JPS6341002B2 - - Google Patents

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JPS6341002B2
JPS6341002B2 JP57125974A JP12597482A JPS6341002B2 JP S6341002 B2 JPS6341002 B2 JP S6341002B2 JP 57125974 A JP57125974 A JP 57125974A JP 12597482 A JP12597482 A JP 12597482A JP S6341002 B2 JPS6341002 B2 JP S6341002B2
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JP
Japan
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camera
image
work vehicle
sign
mobile work
Prior art date
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Expired
Application number
JP57125974A
Other languages
English (en)
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JPS5917103A (ja
Inventor
Satoru Fukui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP12597482A priority Critical patent/JPS5917103A/ja
Publication of JPS5917103A publication Critical patent/JPS5917103A/ja
Publication of JPS6341002B2 publication Critical patent/JPS6341002B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地上に設けられる補助装置を利用し
て移動体の位置を検出する様に構成される移動作
業車の位置検出装置に関する。
かかる方式の位置検出装置はジヤイロ等を利用
した移動方向の積算方式に比較し誤差の蓄積がな
く測定精度上優れており、電波を利用したレーダ
ーやレーザー光線を利用したレーザー測定装置な
どこの方式による測定装置が実用化されている。
しかし、これら従来の方式に基づく装置ではい
ずれも地上に設置する補助装置が大型であつた
り、特殊なものであつたりして、手軽に利用でき
ないという欠点がある。
本発明は従来方式のかかる欠点に鑑みてなされ
たものであつて、地上に設ける補助装置として簡
単な標識を設置するのみで実施できる装置を提供
することを目的とする。
本発明にかかる移動作業車の位置検出装置は、
上記目的達成のために、移動作業車の機体に、回
動自在な1つのカメラと、機体の対地絶対方向を
検出するコンパスとを設けると共に、該カメラで
写される定点に設けられた標識の画像の特徴抽出
を行う手段、該特徴から画像の所定の代表点を検
出する手段並びに該代表点の画面上の基準位置か
らのずれを検出して該代表点が該基準位置に位置
する方向に前記カメラを回動制御する制御系が具
備されると共に、該機体に対する該カメラの向き
角を検出する手段、及び前記標識と該カメラの距
離を検出する測距用補助手段が設けられ、これら
検出手段からの情報と前記コンパスによる機体の
対地絶対方向情報とに基づいて移動作業車の位置
を算出する手段を設けてあることを特徴構成とす
る。』 すなわち、標識の識別を1つのカメラの撮像に
より行い、かつ識別した標識とカメラとの間の距
離を測距用補助手段で検出し、さらに、コンパス
によつて移動作業車の対地絶対方向を検出して、
それら検出した対地絶対方向、及び標識とカメラ
との間の距離に基づいて移動作業車の位置を算出
する手段を設けてあるから、地上に設ける補助手
段は、画像で識別可能な標識で良いため、極めて
簡素で、安価な施設で済み、極めて汎用性が広く
なると共に、移動作業車側も、1つのカメラ、コ
ンパス、及び測距用補助手段を各検出手段として
用いている簡単な構成であるため安価なものにな
り、さらに、コンパスにより移動作業車の対地絶
対方向を検出しているので、単に移動作業車の位
置を検出するだけでなく、進行方向も認識でき
て、この移動作業車の移動経路等を所望の状態に
制御し得る等の効果を奏する。
以下、図面に基づいて実施例を説明する。
第1図は位置算出の原理図であつて、地点の定
点に設けられた図形が描かれた標識Aを機体V上
のカメラの一種であるITV,TVで後述する様に
パターン認識によつてとらえ、その時のITV,
TVの機体Vに対する角度θをポテンシヨメータ
やロータリエンコーダーで検出し、また機体Vの
地面に対する絶対方位角度を地磁気センサー等
のコンパスCを利用して検出すると共に、標識A
とITV,TVの距離LはITV,TVに自動焦点機
能を設けて、この機能から検出する。つまり、こ
の機能としては赤外線を利用する方式、三角測量
を利用する方式等があるが、いずれの場合にも像
のぼけが最小になつたときのITV,TVのレンズ
の位置に関連させて、距離Lを検出する。こうし
て検出されたθ,,Lから移動作業車の機体の
位置を求めるものであり、ITV,TVの位置を極
座標で表わせば方位北を基線として(L、π−θ
−)表わされる。
まず、カメラであるITVは画面の中央に写る
対象に焦点が合う様に構成されていて、ITV,
TVが標識Aの方向を向いたとき、それを鮮明に
写すことができる様に構成されている。
次に、ITV,TVを標識Aの方向に向けるため
の画像処理の手法について説明する。
標識を認識するための手法として図形の特徴抽
出を行うのであるが、誤検出防止のために本発明
では図形の特徴ある形状についてパターンマツチ
ングを行うものである。
第2図イは標識となる図形の1例で、この図形
の画像は受像面上では受光素子等の要素のメツシ
ユで切られ、その各要素における明るさを2値化
することでロに示される様な図形が得られる。
この図形ロに三角形の頂点の位置を検出するウ
インドーF1,F2,F3を後述の様に作用させて三
角形の画像の頂点を検出する。今、ウインドF1
について説明すると縦横3個づつ並んだ9コの要
素f11,f12……,f33からなり、第6図に示される
様にf21,f22,f31,f32には“1”が割り当てられ
その他には“0”が割り当てられている。この様
子は第2図に於けるF1の図では“1”が割り当
てられた要素を斜線で示している。一方画像の2
値化は標識の三角形の部分が“1”になるように
2値化されている。ウインドF1は受像画面上を
順次動かられその度、ウインドF1の要素の値に
一致する画面の要素が計数され、この計数値がそ
の近傍で所定値以上で極大値になるときの画面上
の座標を検出する。こうして、得られるウインド
F1の位置が第2図ハに示される。
同様にしてウインドF2,F3を用いてそれぞれ
第2図ニ及びホが得られる。
これらウインドF1,F2,F3は説明の都合上記
載したもので言うまでもなく実際には計算内部に
於て画像データーを処理するための計算上のフイ
ルターであり、物理的実体を伴うものではない。
画面についても同様である。
次に、所定の標識であることを認識する手順に
ついて説明する。前述した様に標式には3コの三
角形が用いられており、画面上の画像がその標識
を写したものであれば各々のウインドーは3個の
極大値を検出すると共に、その極値の値は大きな
値となる。
そこで、本実施例では一致する要素をの計数値
が7以上で極大値を示す箇所がそれぞれのウイン
ドーについて3箇ある場合に所定の標識であるこ
とを認識する様に構成してある。尚、本実施例で
は説明の都合上9つの要素のウインドーを用いて
いるが、誤検出防止のためより多くの要素を有す
るウインドーを用いるのが好ましい。また極大値
を判別する所定値の値を環境条件、及びフイルタ
ーの要素数に合わせて適宜設定する様に構成する
ことが好ましい。この様に、各ウインドF1,F2
F3を画面上のに作用させることで、標識の図面
である各三角形の頂点の画面上での位置が検出さ
れる。そこで図形の代表点として3つの三角形の
中央の点Gをとると、極大値となるすべてのウイ
ンドF1,F2,F3の位置を縦軸及び横軸について
平均して画面上に於ける図形の代表点Gの位置が
求められるものである。
本実施例では、3つの三角形の図面を用いたが
同様な手段はフイルターを変えることによつて異
なる図形についても用いることが可能である。
次に、この画像処理に基づくカメラである
ITVの向きを変える方向制御について説明する
と共に画像処理について補足説明する。
第4図に示される様にITV,TVにはそれぞれ
画像処理並びに方向制御を行う制御装置1が設け
られている。この制御装置1はITV,TVの画面
から順次送られてくる画像情報をコンパレータ2
によつて2値化し、バツフアメモリ3に順次格納
する。このコンパレータ2の基準入力側に設けら
れた積分器4は画面全体を平均して、これに合わ
せて基準値を決定する様に挿入したものである。
一方、前記バツフアメモリ3のアドレス指定、及
び、ITVの映像面を走査する走査線の位置指定
はアドレス指定部5によつて行なわれる。
こうしてバツフアメモリ3に2値化された画像
情報が一時的に収納される。バツフアメモリ3に
ITV,TVの一画面分の情報が収納され、かつ第
1の計算機6が一画面の処理を終了するごとに
DMAモードでバツフアメモリ3の情報が内部メ
モリ(図示せず)に転送される様に構成してあ
る。この計算機6はDAMモードの転送が終了す
るごとに前記アドレス部に信号を送り、この信号
によりITV,TVの画像情報のバツフアメモリ3
へ転送を始まる様に構成されている。
一方、この第1の計算機6は、内部メモリに転
送された画像情報の処理を前記の説明の如くの手
法に従つて行い、ITV,TVを標識を画面の所定
位置にとらえる様にその向きの制御を行う。第5
図はこの第1計算機6の制御プログラムのフロー
チヤトであり、この図に示される様に、この第1
計算機6は、内部メモリ上の画像情報の処理を行
うのに、ウインドF1,……それぞれの操作を行
う画面上の範囲を決定する。この決定因子は前回
の画像処理で発見した極値をもたらすウインド位
置及びITV,TVを駆動するための出力したパル
ス数である。そしてこの範囲内で標識を認識しな
い場合には順次操作はんいを拡大する様構成され
ている。ところで図に示される様に標識を認識し
た場合には画像の代表点と画面の基準点が一致す
る方向にITV,TVを向ける様にパルスモータ
M1,M2にパルスを出力する。これらパルスモー
タのうち一方はITVを水平面内を回転させるも
のであり他方は上下揺動させるものである。
この様に移動作業車の機体に設けられるITV
には独立に画像処理及びその向きを制御するため
の計算機が設けられており、画像の処理時間の短
縮が計られている。そして各々の計算機にはその
計算機によつて認識される標識に見合つたウイン
ドーが用意されるものである。
一方、移動作業車の機体には、ITVを制御す
るための計算機とは別に、その位置を算出するた
めの計算機7が設けられていて、この計算機7に
は各ITV,TVの水平方向の回動角を検出するた
めのロータリエンコーダ8の出力及びその他実施
の形態に応じて、位置検出に必要な装置からの出
力が入力されており、これら出力に応じて移動作
業車の位置を算出する様構成されている。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る移動作業車の位置検出装置
の実施例を示し、第1図は、位置算出法を示す原
理図、第2図は、画像処理の手法を示す模式図、
第3図は、ウインドーの模式図、第4図は、位置
検出装置の構成を示す一部ブロツク図、第5図
は、画像処理のフローチヤートである。 V……移動作業車の機体、TV……カメラ、C
……コンパス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 移動作業車の機体Vに、回動自在な1つのカ
    メラTVと、機体Vの対地絶対方向を検出するコ
    ンパスCとを設けると共に、該カメラTVで写さ
    れる定点に設けられた標識の画像の特徴抽出を行
    う手段、該特徴から画像の所定の代表点を検出す
    る手段並びに該代表点の画面上の基準位置からの
    ずれを検出して該代表点が該基準位置に位置する
    方向に前記カメラTVを回動制御する制御系が具
    備されると共に、該機体Vに対する該カメラTV
    の向き角を検出する手段、及び前記標識と該カメ
    ラの距離を検出する測距用補助手段が設けられ、
    これら検出手段からの情報と前記コンパスCによ
    る機体Vの対地絶対方向情報とに基づいて移動作
    業車の位置を算出する手段を設けてあることを特
    徴とする移動作業車の位置検出装置。
JP12597482A 1982-07-20 1982-07-20 移動作業車の位置検出装置 Granted JPS5917103A (ja)

Priority Applications (1)

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JP12597482A JPS5917103A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 移動作業車の位置検出装置

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JP12597482A JPS5917103A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 移動作業車の位置検出装置

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JPS5917103A JPS5917103A (ja) 1984-01-28
JPS6341002B2 true JPS6341002B2 (ja) 1988-08-15

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ID=14923596

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JP12597482A Granted JPS5917103A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 移動作業車の位置検出装置

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