KR0181353B1 - 위치인식방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 로봇용 시각인식장치에 사용되는 위치인식방법에 있어서 텔레비젼카메라 등으로 촬상된 대상물화상으로부터, 등록된 특징패턴의 대상물을 배경에 있는 다른영역과 분리해서 검출하므로써, 대상물의 일부가 맞포개져 있을 경우나 배경영역과의 콘트라스트가 없는 경우에도 정확하게 그 위치를 검출하는 것을 행할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한 것이며, 그 구성에 있어서, 위치인식을 하려고하는 대상물을 촬상하는 시각센서(12) 및 촬상된 화상데이터를 격납하기 위한 화상메모리(13)와, 그 화상데이터중에서부터 경계특징패턴메모리(14)에 등록되어 있는 경계특징패턴과 가장 일치하는 화상메모리(13)위의 위치를 검출하는 특징패턴대조부(15)로 구성된 것을 특징으로 한 것이다.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예의 위치인식방법 및 그 장치에서 취급하는 원형태상물의 설명을 위한 도면.
제2도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 경계특징패턴의 설명을 위한 도면.
제3도는 경계특징패턴에 있어서의 특징검출부의 설명을 위한 도면.
제4도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 위치인식장치를 설명하기 위한 불록도.
제5도는 종래의 위치인식방법을 설명하기 위한 도면.
제6도는 종래의 위치인식방법으로 검출하였을 경우에 문제가 되는 대상물을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 원형대상물 4 : 원형대상물의 경계점
5a : 특수검출부 5b : 특수검출부
5c : 특수검출부 5d : 특수검출부
5e : 특수검출부 5f : 특수검출부
7a : 화상데이터인출위치 7b : 화상데이터인출위치
7c : 화상데이터인출위치 7d : 화상데이터인출위치
7e : 화상데이터인출위치 7f : 화상데이터인출위치
8a : 화상데이터인출위치 8b :화상데이터인출위치
8c : 화상데이터인출위치 8e : 화상데이터인출위치
8f :화상데이터인출위치 9a : 가중(weightion)데이터
9b : 가중(weightion)데이터 9c : 가중(weightion)데이터
9d : 가중(weightion)데이터 9e : 가중(weightion)데이터
9f : 가중(weightion)데이터 10a : 가중(weightion)데이터
10b : 가중(weightion)데이터 10c : 가중(weightion)데이터
10d : 가중(weightion)데이터 10e : 가중(weightion)데이터
10f : 가중(weightion)데이터 20 : 배경영역
21 : 종래방법에 의항 중심(重心)검출위치
22 : 검출해야할 중심(重心)위치
본 발명은, 로봇용시간인식장치와 같이 텔레비젼카메라 등으로 촬상된 화상으로부터, 대상물의 위치를 검출하는 위치인식방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 위치인식방법은 생산설비에 있어서의 로봇용 시각인식장치에 널리 이용되고 있다.
이하에 종래의 위치인식방법의 일예에 대해서 설명한다.
제5도는, 종래의 위치인식방법의 원리에 대해서 표시한 것으로서, 원형대상물의 중심위치를 검출하기 위한 블록도를 표시한다. 제5도에 있어서, (16)은 화상을 입력하는 시각센서, (17)은 입력된 화상을 2치화하고, 2치화상데이터를 출력하는 2치화수단, (18)은 2치화된 화상데이터로부터 연결영역을 검출하고 그 중심(重心)을 산출하는 중심위치산출수단이며, 통상 이 (18)의 중심위치를 구하고, 위치보정하므로서, 정확하게 대상물의 위치를 검출할 수 있다.
그러나, 상기 종래의 방법에서는, 제6도에 표시한 바와 같이, 대상물(19)의 일부가 그 주위에 있는 배경영역(20)에 은폐되었을 경우, 검출되는 대상물(19)의 중심위치(21)가 실제로 검출하려고 하는 중심위치(22)와 일치하지 않는다고 하는 문제점을 가지고 있었다. 또, 대상물(19)과 배경영역(20)의 콘트라스트가 없는 경우에 대상물(19)과 배경영역(20)이 동일한 영역이 되어 검출할 수 없다고하는 문제점도 가지고 있었다.
본 발명은, 상기 종래의 문제점을 해결하는 것으로서, 제6도의 대상물(19)의 일부가 그 주위에 있는 배경영역(20)에 은폐되었을 경우에도 대상물(19)을 배경영역(20)으로부터 분리하므로서, 정확하게 그 위치를 검출하는 것을 가능하게 하는 위치인식방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 위치인식방법은, 대상물을 시각센서로 촬상하고, 이 시각센서로부터 얻게되는 화상데이터를 상기 대상물의 경계특징패턴으로 주사해서, 상기 대상물과 가장 그 특징이 일치하는 위치를 검출하는 방법에 있어서, 상기 경계특징패턴이 대상물의임의의 경계점위치에 대해서 직교하는 지정길이의 직선상에 있어서, 경계점 안쪽의 각 화상데이터와 임의 계수와의 적화(積貨=sum of products)데이터와, 경계점 바깥쪽의 각 화상데이터와 임의 계수와의 적화데이터의 차를 추출하는 특징검출부를 복수개 가진 것을 특징으로 하고, 상기 특징검출부에 있어서의 데이터의 총계가 극대가 되는 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또, 상기 위치검출방법이, 기준치보다 높은 데이터가 되는 상기 특징검출부의 수를 검출하고, 그 수가 최대로되는 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위치인식장치는, 인식대상물을 촬상하는 시각센서와, 이 시각센서로부터 얻게 되는 화상데이터를 축적하기 위한 화상메모리와, 상기 대상물을 인식하는 기준이 되는 상기 대상물의 경계특징패턴을 축적하기 위한 경계특징패턴메모리와, 상기 화상메모리수단에 축적된 화상데이터를 상기 경계특징패턴메모리에 축적된 경계특징패턴에 의해서 주사함과 동시에, 상기 대상물과 가장 그 특징이 일치하는 위치를 검출하는 특징패턴대조부로 이루어지고, 상기 특징패턴대조부는 상기 경계특징패턴이 상기 대상물의 복수개수의 임의의 경계점 위치에 직교하는 지정길이의 직선상에 있어서의 경계점 안쪽의 각 화상데이터와 임의 계수의 적화데이터와, 경계점 바깥쪽의 각 화상데이터와 임의 계수의 적화데이터의 차의 절대치를 추출함과 동시에, 상기 추출된 절대치의 총계가 극대가 되는 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또, 본 발명의 위치인식장치는, 인식대상물을 촬상하는 시각센서와, 이 시각센서로부터 얻어진 화상데이터를 축적하기 위한 화상메모리와, 상기 대상물을 인식하는 기준이 되는 상기 대상물의 경계특징패턴을 축적하기 위한 경계특징패턴멘모리와, 상기 화상메모리수단에 축적된 화상데이터를 상기 경계특징패턴메모리에 축적된 경계특징패턴에 의해서 주사함과 동시에, 상기 대상물과 가장 그 특징이 일치하는 위치를 검출하는 특징패턴대조부로 이루어지고, 상기 특징패턴대조부는 상기 대상물의 복수개소의 임의 경계점 위치에 있어서의 화상메모리와 경계특징패턴메모리의 일치도가 이 일치도를 평가하는 소정의 기준치보다 높게 되는 임의 경계점 위치를 검출하고, 그 수가 최대가 되는 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은, 상기한 방법에 의해서, 대상물의 일부가 그 배경의 영역에서 보이지않는 경우에도 대상물과 그 배경영역을 분리할 수 있고, 그 위치를 정확하게 구할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예인 원형대상물의 위치인식에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
제1도는, 본 발명에 있어서의 원형대상물을 표시한 것이며, 이것에 대해서 설명한다. (1)은 검출할려고하는 원형대상물이며, (2)는 상기 원형대상물(1)의 앞쪽에 있는 패널판으로서 대상물(1)의 전체가 보일정도의 직사각형창(3)이 있다.
제2도는, 본 발명에 있어서의 상기 원형대상물(1)의 경게특징패턴을 표시한 도면으로서, (4)는 상기 원형대상물(1)과 그 배경부와의 경계를 나타내는 경계선이며, (5a)~(5h)는 경계선(4)의 임의의 위치에 직교하는 선분으로 이루어진 특징검출부이며, 이들 특징검출부는 상기 경게선(4)위에 임의 개수 존재하고, 그들의 위치관계에 의해 그 대상물의 특징패턴을 정의한다.
제3도는, 상기 특징검출부(5c)에 있어서의 상세한 설명을 위한 도면으로서, (6)은 상기 경계선(4)상의 경계위치, (7a)~(7f)는 대상물 바깥쪽에 있어서의 화상데이터인출위치, (8a)~(8f)는 대상물안쪽에 있어서의 화상데이터인출위치이고, (9a)~(9f)는, (7a)~(7f)에서 지정된 위치로부터 인출된 화상데이터에 대해서 임의의 계수계산을 행하기 위한 계수부로서, 계산된 값의 총계가 (11a)로 된다. 또한, 각 화상데이터인출위치의 개수(個數) 및 계수(係數)의 수는 임의의 수만큼 설정할 수 있다. 또, (10a)~(10f)는, (8a)~(8f)에서 지정된 위치에서 인출된 화상데이터에 대해서 임의의 계수계산을 행하기 위한 계수부이며, 계산된 값의 총계는 (11b)가 된다. 특징검출부는 (11a)와 (11b)와의 차의 데이터 N의 절대치를 산출한다. 또한, (9a)~(9f) 및 (10a)~(10f)의 계수데이터에 의한 계산을 없애고, (7a)~(7f)까지의 임의의 위치의 화상데이터와, (8a)~(8f)까지의 임의의 위치의 데이터와의 차의 절대치를 산출하므로써 고속화를 행할 수 있다.
제4도는, 본 발명에 있어서의 위치인식방법을 실현하기 위한 장치를 표시한 블록도이며, 이것에 대해서 설명한다. (12)는 제1도에서 표시한 원형대상물(1)의 화상을 입력하기 위한 시각센서, (13)은 시각센서로부터 얻게 된 화상데이터를 격납하는 화상메모리, (14)는 제2도의 상기 경계특징패턴을 등록하는 경계특징패턴메모리, (15)는 경계특징패턴메모리(14)에 격납되어 있는 패턴데이터를 화상메모리(13)의 특정영역의 데이터에 대해서 일정방향으로 임의 화소단위로 적응하고, 경계특징패턴에 있어서의 모든 상기 특징검출부의 데이터 총계가 최대로 되는 위치를 검출하는 특징패턴대조부이며, 이 특징패턴대조부(15)로부터 얻게 되는 위치가 현재 경계특징패턴메모리(14)에 격납되어 있는 패턴에 가장 일치하고 있는 원형대상물(1)의 위치로서 검출할 수 있다.
또한, 특징패턴대조부(15)의 대조방법으로서 경계특징패턴메모리(14)에 격납되어 있는 패턴데이터를 화상메모리(13)의 데이터에 대해서 일정방향으로 적응하고, 경계특징패턴에 있어서의 상기 특징검출부의 데이터가 지정된 기중치이상으로 되는 상기 특징검출부의 수를 검출하고, 그 수가 최대가 되는 위치로 해서 검출할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의해, 위치인식을 행하려고하는 대상물의 일부가 은폐되어 있는 경우에도 그 이외의 경계패턴정보로부터 검출할 수 있다. 또 2치화처리를 필요로하지 않기 때문에 화상의 밝기변동에 관계없이 안정적으로 검출할 수 있다.
Claims (4)
- 대상물을 시각센서로 촬상하고, 이 시각센서로부터 얻게 되는 화상데이터를 상기 대상물의 경계특징패턴에 의해서 주사해서, 상기 대상물과 가장 특징이 일치하는 위치를 검출하는 방법에 있어서, 상기 경계특징패턴이 대상물의 임의 경계점 위치에 직교하는 지정길이의 직선상에 있어서의 경계점 안쪽의 각 화상데이터와 임의 계수의 적화데이터와, 경계점 바깥쪽의 각 화상데이터와 임의 계수의 적화데이터의 차의 절대치를 추출하는 특징검출부를 복수개 가진 것을 특징으로 하고, 상기 특징검출부에 있어서의 데이터의 총계가 극대로되는 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 위치인식방법.
- 제1항에 있어서, 기준치보다 높은 데이터가 되는 상기 특징검출부의 수를 검출하고, 그 수가 최대로되는 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 위치인식방법.
- 인식 대상물을 촬상하는 시각센서와, 이 시각센서로부터 얻게 되는 화상데이터를 축적하기 위한 화상메모리와, 상기 대상물을 인식하는 기준이 되는 상기 대상물의 경계특징패턴을 축적하기 위한 경계특징패턴메모리와, 상기 화상메모리에 축적된 화상데이터를 상기 경계특징패턴메모리에 축적된 경계특징패턴에 의해서 주사함과 동시에, 상기 대상물과 가장 그 특징이 일치하는 위치를 검출하는 특징패턴대조부로 이루어지고, 상기 특징패턴대조부는 상기 경계특징패턴이 상기 대상물의 복수개수의 임의의 경계점위에 직교하는 지정길이의 직선상에 있어서의 경계점안쪽의 각 화상데이터와 임의 계수의 적화데이터와, 경계점 바깥쪽의 각 화상데이터와 임의 계수의 적화데이터의 차의 절대치를 추출함과 동시에, 상기 추출된 절대치의 총계가 극대가 되는 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 위치인식장치.
- 인식대상물을 촬상하는 시각센서와, 이 시각센서로부터 얻어진 화상데이터를 축적하기 위한 화상메모리와, 상기 대상물을 인식하는 기준이 되는 상기 대상물의 경계특징패턴을 축적하기 위한 경계특징패턴메모리에 축적된 경계특징패턴에 의해서 주사함과 동시에, 상기 대상물과 가장 그 특징이 일치하는 위치를 검출하는 특징패턴대조부로 이루어지고, 상기 특징패턴대조부는 상기 대상물의 복수 개수의 임의의 경계점 위치에 있어서의 화상메모리와 경계특징패턴메모리의 일치도가 이 일치도를 평가하는 소정의 기준치보다 높게 되는 임의 경계점 위치를 검출하고, 그 수가 최대가 되는 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 위치인식장치.
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