JPS6272010A - 自動走行作業車用の境界検出装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機体進行方向前方側の所定範囲の作業地状態
を撮像する撮像手段による爆像画像情報の明度変化に基
づいてエツジ画像情報に変換する微分処理手段、前記エ
ツジ画像情報を設定閾値に基づいて２値化する２値化手
段、その２値化画像情報をハフ変換処理するハフ変換手
段、および、そのハフ変換処理結果に基づいて未処理作
業地と処理済作業地との境界に対する車体位置関係を演
算する境界パラ−メータ演算手段を備えた自動走行作業
車用の境界検出装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の境界検出装置は、未処理作業地と処理済作
業地とでは、その明るさが異なって見えるという特性を
利用して、作業車の走行経路前方の作業地状況を撮像し
た撮像画像情報を、その明度変化に基づいてエツジ画像
に変換し、その明度変化の大きい部分を設定閾値に基づ
いて２値化し、ハフ変換処理することにより２値化画像
情報からノイズ成分を除去すると共に、境界に対応した
情報を連続した線分として認識するようにしたものであ
る。

このように、非連続な線分を連続した線分に結合したり
、孤立した線分を消去する手段として、ハフ変換処理が
有効なことが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記ハフ変換処理は、非連続な線分情報
から連続した一つの線分情報に近似する処理としては有
効な手段ではあるが、その処理に要する演算が直交座標
系の画像情報を極座標系に変換して行う必要があり、処
理負荷が重い演算処理を伴うものとなる。更にその処理
を全画素に亘って行わなければならないことから処理情
報量が多くなり、高速処理しにくいものであった。

ところで、上記自動走行作業車は、各種作業を行いなが
ら走行することから、その走行軌跡すなわち未処理作業
地と処理済作業地との境界の方向が突然変わることはな
い。つまり、上記境界は、作業車の操向に伴って発生す
る多少の湾曲を有するかもしれないが、作業車の走行方
向に一致する直線として認識できるものである。

従って、上記実際の境界は、撮像画像情報の比較的狭い
特定範囲内において含まれる線分情報に一致しているも
のとみなすことができるものであり、撮像画像情報の全
方向に亘ってハフ変換する必要は無いものであるといえ
る。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、上記ハフ変換処理を、簡単に且つ高速に行え
るようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による自動走行作業車用の境界検出方法の特徴は
、前記ハフ変換手段を構成するに、各画素毎の座標値に
対応し、且つ、前記境界の延長方向に対して設定角度範
囲内のハフ値を、ｔめテーブル化したハフ値記憶手段を
設け、前記座標の値に対応して前記テーブル化されたハ
フ値を直接読み出すと共に、その読み出し頻度が最も高
いものを前記境界に対応する情報として判別するための
前記読み出し頻度を計数する計数手段を設−すである点
にあり、その作用ならひ乙こ効果は以下の通りである。

し作　用〕 すなわち、予め、撮像画像情報の各画素に対応して算出
したハフ値をテーブル化するハフ値の角度範囲を、実際
の境界方向に対して限定された設定角度範囲内に限定す
ることにより、境界を検出するためのハフ変換データ量
を少なくしておくのである。そして、２値化画像情報の
読み出し処理と同時に対応するハフ値データを読み出し
て、その頻度を計数し、最大頻度となったハフ値データ
をもって、検出境界情報とするのである。

〔発明の効果〕

従って、ハフ変換処理に必要なハフ値を記憶するメモリ
等の記憶手段の容量を小さくできると共に、その記憶容
量が小さいことがらノ＼フ変換処理の終了までに要する
時間を大幅に短縮することができる。しかも、境界情報
を得るためのハフ値は、境界がある方向の特定範囲のみ
を用いることから、不要な範囲のハフ変換を実質的に行
わないこととなるので、簡素化しているにも拘らず、そ
の認識精度が全画素に亘って行う場合よりも良いものと
なる。

〔実施例〕

以下、本発明方法を自動走行作業車としての芝刈作業車
に適用した実施例を図面に基づいて説明する。

第７図および第８図に示すように、前輪（ＩＦ）および
後輪（ＩＲ）の何れをもステアリング操作可能に構成さ
れた機体（Ｖ）の中間部に、芝刈装置（２）を上下動自
在に懸架するとともに、機体（Ｖ）進行方向前方の所定
範囲の作業地状態を撮像する撮像手段としてのビデオカ
メラ（３）を設け、このカメラ（３）による撮像画像情
報を、後述する境界検出装置（Ａ）により２値化して、
車体横幅方向並びに車体前後方向大々での未処理作業地
（Ｂ）と処理済作業地（Ｃ）の境界（Ｌｌ）、　（ＬＺ
）に対する機体（Ｖ）の位置関係を検出し、この境界検
出装置（Ａ）による前記境界（Ｌｏ、　（ｔ、１）、（
Ｌ２）の検出結果に基づいて、走行制御装置（１１）に
より機体（Ｖ）が前記境界（シ、）に沿って自動的に走
行するためのステアリング操作を行うように、又、−行
程終了後、次行程へ自動的に走行させるためのステアリ
ング操作及び変速操作を行うように構成しである。

前記カメラ（３）は、機体（Ｖ）前方上方に向かって延
設された支持フレーム（４）の先端部に、機体前方側の
所定範囲の作業地を斜め上方より下方に向かって撮像す
るように設けてあり、機体（Ｖ）がその横幅方向での境
界（Ｌ、）に沿った状態において、この境界（Ｌｌ）が
前記カメラ（３）の撮像視野の上下方向中央に位置する
ようにしである。

そして、機体（Ｖ）横幅方向での境界（Ｌｌ）を検出す
る場合は、前記カメラ（３）の撮像視野下端を基準とし
て、前記カメラ（３）の撮像視野の上下方向中央を縦断
する基準線（Ｌｏ）に対する検出境界（Ｌｌ）位置の偏
差（β）を機体（Ｖ）横幅方向での位置ずれ情報とし、
前記カメラ（３）の撮像視野の上下方向中央を縦断する
基準線（Ｌｏ）に対する検出境界（Ｌｌ）の傾き（α）
を機体（Ｖ）向きの偏位情報として検出する。

一方、前記機体（Ｖ）前後方向での境界（Ｌ２）を検出
する場合は、詳しくは後述するが、撮像画像情報を９０
度座標変換して記憶させるために、前記カメラ（３）の
撮像視野の上下方向中央を縦断する基準線（Ｌ）に対す
る偏差（β）が、機体（Ｖ）と境界（Ｌ２）との距離情
報となり、前記前記カメラ（３）の撮像視野の上下方向
中央を縦断する基準線（Ｌ）に対する傾き（α）が、前
記機体（Ｖ）前後方向での境界（Ｌｔ）に対する機体（
Ｖ）の傾きとなる。尚、この機体（ｖ）前後方向での境
界（Ｌ１）、（Ｌ２）を検出する場合には、前記検出偏
差（β）の値が直ちに行程終端部の位置情報とはならな
いので、前記検出偏差（β）の値および前記カメラ（３
）の機体（ｖ）に対する取り付は距離および撮像方向の
角度に基づいて撮像視野下端部から機体（Ｖ）までの距
離を予め設定し、この設定距離情報に基づいて境界（Ｌ
２）と機体（ｖ）との実際の距離を算出することとなる
。

ところで、前記カメラ（３）による撮像画像は、互いに
隣接した画素間の明度差に基づいて２値化処理されるた
めに、局所的な明度変化の影響を除去して平均化する必
要があることから、前記カメラ（３）の前部に撮像画像
をぼかすためのソフトフォーカス用フィルタ（８）を設
けてある。

又、前記カメラ（３）が、機体（Ｖ）の上方より斜めに
見下ろすようになるため、その撮像視野が手前側より遠
方側に向かって拡がる台形となり、遠方側はど細かく写
る状態となる。従って、前記カメラ（３）による撮像画
像情報（Ｓｏ）をそのまま標本化すると、手前側の画像
情報はど局所変化が強調されてノイズ成分が増加するこ
とがあるので、撮像画像全体が一様に平均化されるよう
に、前記フィルタ（８）のぼかし具合が、手前側より遠
方側はど粗くなるようにしである。

又、自然光によって生じる未処理芝の影等の大きな明度
変化の影響を除去するための手段として、前記カメラ（
３）の撮像に同期して発光されるストロボ装置（９）を
設けてある。

第９図に示すように、エンジン（Ｅ）からの駆動力は、
変速装置（４）を介して、前記前輪（ＩＦ）および後輪
（ＩＲ）の夫々に伝達され、変速位置検出用ポテンショ
メータ（Ｒ３）による検出変速位置が所定の位置となる
ように、モータ（５）を駆動して所定の走行速度で走行
するように構成しである。

又、前記前輪（ＩＦ）および後輪（ＩＲ）は、夫々油圧
シリンダ（６Ｆ）　、　（６Ｒ）によりパワーステアリ
ング操作されるように構成してあり、車輪のステアリン
グ操作に連動するステアリング角検出用ポテンショメー
タ（Ｒ＋）、（Ｒ１）、（Ｌ２）による検出ステアリン
グ角が目標ステアリング角に一致するように、前記油圧
シリンダ（６Ｆ）　、　（６Ｒ）を作動させる電磁バル
ブ（７Ｆ）　、　（７Ｒ）を駆動するようにしである。

そして、前記機体前後方向での境界（Ｌｌ）に対する機
体（Ｖ）前後方向の傾き（α）を修正する場合は、機体
（Ｖ）向きを変化させるために、前輪（ＩＦ）と後輪（
ＩＲ）を相対的に逆方向にステアリング操作する旋回ス
テアリングを行い、前記境界（Ｌ、）に対する機体（Ｖ
）横幅方向の偏差（β）を修正する場合は、機体（Ｖ）
向きを変えることなく平行移動させるために、前輪（Ｉ
Ｆ）と後輪（ＩＲ）が同一方向に向くようにステアリン
グ操作する平行ステアリングを行うようにして、機体（
Ｖ）が効率良く境界（Ｌ、）に沿うように制御するので
ある。

以下、境界検出装置（Ａ）の構成およびその動作につい
て説明する。

第１図に示すように、境界検出装置（Ａ）は、前記カメ
ラ（３）により撮像された画像情報（Ｓｏ）を８ビツト
の分解能で量子化してデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換
部（１０）、デジタル化された画像情報を、その座標（
ｘ、ｙ）を９０度変換して構成画素数が３２　Ｘ　３２
の画像情報として標本化して記憶する画像メモリ（１１
）、この画像メモリ（１１）に記憶された画像情報（Ｓ
２）と前記Ａ／Ｄ変換部（１０）から出力される画像情
報（Ｓｌ）（ただし、構成画素数は３２　Ｘ　３２とし
て処理する）の何れの画像情報を処理するかを切り換え
る入力形態切り換え手段としての画像切り換え器（１２
）、この切り換え器（１２）より出力される画像信号（
Ｆ、）を、機体横幅方向（Ｘ座標方向）での明度変化に
基づいて微分し、明度変化の方向性とその大きさに対応
するエツジ画像データ（Ｆ、）に変換する微分処理部（
２０）、この微分処理部（２０）により微分処理された
エツジ画像データ（Ｆ２）の微分符号（正、負）に基づ
いて正負一方の符号側のエツジ画像データ（Ｆ２）と設
定閾値（Ｆｒｅｆ）とを比較することにより明度差の大
きさに基づいて２値化し、明度変化が大きい画像部分を
抽出する２値化処理部（３０）、この２値化処理部（３
０）で２値化された２値化画像データ（Ｆ３）を連続し
た直線として近似し、画像上における境界（Ｌ、）、　
（Ｌｍ）を特定するハフ変換部（４０）、このハフ変換
部（４０）からの情報に基づいて検出境界（Ｌｌ）、　
（Ｆ４）の機体（Ｖ）に対する位置関係を表す直線とし
て近似された下記式（ｉ）に変換する境界パラメータ演
算部（５０）、各処理部の動作を制御する制御部（６０
）、および、前記ストロボ（９）の発光およびカメラ（
３）の撮像を制御するＩＴＶコントローラ（１３）、前
記微分処理部（２０）および２値化処理部（３０）によ
る処理画像を表示するモニタテレビ（工５）の動作を制
御するＣＲＴコントローラ（１４）、の夫々より構成し
である。

ｙ＝ａｘ＋ｂ・・・・・・（ｉ） ただし、 ａ：画像座標系での基準線（Ｌｏ）に対する境界（ｔ＋
）、（ｔ、１）、（Ｌ２）の傾き、ｂ：画像座標系での
基準線（Ｌｏ）に対する境界（ｔ、＋）、（ｔ、１）、
（Ｌ２）の横方向偏差、Ｘ：機体（Ｖ）横幅方向画素の
座標値 ｙ：機体（Ｖ）前後方向画素の座標値 である。

以下、第２図に示すフローチャートに基づいて、全体的
な動作を説明する。

すなわち、前記ぼかし用フィルタ（８）により画像全体
を平均化して撮像し、その撮像画像信号（Ｓｏ）をＡ／
Ｄ変換して、−画面当たり３２　Ｘ　３２画素で構成さ
れる直交座標系（ｘ、ｙ）のデジタル化原画像信号（ｐ
＋）に変換する。

次に、行程途上の機体横幅方向での境界（Ｌｌ）を検出
するか、行程端部である機体前後方向の境界（Ｆ２）を
検出するかをチェックし、前記行程端部の境界（Ｆ２）
を検出する場合は、前記画像メモリ（１１）のアドレス
座標を９０度変換して与えることにより、画像信号（Ｓ
ｌ）の座標を９０度変換して記憶した画像情報（Ｓ２）
を使用し、行程途上の境界（し、）を検出する場合は、
原画像信号（Ｓｏ）と同一座標系の画像信号（Ｓ、）を
使用して、微分処理部（２０）により画像データを微分
処理して、その微分符号の方向が正負一方のもののみを
２値化処理部（３０）において２値化する。

この、微分符号が正負何れの側のものを２値化するかの
選択は、以下に説明するように、機体ｍに対して左右何
れの側に未処理作業地（Ｂ）が存在するかに基づいて、
設定されるようにしである。すなわち、例えば、作業方
法が作業地外周部の各辺を９０度方向転換しながら左回
りに内周方向へと走行する回り刈りの場合を例に説明す
ると、この場合には、機体（ｖ）は右側に処理済作業地
（Ｃ）を隣接して走行する状態となる。

つまり、明度変化は、画像上左側から右側方向に走査す
ると、境界（Ｌｌ）部分において大きく暗−明の正の変
化が生じることとなり、隣接する画素間の変化を微分す
ると、その微分値の符号が正（＋）のものが、未処理作
業地（Ｂ）側から処理済作業地（Ｃ）側へとその明度変
化を見た場合の境界（Ｌ、）のある方向性に対応し、負
（−）のものはノイズと見なして除去できることとなる
。

次に、この微分処理した画像データを２値化し、更に下
記式（１１）に基づいて、直交座標系から極座標系に変
換してハフ変換し、その各極座標（ρ、θ）において同
一ハフ値（ρ）をとる２値化画像データの頻度を二次元
ヒストグラムとしてカウントしてその最大値（Ｄｍａｘ
）を求める。

ρ＝ｘｃｏｓθ＋ｙｓｉｎθ−＝　（ｉｉ　）ただし、 ６０度≦θ＜１２０度 Ｘ：機体（Ｖ）横幅方向画素の座標値 ｙ：機体（Ｖ）前後方向画素の座標値 である。

そして、前記最大値（Ｄｍａｘ）となる度数（Ｄ）のハ
フ値（ρ）の値から、一つの境界情報に対応する境界パ
ラメータである前記（ｉ）式を決定し、この（ｉ）式の
係数としての傾き（ａ）および偏差（ｂ）から、前記走
行制御装置（Ｈ）において、境界（Ｌ、）に対する機体
（Ｖ）の実際の傾き（α）と横幅方向の偏差（β）に換
算し、これら傾き（α）および偏差（β）が夫々零とな
るように、前輪（ＩＦ）および後輪（ＩＲ）をステアリ
ング操作して、機体（Ｖ）が境界（１，、）に沿って自
動的に走行するように制御するのである。

尚、上記式（ｉｉ）において、ハフ変域を行う角度（θ
）の範囲を、６０度≦θ〈１００度と限定したのは、作
業車が操向制御されていることがら、前記境界（Ｌｌ）
が撮像画像情報内に存在する範囲は、上記限定した角度
範囲から外れることはなく、従って上記限定した角度範
囲以外ではハフ変換処理する必要が無いがらである。

ところで、機体横幅方向での境界（Ｌｌ）を検出する場
合は、カメラ（３）にょる撮像情報をそのまま微分処理
部（２０）に入力して処理し、機体前後方向での境界（
しっ）を検出する場合は、原画像情報の上下方向（ｙ）
を左右方向（ｘ）に、左右方向（ｘ）を上下方向（ｙ）
に、夫々変換して前記画像メモリ（１１）に記憶させ、
元の座標系（Ｘ＋ｙ）のままで読み出すことにより、撮
像情報の座標（ｘ、ｙ）を９０度変換して、微分処理部
（２ｏ）に入力して処理させるので、機体（Ｖ）に対し
て異なる方向の境界（ｔ＋）、（ｔ、１）、（Ｌ２）検
出を、微分処理部（２ｏ）以降の各処理部をそのままで
使用できるのである。

そして、機体前後方向での境界（Ｌ２）を検出する場合
は、前記同一ハフ値（ρ）に一致する頻度の最大値（Ｄ
ｍａｘ）が設定閾値（Ｄｒｅｆ）以上でないと、機体（
Ｖ）は未だ行程端の境界（Ｌ２）近傍に到達していない
と判断できるのである。一方、前記最大値（Ｄｍａｘ）
が設定閾値（Ｄｒｅｆ）以上である場合は、前記（ｉ）
式の傾き（ａ）と偏差（ｂ）および撮像視野下端と機体
（Ｖ）前端との距離に基づいて、機体（Ｖ）から行程端
部境界（Ｌ２）までの距離を求め、回向地点を正確に決
定できる。

ところで、上記機体前後方向での境界（シ２）を検出す
る場合に、前記式（ｉｉ）においてハフ変換する角度範
囲を狭い範囲に限定した同一処理を用いても、この機体
前後方向での境界（Ｌ２）つまり走行工程端部の方向は
、機体（ｖ）向きつまり機体横幅方向の境界（Ｌｌ）に
対して９０度方向が異なるだけであり、その画像情報上
の存在範囲が極端にずれていることは有りえないので、
ハフ変換する角度範囲を限定しても、そのことによる影
響は生じないのである。

以下、各部の動作を第３図〜第６図に示す図面に基づい
て説明する。

まず、前記制御部（６０）の構成およびその動作を第３
図に示すブロック図に基づいて説明する。

制御部（６０）は、クロック発生器（６１ａ）より発生
されるクロック信号（ＣＬ）により、その全体の動作が
同期して行われるようにしてあり、各部の動作を制御す
る制御プロセンサとしてのＣＰＵ　１　（６２ａ）と数
値演算用プロセッサとしてのＣＰ　Ｕ　２　（６２ｂ）
の二つのプロセッサを設け、高速処理が可能なように構
成しである。そして、各制御信号およびデータ等の演算
結果はパスバッファ（６３）を介して、各処理部間と授
受するようにしである。同様に、前記走行制御装置（Ｈ
）との間でのデータ授受は、シリアルインターフェース
用のＳ１０ボート（６４ａ）およびこのＳＩＯボート（
６４ａ）に接続された通信用インターフェース（６４ｂ
）を介してオンラインで行われるように、又、オフライ
ン用のスイッチインターフェース（６４ｃ）およびパラ
レルインターフェース用Ｐ■Ｏボート＜６４ｄ）を介し
てオフラインで境界検出装置（Ａ）を起動させることも
できるようにしである。

又、前記プロセッサであるＣ　Ｐ　Ｕ　１　（６２ａ）
およびＣＰ　Ｕ　２　（６２ｂ）間でのデータ授受およ
びハスバッファ（６３）を介してのデータ授受やその動
作の制御は入出力コントローラ（６５）により行われる
とともに、前記各ポート（６４ａ）　、　（６４ｄ）か
らのデータ授受の制御も、この入出力コントローラ（６
５）からの制御信号によりＣＴＣコントローラ（６６）
を介して行われるようにしである。尚、第３図中、（６
１ｂ）はＳＩＯポー）　（６４ａ）およびＣＴＣコント
ローラ（６６）の動作用クロック信号を発生するクロッ
ク信号発生器、ＲＯＭ　（６７）は境界検出装置（Ａ）
の動作プログラムが格納されているメモリ、ＲＡ　Ｍ　
（６Ｂ）は各データを一時格納したり演算データのバッ
ファ等として使用するメモリ、Ｌ　Ｕ　Ｔ　（６９）は
ハフ変換部（１５）で使用する画像情報の各画素の直交
座標値（ｘ、ｙ）から極座標系のハフ値（ρ）に高速変
換するための演算データすなわち前記座標（ｘ、ｙ）の
値からハフ値（ρ）を直接得られるように予めテーブル
化して記憶しであるハフ値記憶手段としてのメモリであ
る。

そして、前記Ｌ　Ｕ　Ｔ　（６９）は、第４図に示すよ
うに、前記（ｉ）式に示す直交座標系の画像情報の各座
標値（ｘ、ｙ）毎に極座標（ρ、θ）の角度（θ）（但
し、６０度≦θ＜１２０度である）を４２等分した各角
度毎のハフ値（ρ）を予め演算し、各座標値（×、ｙ）
すなわち各画素毎に４２個（１６進表示で２Ａ）のハフ
値（ρ）をＲＯＭ化して記憶しであるものであって、第
５図に示すように、与えられた前記各画素の座標値（ｘ
、ｙ）に基づいて前記記憶しであるハフ値（ρ）を読み
出すためのアドレス情報を生成する一対のＸレジスタ（
６９ａ）　、　（６９ｂ）及びＸレジスタ（６９ｃ）、
各画素毎に４２個のθアドレス情報を生成するθカウン
タ（６９ｄ）、前記各レジスタ（６９ａ）　、　（６９
ｂ）　、　（６９ｃ）及びθカウンタ（６９ｄ）にて生
成されたアドレス情報に基づいて前記ハフ値（ρ）を記
憶しであるハフ値メモリ（６９ｄ）の実アドレス情報を
生成するアドレスデコーダ（６９ｅ）から構成しである
。そして、与えられた各画素の座標値（ｘ、ｙ）毎に４
２個のハフ値（ρ）を、前記θカウンタ（６９ｄ）にて
生成される角度（θ）の情報と共にハフ変換結果として
前記ハフ変換部（４０）へ直接出力するように構成しで
ある。

次に、前記微分処理部（２０）の動作を簡単に説明する
。

前記カメラ（３）からの原画像情報であるビデオ信号（
Ｓｏ）は、ビデオ増幅器（１０ａ）およびＡ／Ｄ変換器
（１０ｂ）よりなるＡ／Ｄ変換部（１０）を介して直接
に、または、９０度座標変換されて前記画像メモリ（１
１）に記憶された画像情報として入力形態切り換え器（
１２）を介して、３２　Ｘ　３２画素、−画素当たり８
ビツト長で表現されるデジタル画像データ（Ｆｌ）とし
て、この微分処理部（２０）に入力される。

そして、カメラ（３）の撮像視野の左上を原点として左
から右へと順次ｌラスター（一つのｙ座標に対する全Ｘ
座標の画素３２個）分の画像データ（Ｆｌ）を取り込み
、上下左右を一つの画素でかこまれた６つの画素の互い
に隣接した画素間の明度と周りの画素の明度差を演算し
てその微分値を求める処理を行い、この微分処理を３２
ラスクー（３２画素分のｙ座標）夫々ついて繰り返し行
って、３２　Ｘ　３２画素の全画像情報の明度変化の方
向性とその大きさを演算する。つまり、上下左右３画素
分を左右方向に方向性のあるマスクで微分処理し、画像
の暗−・明度化のエツジを抽出するのである。

次に、第６図に示すブロック図に基づいて、前記微分処
理部（２０）により８ビット／画素のエツジ画像データ
（Ｆ２）に変換された画像情報を２値化する２値化処理
部（３０）、ハフ変換部（４０）、および、境界パラメ
ータ演算部（５０）の構成と、その動作を説明する。

すなわち、パスバッファ（４１）を介して入力される制
御部（６０）からの制御信号により全体の動作が、前記
微分処理部（２０）の動作と同期して行われるように、
入出力コントローラ（４２）により、全体の動作が制御
されるように構成しである。

前記、エツジ画像データ（Ｆ２）は、データバッファ（
４３ａ）を介して２値化処理部（３０）のコンパレータ
（３１）に入力され、バッファ（３２）を介して入力さ
れる設定閾値（Ｆｒｅｆ）と比較されて明度変化が大き
い部分が２値化される。この２値化画像データ（Ｆ、）
は、データバス（ＢＵＳ３）に接続されたデータバッフ
ァ（４３ｂ）を介して、前記境界パラメータ演算部（５
０）のコンパレータ（５１）に入力されるとともに、２
値化画像データメモリ（３３ａ）に記憶される。

ハフ変換部（４０）では、前記Ｌ　Ｕ　Ｔ　（６９）よ
りデータバッファ（４３ｃ）を介して与えられるハフ値
（ρ）の値が、同一値となる角度（θ）の頻度数（Ｄ）
を度数カウンタ（４４）によりカウントし、その結果を
二次元ヒストグラムの度数メモリ（４５）に記憶させる
処理を行うようにしてあり、もって、計数手段を構成し
である。

前記度数カウンタ（４４）でカウントされた度数（Ｄ）
は、データバッファ（４３ｄ）を介して前記度数メモリ
（４５）の同一アドレス位置の内容に加算されるととも
に、その最大値（Ｄｍａｒ）を検出することによって境
界を特定する境界パラメータ演算部（５０）の最大値レ
ジスタ（５２ａ）に転送され、コンパレータ（５１）に
より前記最大値レジスタ（５２ａ）に格納されている値
と比較され、大きいほうの度数を新たな最大値（Ｄｍａ
ｘ）として再格納する。

尚、この最大値（Ｄｍａｘ）となる度数（Ｄ）の前記度
数メモリ（４５）のアドレスは、最大値アドレスレジス
タ（５２ｂ）に同時に格納しておき、全画素（３２Ｘ　
３２）のハフ変換終了後、最大値（Ｄｍａｘ）となった
ハフ値（ρ）および角度（θ）から前記式（ｉ）の係数
（ａ、ｂ）を求めるようにしている。又、第６図中、（
３３ｂ）は前記デジタル化画像データ（Ｆｌ）を記憶す
る画像メモリ、（３３ｃ）はエツジ画像データ（Ｆ２）
を記憶する画像、メモリであり、ビデオＲＡ　Ｍ　（３
４）およびＣＲＴコントローラ（１４）を介して、前記
モニタテレビ（１５）に各処理状態の画像を表示できる
ようにしである。

そして、求められた式（ｉ）の係数（ａ、ｂ）は、前記
入出力コントローラ（４２）およびパスバッファ（４１
）を介して前記制御部（６０）に送られ、境界（Ｌ＋）
、　（Ｌ１）、（Ｌ２）の有無判別やその後の処理のた
めのデータとされるのである。

〔別実施例〕

上記実施例では、機体（Ｖ）前後方向での境界（Ｆ２）
の検出を行うか否かに基づいて、微分処理部（２０）へ
の入力画像情報の座標を９０度変換したものと９０度変
換しないものとを、切り換えるようにしているが、一画
面分の画像情報を処理する毎に、入力画像の座標を９０
度変換して、機体（ｖ）横幅方向での境界（Ｌｌ）検出
と、機体（Ｖ）前後方向での境界（Ｆ２）検出とを、交
互に繰り返し行うようにしてもよい。その場合、カメラ
（３）による撮像画像の１フイールド毎に、交互に座標
変換したものと変換しないものとを入力するようにする
と、ｌフレーム毎に必要な情報が同時に得られ、１画面
分の撮像処理の間に異なる方向の境界（Ｌ、）、　（Ｆ
２）を検出するための画像情報を得ることができる。

あるいは、機体（Ｖ）にその走行距離情報を検出する手
段を設け、その検出走行距離情報と一行程の走行予定距
離情報とに基づいて、行程端近傍に達しているか否かに
より、機体（Ｖ）前後方向での境界（Ｆ２）検出処理に
切り換えるようにしてもよい。

又、上記実施例では、ハフ変換処理の式（ｉｉ）におい
て、角度変化を６０度≦θ〈１２０度の間で処理してい
るが、境界（Ｌｌ）、（Ｌ１）、（Ｌ２）と機体（Ｖ）
と位置関係から、境界（Ｌｌ）、　（ｔ１）、（Ｌ２）
の方向が機体（Ｖ）進行方向から大幅に変化することは
ないので、ハフ変換を行う角度範囲を、前記６０度〜１
２０度より更に狭い範囲に限定して処理することにより
、ハフ変換処理速度を落とさないでハフ変換処理の分解
能を高精度にしたり、あるいは、更に狭い特定範囲のみ
処理することで、処理速度を更に向上させたり、ノイズ
の影響を効果的に除去させることができる。

又、上記実施例では、撮像画像情報を、３２×３２画素
に標本化したが、必要に応して更に細かく、あるいは、
粗く標本化してもよい。

又、境界（Ｌｌ）、　（ｔ、１）、（Ｌ２）と機体（ｖ
）との位置関係を求めるに、上記実施例で例示した撮像
視野を上下方向に縦断する基準線（Ｌｏ）を基準にする
他、撮像視野の下端部、上端部、および中央、あるいは
画像情報の座標原点位置等、どこを基準にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行作業車用の境界検出装置の
実施例を示し、第１図は境界検出装置の構成を示すブロ
ック図、第２図はその全体的な動作を示すフローチャー
ト、第３図は制御部の構成を示すブロック図、第４図は
ハフ値を記憶させたテーブルの説明図、第５図はハフ値
メモリの構成を示すブロック図、第６図はハフ変換部の
構成を示すブロック図、第７図は芝刈作業車の概略平面
図、第８図はその側面図、第９図は芝刈作業車の制御シ
ステムの全体構成を示すブロック図である。 （３）・・・・・・撮像手段、（２０）・・・・・・微
分処理手段、（３０）・・・・・・２値化手段、（４０
）・・・・・・ハフ変換手段、（５０）・・・・・・境
界パラ−メータ演算手段、（６９）・・・・・・ハフ値
記憶手段、（Ｓｏ）・・・・・・撮像画像情報、（Ｆ２
）・・・・・・エツジ画像情報、（Ｆ、）・・・・・・
２値化画像情報、（Ｂ）・・・・・・未処理作業地、（
Ｃ）・・・・・・処理済作業地、（Ｌｌ）、（ＬＺ）・
・・・・・境界、（×、い・・・・・・座標、（ρ）・
・・・・・ハフ値、（Ｄ）・・・・・・頻度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機体進行方向前方側の所定範囲の作業地状態を撮像する
   撮像手段（３）による撮像画像情報（Ｓ＿０）の明度変
   化に基づいてエッジ画像情報（Ｆ＿２）に変換する微分
   処理手段（２０）、前記エッジ画像情報（Ｆ＿２）を設
   定閾値に基づいて２値化する２値化手段（３０）、その
   ２値化画像情報（Ｆ＿３）をハフ変換処理するハフ変換
   手段（４０）、および、そのハフ変換処理結果に基づい
   て未処理作業地（Ｂ）と処理済作業地（Ｃ）との境界（
   Ｌ＿１）、（Ｌ＿２）に対する車体（Ｖ）位置関係を演
   算する境界パラ−メータ演算手段（５０）を備えた自動
   走行作業車用の境界検出装置であって、前記ハフ変換手
   段（４０）を構成するに、各画素毎の座標値（ｘ、ｙ）
   に対応し、且つ、前記境界（Ｌ＿１）、（Ｌ＿２）の延
   長方向に対して設定角度範囲内のハフ値（ρ）を、予め
   テーブル化したハフ値記憶手段（６９）を設け、前記座
   標（ｘ、ｙ）の値に対応して前記テーブル化されたハフ
   値（ρ）を直接読み出すと共に、その読み出し頻度（Ｄ
   ）が最も高いものを前記境界（Ｌ＿１）、（Ｌ＿２）に
   対応する情報として判別するための前記読み出し頻度（
   Ｄ）を計数する計数手段を設けてある自動走行作業車用
   の境界検出装置。