学習モードに
設定した上で、テレビカメラ６で基準モデルを撮像する
と、同期分離回路８で同期信号等が分離され、さらに２
値化回路９でビデオ信号ＶＤ、の２値化処理が実行され
て、２値画像が生成される。この２値画像出力は、画素
カウンタ１０および各加算器１４．１７へ送られるもの
で、この画素カウンタ１０や各加算器１４．１７におい
ては、前記した所定の計数ないしは演算が実行される。
設定した上で、テレビカメラ６で基準モデルを撮像する
と、同期分離回路８で同期信号等が分離され、さらに２
値化回路９でビデオ信号ＶＤ、の２値化処理が実行され
て、２値画像が生成される。この２値画像出力は、画素
カウンタ１０および各加算器１４．１７へ送られるもの
で、この画素カウンタ１０や各加算器１４．１７におい
ては、前記した所定の計数ないしは演算が実行される。
そして各水平走査期間毎に、ＣＰＵ１２に対し水平同期
信号ＨＤによるＳす込みＩＮＴが発生せられ、その都度
、画素カウンタ１０の内容や、各加算器１４．１７によ
る加算結果がＣＰＵ１２取り込まれる。
信号ＨＤによるＳす込みＩＮＴが発生せられ、その都度
、画素カウンタ１０の内容や、各加算器１４．１７によ
る加算結果がＣＰＵ１２取り込まれる。
第５図はＣＰＵ１２における割込み制御動作を示す。
なお同図中、ＹＪはＣＰ［Ｊ１２が内部に有する垂直カ
ウンタの計数値（前記垂直座標アドレスに相当する）を
示しており、この垂直カウンタは前記１；す込みＩＮＴ
の発生がある毎に歩進されるものであって、垂直同期信
号ＶＤの立下がりより２０ Ｈに相当する時間経過後よ
り計数を開始する。
ウンタの計数値（前記垂直座標アドレスに相当する）を
示しており、この垂直カウンタは前記１；す込みＩＮＴ
の発生がある毎に歩進されるものであって、垂直同期信
号ＶＤの立下がりより２０ Ｈに相当する時間経過後よ
り計数を開始する。
今、ＹＪ番目の水平走査ラインにつき、画素カウンタ１
０による黒画素計数動作が完了した時点を想定すると、
まずＣＰＵ１２はステップ１ （図中ｒＳＴ ＩＪで示
す）で画素カウンタ１０の内容Ｎ、を読み取った後、つ
ぎのステップ２でその累積加算値Ｎ（前記ΣＮ、に対応
する）を演算して、ＲＡＭ２０へ格納する。さらにステ
ップ３では、ＣＰＵ１２内の垂直カウンタの内容Ｙ１が
読み取られ、つぎのステップ４でＣＰＵ１２はその累積
加算値ＮＴ、 （前記ΣＮＪＹＪに対応する）を演算
して、演算結果をＲＡＭ２０へ格納する。続くステップ
５では、垂直カウンタの内容ＹＪをその２乗値ＹＪ”に
変換するため、ＦＲＯＭ１９に格納された変換テーブル
（図示せず）が参照されて２乗値Ｙ１′が求められる。
０による黒画素計数動作が完了した時点を想定すると、
まずＣＰＵ１２はステップ１ （図中ｒＳＴ ＩＪで示
す）で画素カウンタ１０の内容Ｎ、を読み取った後、つ
ぎのステップ２でその累積加算値Ｎ（前記ΣＮ、に対応
する）を演算して、ＲＡＭ２０へ格納する。さらにステ
ップ３では、ＣＰＵ１２内の垂直カウンタの内容Ｙ１が
読み取られ、つぎのステップ４でＣＰＵ１２はその累積
加算値ＮＴ、 （前記ΣＮＪＹＪに対応する）を演算
して、演算結果をＲＡＭ２０へ格納する。続くステップ
５では、垂直カウンタの内容ＹＪをその２乗値ＹＪ”に
変換するため、ＦＲＯＭ１９に格納された変換テーブル
（図示せず）が参照されて２乗値Ｙ１′が求められる。
つぎにステップ６では、バッファ１５の内容ΣＸ、がＣ
ＰＵ１２に取り込まれて、つぎのステップ７で、その累
積加算値ＮＴ。
ＰＵ１２に取り込まれて、つぎのステップ７で、その累
積加算値ＮＴ。
（前記ΣΣＸ、に対応する）が演算されると共算される
と共に、つぎのステップ８で、に対応する）が演算され
て、それぞれ演算結果がＲＡＭ２０へ格納される。さら
にステップ９では、ハ゛ソファ１８の内容ΣＸ、２がＣ
ＰＵ１２に取り込まれ、続くステップ１１で、ＣＰＵ１
２は（ΣＸ、” −Ｙ、”Ｎ、 ）の累積加算値ＮＸ（
前記ΣΣｘｔ”−ΣＹ、”ＮＪに対応する）を演算して
、その結果をＲＡＭ２０へ格納する。
と共に、つぎのステップ８で、に対応する）が演算され
て、それぞれ演算結果がＲＡＭ２０へ格納される。さら
にステップ９では、ハ゛ソファ１８の内容ΣＸ、２がＣ
ＰＵ１２に取り込まれ、続くステップ１１で、ＣＰＵ１
２は（ΣＸ、” −Ｙ、”Ｎ、 ）の累積加算値ＮＸ（
前記ΣΣｘｔ”−ΣＹ、”ＮＪに対応する）を演算して
、その結果をＲＡＭ２０へ格納する。
つぎのステップ１１は、前記垂直カウンタの内容Ｙ、が
ｒ２４２Ｊに達したか否か、すなわち最終２４２番目の
水平走査ラインについてのステップ１〜１０の処理が完
了したか否かを判定しており、もしその判定が“ＮＯ”
のとき、つぎの割込みＴＮＴに待機し、以下の水平走査
ラインについての上記各処理が繰返し実行される。
ｒ２４２Ｊに達したか否か、すなわち最終２４２番目の
水平走査ラインについてのステップ１〜１０の処理が完
了したか否かを判定しており、もしその判定が“ＮＯ”
のとき、つぎの割込みＴＮＴに待機し、以下の水平走査
ラインについての上記各処理が繰返し実行される。
かくして最終の水平走査ラインについてのステ・ツブｌ
〜１０の処理が終了すると、ステップ１１の判定が“Ｙ
ＥＳ”となり、つぎのステップ１２゜１３において、主
軸角θ。が算出され、その結果がＲＡＭ２０の所定エリ
アに格納される（ステップ１４）。この場合この実施例
では、まずつぎの０式を演算してＺの値を求め、このＺ
を１０倍または１／１０倍した値で ＰＲＯＭ１９に格
納された変換テーブル（第７図および第８図）のアドレ
スをアクセスして、主軸角θ。の算出を行っている。
〜１０の処理が終了すると、ステップ１１の判定が“Ｙ
ＥＳ”となり、つぎのステップ１２゜１３において、主
軸角θ。が算出され、その結果がＲＡＭ２０の所定エリ
アに格納される（ステップ１４）。この場合この実施例
では、まずつぎの０式を演算してＺの値を求め、このＺ
を１０倍または１／１０倍した値で ＰＲＯＭ１９に格
納された変換テーブル（第７図および第８図）のアドレ
スをアクセスして、主軸角θ。の算出を行っている。
なお第７図は主軸角θ。がＯ〜２２．５°である場合の
変換テーブルＴ２およびｔａｎθ。の変換曲線を、また
第８図は主軸角θ。が２２．５〜４５°である場合の変
換テーブルＴ３およびｃｏｔθ。の変換曲線をそれぞれ
示し、この変換テーブルＴ２．Ｔ３は主軸角θ。の大き
さに応じて使いわけられる。
変換テーブルＴ２およびｔａｎθ。の変換曲線を、また
第８図は主軸角θ。が２２．５〜４５°である場合の変
換テーブルＴ３およびｃｏｔθ。の変換曲線をそれぞれ
示し、この変換テーブルＴ２．Ｔ３は主軸角θ。の大き
さに応じて使いわけられる。
上記主軸角θ。の算出が終わると、最後にステップ１５
でＲＡＭ２０より各累積加算値Ｎ。
でＲＡＭ２０より各累積加算値Ｎ。
ＮＴ＋、Ｎｘ 、ＮＫｖがクリアされ、基準パターンに
ついての一連の処理を終了する。
ついての一連の処理を終了する。
つぎにモードを計測モードに設定した上で、テレビカメ
ラ６で被認識物体を撮像する。この場合も、上記基準モ
デルの場合と同様の画像処理、さらには画素カウンタ１
０および各加算器１４．１７の計数ないしは演算が実行
される。
ラ６で被認識物体を撮像する。この場合も、上記基準モ
デルの場合と同様の画像処理、さらには画素カウンタ１
０および各加算器１４．１７の計数ないしは演算が実行
される。
そして各水平走査毎に、ＣＰＵ１２に対し水平同期信号
ＨＤによる割込みＩＮＴが発生せられ、画素カウンタ１
０の内容や各加算器１４，１７ ｌによる加算結果が
その都度読み込まれる。
ＨＤによる割込みＩＮＴが発生せられ、画素カウンタ１
０の内容や各加算器１４，１７ ｌによる加算結果が
その都度読み込まれる。
第６図はこの場合のＣＰＵ１２における割込み制御動作
を示す。同図において、ステップ２１〜３０は累積加算
値Ｎ、 Ｎ Ｔ ＋、 Ｎ Ｔｚ 、 Ｎｘｙ。
を示す。同図において、ステップ２１〜３０は累積加算
値Ｎ、 Ｎ Ｔ ＋、 Ｎ Ｔｚ 、 Ｎｘｙ。
Ｎｘを算出するステップであって、これは第５図のステ
ップ１〜１０と全く同様である。
ップ１〜１０と全く同様である。
そして最終の水平走査ラインについてのステップ２１〜
３０の処理が済むと、ステップ３１の判定が“ＹＥＳ”
となり、ステップ３２〜３４において、主軸角θが算出
される。しかる後、ＣＰＵ１２は、これらデータおよび
学習モードで得た基準モデルについてのデータを用いて
前記０〜０式の演算が実行され、画像の回転ずれ量Δθ
が算出される（ステップ３５）。そしてつぎのステップ
３６でこの算出結果が通信制御部２１より上位制御機へ
出力された後、ステップ３７において、ＲＡＭ２０より
各累積加算値Ｎ、ＮＴ＋ 、ＮＴｚ 、ＮＸ 、Ｎｘｖ
がクリアされて、一連の処理を全て終了する。
３０の処理が済むと、ステップ３１の判定が“ＹＥＳ”
となり、ステップ３２〜３４において、主軸角θが算出
される。しかる後、ＣＰＵ１２は、これらデータおよび
学習モードで得た基準モデルについてのデータを用いて
前記０〜０式の演算が実行され、画像の回転ずれ量Δθ
が算出される（ステップ３５）。そしてつぎのステップ
３６でこの算出結果が通信制御部２１より上位制御機へ
出力された後、ステップ３７において、ＲＡＭ２０より
各累積加算値Ｎ、ＮＴ＋ 、ＮＴｚ 、ＮＸ 、Ｎｘｖ
がクリアされて、一連の処理を全て終了する。
第１図はこの発明の一実施例にかかる主軸角検出装置の
回路構成例を示すブロック図、第２図はこの発明の装置
の動作理論を説明するための図、第３図はビデオ信号の
タイムチャート、第４図は変換テーブルの内容を示す図
、第５図は学習モードでの割込み制御動作を示すフロー
チャート、第６図は計測モードでの割込み制御動作を示
すフローチャート、第７図および第８図は変換テーブル
および変換曲線を示す図、第９図は画像の位置ずれ量や
回転ずれ量を説明するための図、第１０図は重心および
主軸角の検出理論を説明するための図である。 ６・・・・テレビカメラ ９・・・・２値化回路１０
・・・・画素カウンタ １２・・・・ＣＰＵ１３・・
・・水平カウンタ １４，１７・・・・加算器１５、
１８ ・・・・バッファ θ、θ。・・・・主軸角 特 許 出願人 立石電機株式会社 （Ｈ（２） 〜ト３ 図 、・ オＩ”？ ３ 、、ノ イ、
チャート／１１に＋−■ 付５ｒｙ３ ′°ｒ習七−ド７の宮・１Δみ市ｊオＪシ動ヅ６示すフ
ローチャート廿７回 ＊ｉ！” Ｆ−ｆ４あ、よ立接。 籾。千〇。
回路構成例を示すブロック図、第２図はこの発明の装置
の動作理論を説明するための図、第３図はビデオ信号の
タイムチャート、第４図は変換テーブルの内容を示す図
、第５図は学習モードでの割込み制御動作を示すフロー
チャート、第６図は計測モードでの割込み制御動作を示
すフローチャート、第７図および第８図は変換テーブル
および変換曲線を示す図、第９図は画像の位置ずれ量や
回転ずれ量を説明するための図、第１０図は重心および
主軸角の検出理論を説明するための図である。 ６・・・・テレビカメラ ９・・・・２値化回路１０
・・・・画素カウンタ １２・・・・ＣＰＵ１３・・
・・水平カウンタ １４，１７・・・・加算器１５、
１８ ・・・・バッファ θ、θ。・・・・主軸角 特 許 出願人 立石電機株式会社 （Ｈ（２） 〜ト３ 図 、・ オＩ”？ ３ 、、ノ イ、
チャート／１１に＋−■ 付５ｒｙ３ ′°ｒ習七−ド７の宮・１Δみ市ｊオＪシ動ヅ６示すフ
ローチャート廿７回 ＊ｉ！” Ｆ−ｆ４あ、よ立接。 籾。千〇。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物体を撮像して濃淡画像を構成するビデオ信号を出
力する撮像手段と、このビデオ信号を２値化処理して縦
横複数の画素より成る２値画像を生成する２値処理手段
と、各画素を構成する２値データおよびその画素の座標
に基づき２値画像の主軸角を算出する演算処理手段とか
ら成り、 前記演算処理手段は、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の水平
座標アドレスに関する０次モーメントおよび１次モーメ
ントを演算する手段、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の垂直
座標アドレスに関する１次モーメントを演算する手段、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の水平
・垂直座標アドレスに関する相関モーメントを演算する
手段、 前記ビデオ信号の各水平走査ライン毎に２値画像の水平
アドレスに関する２次モーメントと垂直アドレスに関す
る２次モーメントとの差を演算する手段、 上記各モーメントおよびモーメントの差のそれぞれにつ
き垂直走査期間にわたる累積加算値を演算する手段およ
び、 これら累積加算値を用いた所定の演算を実行して２値画
像の主軸角を算出する手段とを具備して成る主軸角検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60251148A JPS62111368A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | 主軸角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60251148A JPS62111368A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | 主軸角検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62111368A true JPS62111368A (ja) | 1987-05-22 |
Family
ID=17218386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60251148A Pending JPS62111368A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | 主軸角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62111368A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01300383A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-04 | Juki Corp | 物体の重心位置、傾き角度検出装置 |
| JPH02308380A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-21 | Juki Corp | 画像処理装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58217084A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-16 | Fujitsu Ltd | ロボツト用視覚装置 |
-
1985
- 1985-11-09 JP JP60251148A patent/JPS62111368A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58217084A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-16 | Fujitsu Ltd | ロボツト用視覚装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01300383A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-04 | Juki Corp | 物体の重心位置、傾き角度検出装置 |
| JPH02308380A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-21 | Juki Corp | 画像処理装置 |
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