JPS63301375A - 直線検出方式 - 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〕 本発明はロボット等の画像認識システムに使用する直線
検出方式に関し、特に座標変換による直線群から高速に
直線を検出するようにした直線検出方式に関する。

〔従来の技術〕

ロボットの画像処理等に使用される画像処理方式では、
直線等の予め方程式の形が決まっている場合はパラメー
タ空間への写像を行うホフ（ＨＯＵＧＨ）変換法が有用
で広（使用されている。

この方式は、直線の方程式を ｘｃｏｓθｏ＋ｙｓｉｎθｏ４　ρ０ とおいて、前処理によって求められた点列（ｘ。

ｙ）から（ρ、θ）空間における軌跡の集中個所からρ
。、θ。を解析する手法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このホフ変換では三角函数を使用するので、計
算処理時間が長い。さらに、ρ−θの曲線軌跡は複雑な
ため、（ρ、θ）空間の軌跡を描く手法は一般的に相当
大量の計算処理時間を必要とする。

従って、その処理に相当の時間を必要とし、ロボット等
のリアルタイムの画像処理装置に使用するには実用的で
ないことが多い。

本発明の目的は上記問題点を解決し、座標変換による直
線群から高速に直線を検出するようにした直線検出方式
を提供することにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明では上記の問題点を解決するために、第１図（ａ
）、（ｂ）及び（Ｃ）に示すように、画像処理されたエ
ツジ点の集合から直線を検出する直線検出方式において
、 該エツジ点の存在する第１の座標系（Ｘ−Ｙ空間）に平
行な２本の！ｖＩ（ｙ＝ｙ　１．ｙ＝ｙ　２）を定め、 前記１個のエツジ点（ＰＬ）を通り、任意の傾きを有す
る直線（ｌｌ　ａ、　　ｌ　ｌ　ｂ）と該平行線との交
点の座標の組（ｘ　１　ｊ、　　ｘ　２　ｊ−ｘ　１　
ｋ、　　ｘ２ｋ）を求め、 前記座標の組の一方（Ｘｌ）を横軸とし、他方（Ｘ２）
を縦軸とする第２の座標系（Ｘｉ−Ｘ２）で、前記座標
の組群に対応する直線（１２）を求め、 この操作を他のエツジ点について行い、各エツジ点ごと
に前記第２の座標系上の直線（１２ａ。

１２　ｂ、　　ｌ　２　ｃ、　　ｌ　２　ｄ）を求め、
前記直線が第２の座標系で複数交わる点（Ｐ２）から第
１の座標系での座標（ｘ　１．　　ｘ　２）を求めて、 該第１の座標系の座標（Ｘ１、Ｘ２）と、第１の座標系
での前記平行線の座標（ｙｌ、ｙ２）から２点（（ｘ１
、ｙｌ）、（ｘ２．ｙ２））を求めて直線を検出するこ
とを特徴とする直線検出方式が、 提供される。

〔作用〕

１個のエツジ点を通り、平行線（ｙ＝ｙ１．ｙ＝ｙ２）
との交点ｘ１、ｘ２として、その傾きを変えていくとｘ
ｌ、ｘ２も変化してｘｌ、ｘ２の群が求められる。

ここで、Ｘｌを横軸、Ｘ２を縦軸とする座標系を導入す
る。この座標系ではＸ１％　Ｘ２の魚群は直線を表す。

この操作を各エツジ点ごとに、即ちエツジ点毎にＸｌ−
Ｘ２座標上に直線を求める。

この結果、これらのＸｌ−Ｘ２座標上の直線群が一点で
交わる点が求められ、これが検出すべき直線のｘ１、ｘ
２座標であり、これと先の平行線からＹ軸の座標（ｙｌ
、ｙ２）を求めれば、Ｘ−Ｙ上の２点（（ｘ１、ｙｌ、
）、（ｘ２．ｙ２）１が求められ、必要な直線が検出で
きる。

この処理では、三角函数等の函数を使用しないので処理
速度が早い。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図に求めるべき直線及びその座標系を示す。

図において、直線は点（ｘ１、ｙｌ）、（ｘ２゜ｙ２）
をとうる。従って、この直線の方程式は、（ｙ２−ｙｌ
）ｘｉ＋　（ｘ２−ｘｉ）ｙｉ＝　ｘ　１　ｙ　２−　
ｙ　１　ｘ　２−−−−　（１）式第１図（ａ）及び（
ｂ）に１個のエツジ点から直線群を求める図を示す。第
１図（ａ）において、点ＰＬは１個のエツジ点とし、そ
のフレームメモリ上の座標を（ｘ１、ｙｉ）とする。こ
の点Ｐ１（ｘ１、ｙｉ）をとうる直線がフレームメモリ
上の２本の平行線を横切るものとし、この平行線を、ｙ
＝ｙｌ、ｙ＝ｙ２ とすると、（１）式をＸＩ、Ｘ２に関する方程式と考え
て書き直すと、 （ｙ２＋ｙｉ）ｘｉ　−（ｙｉ＋ｙｌ）ｘ２＝　（ｙ２
−ｙｌ）　ｘｉ・−・・・−・・（２）式が求められる
。第１図（ａ）の直線の傾きを変えてやると、Ｘ軸に平
行な直線 ｙ＝ｙｌ、ｙ＝ｙ２　（図では点線で示す）との交点Ａ
、Ｂ・−・・・・・−−−−−ｍ−−が求められていく
。このｙ＝ｙ　１との交点Ａ点のＸ座標をｘｌ、直線ｙ
＝ｙ２との交点をｘ２とすると、直線の傾きに応じて、
（（ｘｌｊ、ｘ２ｊ）、　　（ｘｌｋ、ｘ２ｋ）−−ｍ
−−−−・・−・・・・）の魚群が求められる。これを
新しい、Ｘｌを横軸とし、Ｘ２を縦軸とする座標系に表
す。

この座標系を第１図（ｂ）に示す。図に示すように、点
（ｘ１、ｘ２）群は新しい座標系では、直線として表さ
れる。

このように特定のエツジ点毎にＸｌ−Ｘ２座標上に直線
を求めていく。第１図（Ｃ）にこのようにして求められ
た複数の直線を示す。そして、本来もとめるべきＸ−Ｙ
座標系の直線はＸｌ−Ｘ２座標系で一点で交わる。例え
ば第１図（ｃ）の点Ｐ２　　（ｘｌａ、ｘ２ａ）がこれ
である。これによって、求めるべき直線の座標ｘ１、ｘ
２が求められ、これと第１図（ａ）のＹ座標ｙ１、ｙ２
がら、第２図の２点（（ｘ１、ｙｌ）、（ｘ２．ｙ２）
）が求まり、必要とする直線が検出できる。勿論ノイズ
等のエツジ点では第１図（Ｃ）に示すような交点は得ら
れず、直線を検出する要素にはならない。

上記の実施例では、平行な直線はＸ軸に平行な直線とし
たが、逆にＹ軸に平行な直線として求めることもできる
。また、第１図（ｃ）に示す直線は求める一本の直線あ
たり、Ｘｌ−Ｘ２座標系の直線（言い換えればエツジ点
の個数）５本程度がら交点を求めれば、通常のロボット
用の画像処理装置で実用的に直線検出することができる
。

第３図は本実施例の直線検出を行うための概略のブロッ
ク構成図である。図において、１はカメラであり、２は
アナログ画像データをディジタルなエツジ点に変換する
ための画像処理装置、３は上記に説明した直線検出を行
う直線検出手段、４は検出した直線データから形状認識
等をおこなう形状認識手段であり、形状データ等がロボ
ット５に送られ、得られた形状から対象物を認識して、
各種の動作をおこなう。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、エツジ点からＸｌ−Ｘ
２座標上の直線群を求め、この直線群の重なりから必要
な直線を検出するように構成したので、特別の函数計算
が不要で、高速処理が可能となり、ロボット等のリアル
タイムに形状認識を必要とするような画像処理装置に使
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はエツジ点から任意の傾きを有する直線を
求める図、 第１図（ｂ）はＸｌ−Ｘ２座標系での直線を示す図、 第１図（ｃ）はＸｌ−Ｘ２座標系での直線群の重なりを
示す図、 第２図は求める直線を示す図、 第３図は本発明の実施例の概略のブロック構成図である
。 １・−−一−−・−・・−・−・カメラ２−−−−−−
−−一・・・・・画像処理装置３−・−−一一一・・・
・・・・・直線検出手段４−−−−−−・−・−・・−
・認識手段５・・−・〜・・−・−ロボット 特許出願人　ファナソク株式会社 代理人　　　弁理士　　服部毅巖 Ｘ １１〜 ・へ 第１図（Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像処理されたエッジ点の集合から直線を検出す
   る直線検出方式において、 該エッジ点の存在する第１の座標系に平行な２本の線を
   定め、 前記１個のエッジ点を通り、任意の傾きを有する直線と
   該平行線との交点の座標の組を求め、前記座標の組の一
   方を横軸とし、他方を縦軸とする第２の座標系で、前記
   座標の組群に対応する直線を求め、 この操作を他のエッジ点について行い、各エッジ点ごと
   に前記第２の座標系上の直線を求め、前記直線が第２の
   座標系で複数交わる点から第１の座標系での座標を求め
   て、 該第１の座標系の座標と、第１の座標系での前記平行線
   の座標から２点を求めて直線を検出することを特徴とす
   る直線検出方式。
2. （２）前記平行な２本の直線は、ｙ＝ｙ１、ｙ＝ｙ２で
   あり、前記交点は該２本の直線との交点であるＸ座標（
   ｘ１、ｘ２）であり、第２の座標系はＸ１を横軸、Ｘ２
   を縦軸とする座標系であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の直線検出方式。