JPH01201778A - 撮像式の境界検出装置 - Google Patents
撮像式の境界検出装置Info
- Publication number
- JPH01201778A JPH01201778A JP63026868A JP2686888A JPH01201778A JP H01201778 A JPH01201778 A JP H01201778A JP 63026868 A JP63026868 A JP 63026868A JP 2686888 A JP2686888 A JP 2686888A JP H01201778 A JPH01201778 A JP H01201778A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- imaging
- boundary
- brightness
- work area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、未処理作業地と処理済作業地との境界に対応
する箇所を二次元方向に亘って撮像する撮像手段が設け
られ、その撮像手段は、前記境界に交差する方向に沿い
且つ前記境界の長平方向に並ぶ複数個の走査ラインを順
次走査しながら、二次元方向に並ぶ各画素夫々の明るさ
に対応する撮像信号を出力するように構成され、そして
、前記撮像手段から出力される撮像信号に基づいて前記
各画素夫々の明るさに対応する値を設定段階に量子化し
た濃度値に変換するA/D変換器、前記濃度値に基づい
て前記各画素夫々の微分値を求める微分手段、及び、前
記微分値が設定閾値よりも大なる画素を抽出する2値化
手段の夫々が設けられた撮像式の境界検出装置に関する
。
する箇所を二次元方向に亘って撮像する撮像手段が設け
られ、その撮像手段は、前記境界に交差する方向に沿い
且つ前記境界の長平方向に並ぶ複数個の走査ラインを順
次走査しながら、二次元方向に並ぶ各画素夫々の明るさ
に対応する撮像信号を出力するように構成され、そして
、前記撮像手段から出力される撮像信号に基づいて前記
各画素夫々の明るさに対応する値を設定段階に量子化し
た濃度値に変換するA/D変換器、前記濃度値に基づい
て前記各画素夫々の微分値を求める微分手段、及び、前
記微分値が設定閾値よりも大なる画素を抽出する2値化
手段の夫々が設けられた撮像式の境界検出装置に関する
。
上記この種の撮像式の境界検出装置は、未処理作業地と
処理済作業地との明るさが異なって見える現象を利用し
て、未処理作業地と処理済作業地との境界に対応する2
値化画像情報を得るように構成されたものである。尚、
得られた2値化画像情報は、作業車を上記境界に沿って
自動走行させるための操向制御情報等として用いられる
ことになる。
処理済作業地との明るさが異なって見える現象を利用し
て、未処理作業地と処理済作業地との境界に対応する2
値化画像情報を得るように構成されたものである。尚、
得られた2値化画像情報は、作業車を上記境界に沿って
自動走行させるための操向制御情報等として用いられる
ことになる。
ところで、従来では、撮像手段の撮像信号の最大値がA
/D変換器のダイナミックレンジに対応したレベルとな
るように設定するだけで、撮像信号をA/D変換器にそ
のまま入力するように構成していた。
/D変換器のダイナミックレンジに対応したレベルとな
るように設定するだけで、撮像信号をA/D変換器にそ
のまま入力するように構成していた。
しかしながら、上記従来構成では、撮像信号をA/D変
換器にそのまま入力するように構成していたので、上記
未処理作業地と処理済作業地との明るさの差が小さい場
合には、A/D変換器にて変換された濃度値の差が小さ
くなり、各画素の濃度値を微分した微分値の値が全体に
小さくなって、設定閾値で2値化しても境界に対応する
2値化画像情報が得られなくなる虞れがある。
換器にそのまま入力するように構成していたので、上記
未処理作業地と処理済作業地との明るさの差が小さい場
合には、A/D変換器にて変換された濃度値の差が小さ
くなり、各画素の濃度値を微分した微分値の値が全体に
小さくなって、設定閾値で2値化しても境界に対応する
2値化画像情報が得られなくなる虞れがある。
ちなみに、撮像条件を一定にするために、撮像手段の視
野内を一定の明るさに照光して撮像したり、あるいは、
撮像信号を増幅してA/D変換器に入力することが考え
られるが、一定の明るさで撮像しても、未処理作業地と
処理済作業地との明るさの差が小さい場合には、撮像信
号上における明るさの差つまりコントラストを大幅に改
善することは困難である。又、撮像信号は、撮像する明
るさが大なるほど明るい側に大となるように、設定レベ
ルから正又は負の一方向に変化する直流成分を含んだ信
号として出力されるようになっていることから、境界部
分における明るさの差が適正な値となるように、撮像信
号を直流成分を含んだ状態でそのまま増幅すると、A/
D変換器に入力される撮像信号の最大値が大きくなりす
ぎて、A/D変換器が変換可能な濃度値のダイナミック
レンジを越える虞れがある。
野内を一定の明るさに照光して撮像したり、あるいは、
撮像信号を増幅してA/D変換器に入力することが考え
られるが、一定の明るさで撮像しても、未処理作業地と
処理済作業地との明るさの差が小さい場合には、撮像信
号上における明るさの差つまりコントラストを大幅に改
善することは困難である。又、撮像信号は、撮像する明
るさが大なるほど明るい側に大となるように、設定レベ
ルから正又は負の一方向に変化する直流成分を含んだ信
号として出力されるようになっていることから、境界部
分における明るさの差が適正な値となるように、撮像信
号を直流成分を含んだ状態でそのまま増幅すると、A/
D変換器に入力される撮像信号の最大値が大きくなりす
ぎて、A/D変換器が変換可能な濃度値のダイナミック
レンジを越える虞れがある。
但し、A/D変換器のダイナミックレンジを拡大すれば
、それに入力される信号の振幅が大きくなっても飽和し
ないようにできるが、その場合、適正な2値化を行うた
めには、変換する濃度値の最小分解能を高くする必要が
生じて、A/D変換器が複雑高価になる不利がある。
、それに入力される信号の振幅が大きくなっても飽和し
ないようにできるが、その場合、適正な2値化を行うた
めには、変換する濃度値の最小分解能を高くする必要が
生じて、A/D変換器が複雑高価になる不利がある。
そこで、撮像信号を増幅しないで、2値化のための閾値
を、境界部分における明るさの差に応じて変更設定する
ことも考えられるが、境界部分の明るさの差が小さくな
ると、境界上の画素の微分値とそれ以外の画素の微分値
との差が、A/D変換器にて変換される濃度値の最小分
解能に近づいて、区別できなくなる虞れがある。
を、境界部分における明るさの差に応じて変更設定する
ことも考えられるが、境界部分の明るさの差が小さくな
ると、境界上の画素の微分値とそれ以外の画素の微分値
との差が、A/D変換器にて変換される濃度値の最小分
解能に近づいて、区別できなくなる虞れがある。
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、未処理作業地と処理済作業地との明るさが小
さい場合にも、所望通りに境界に対応する画像情報が得
られるようにすることにある。
の目的は、未処理作業地と処理済作業地との明るさが小
さい場合にも、所望通りに境界に対応する画像情報が得
られるようにすることにある。
本発明による撮像式の境界検出装置の特徴構成は、前記
撮像信号の平均レベルに基づいて、その平均レベルより
も明るい側に大なるレベルとなる信号成分を設定増幅度
で増幅して出力する信号増幅手段が設けられ、その゛信
号増幅手段の出力信号を前記A/D変換器に入力するよ
うに構成されている点にある。
撮像信号の平均レベルに基づいて、その平均レベルより
も明るい側に大なるレベルとなる信号成分を設定増幅度
で増幅して出力する信号増幅手段が設けられ、その゛信
号増幅手段の出力信号を前記A/D変換器に入力するよ
うに構成されている点にある。
つまり、検出すべき明るさの変化が境界に交差する方向
にあることを利用して、その方向に沿って走査されなが
ら出力される撮像信号の平均レベルに基づいて、その平
均レベルよりも明るい側に大なるレベルとなる信号成分
を設定増幅度で増幅すれば、その平均レベルよりも明る
い側に大なる信号成分の明るさ変化のみを拡大した信号
が得られるのである。
にあることを利用して、その方向に沿って走査されなが
ら出力される撮像信号の平均レベルに基づいて、その平
均レベルよりも明るい側に大なるレベルとなる信号成分
を設定増幅度で増幅すれば、その平均レベルよりも明る
い側に大なる信号成分の明るさ変化のみを拡大した信号
が得られるのである。
そして、撮像信号の平均レベルよりも明るい側に大なる
レベルとなる信号成分を設定増幅度で増幅した信号を、
A/D変換器に入力することにより、増幅された明るさ
変化に対応する濃度値に変換させるのである。
レベルとなる信号成分を設定増幅度で増幅した信号を、
A/D変換器に入力することにより、増幅された明るさ
変化に対応する濃度値に変換させるのである。
従って、A/D変換器のダイナミックレンジや最小分解
能を増大させることなく、未処理作業地と処理済作業地
との明るさの差を強調させることができるので、未処理
作業地と処理済作業地との明暗の差が小さい場合にも、
適正通りに境界を検出できるに至った。
能を増大させることなく、未処理作業地と処理済作業地
との明るさの差を強調させることができるので、未処理
作業地と処理済作業地との明暗の差が小さい場合にも、
適正通りに境界を検出できるに至った。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第7図及び第8図に示すように未処理作業地としての未
刈地(B) と処理済作業地としての既刈地(C)との
境界(L)に沿って自動走行する芝刈り用の作業車(V
)に、走行前方側の作業地を二次元方向に亘って撮像す
る撮像手段としてのイメージセンサ(S1)が、走行前
方側の前記境界(L)に対応する箇所を斜め上方から撮
像するように設けられている。
刈地(B) と処理済作業地としての既刈地(C)との
境界(L)に沿って自動走行する芝刈り用の作業車(V
)に、走行前方側の作業地を二次元方向に亘って撮像す
る撮像手段としてのイメージセンサ(S1)が、走行前
方側の前記境界(L)に対応する箇所を斜め上方から撮
像するように設けられている。
尚、第7図中、(1)は前輪、(2)は後輪、(3)は
モーアである。
モーアである。
前記イメージセンサ(S1)の撮像視野(A)について
説明すれば、第6図にも示すように、前記作業車(V)
が、前記未刈地(B)と既刈地(C)との境界(L)に
対して適正状態に沿っている状態において、前記境界(
L)が、前記イメージセンサ(S1)の撮像視野(A)
の横幅方向中央を車体進行方向に通る基準線(Lo)に
一致する状態となるように設定しである。
説明すれば、第6図にも示すように、前記作業車(V)
が、前記未刈地(B)と既刈地(C)との境界(L)に
対して適正状態に沿っている状態において、前記境界(
L)が、前記イメージセンサ(S1)の撮像視野(A)
の横幅方向中央を車体進行方向に通る基準線(Lo)に
一致する状態となるように設定しである。
そして、後述の如く、前記基準線(Lo)に対する検出
された境界(L)の傾き(ψ)と、前記撮像視野(A)
の中央における横幅方向でのずれ(δ)の両方を零に近
づけるように、操向制御することになる。
された境界(L)の傾き(ψ)と、前記撮像視野(A)
の中央における横幅方向でのずれ(δ)の両方を零に近
づけるように、操向制御することになる。
但し、詳述はしないが、第8図にも示すように、周囲を
既刈地(C)で囲まれた未刈地(B)の−辺から対辺に
至る区間が一つの作業行程として設定されている。そし
て、前記作業車(V)は、前記イメージセンサ(S、)
の撮像情報から検出される前記境界(L)に対応する直
線の情報に基づいて、前記(L)に沿って自動走行する
ように操向制御されながら、一つの作業行程での終端と
なる前記未刈地(B)の対辺に達するに伴って、その作
業行程に交差する方向の次の作業行程の始端部に向けて
自動的にターンすることを繰り返して、いわゆる回り刈
り形式で所定範囲の芝刈り作業を自動的に行うように走
行制御されることになる。
既刈地(C)で囲まれた未刈地(B)の−辺から対辺に
至る区間が一つの作業行程として設定されている。そし
て、前記作業車(V)は、前記イメージセンサ(S、)
の撮像情報から検出される前記境界(L)に対応する直
線の情報に基づいて、前記(L)に沿って自動走行する
ように操向制御されながら、一つの作業行程での終端と
なる前記未刈地(B)の対辺に達するに伴って、その作
業行程に交差する方向の次の作業行程の始端部に向けて
自動的にターンすることを繰り返して、いわゆる回り刈
り形式で所定範囲の芝刈り作業を自動的に行うように走
行制御されることになる。
次に、前記イメージセンサ(S1)の撮像情報に基づい
て、前記境界(いに対応する情報を検出するための制御
構成について説明する。
て、前記境界(いに対応する情報を検出するための制御
構成について説明する。
但し、以下に説明する境界検出は、前記既刈地(C)が
前記未刈地(B)よりも明るく見えることから、前記境
界(L)部分での前記既刈地(C)と未刈地(B)との
明るさの差が、前記既刈地(C)内や前記未刈地(B)
内における明るさの差よりも大きくなることを利用して
行われるように構成されている。
前記未刈地(B)よりも明るく見えることから、前記境
界(L)部分での前記既刈地(C)と未刈地(B)との
明るさの差が、前記既刈地(C)内や前記未刈地(B)
内における明るさの差よりも大きくなることを利用して
行われるように構成されている。
第1図に示すように、前記イメージセンサ(S1)から
出力される信号の波形整形等を行う波形処理回路(4)
と、その波形処理回路(4)の出力信号つまり撮像信号
(PI)(第2図参照)の平均レベルより明るい側に大
となる信号成分を設定増幅度で増幅する信号増幅手段と
しての信号増幅回路(100)と、その出力信号(P3
)(第2図参照)の信号レベルを、二次元方向に並ぶ各
画素夫々に対応して設定段階に量子化した明るさの濃度
値に変換するA/D変換器(5)と、そのA/D変換器
(5)の出力を二次元方向に並ぶ各画素夫々の位置に対
応する状態で記憶する画像メモリ(6)と、前記イメー
ジセンサ(S1)や前記各回路の作動の制御、及び、前
記画像メモリ(6)に記憶された情報に基づいて前記境
界(L)に対応する情報を検出するための各手段を構成
するマイクロコンビニータ利用の制御装置(7)と、前
記制御装置(7)にて自動的に操作される操向用アクチ
ユエータ(8)とが設けられている。
出力される信号の波形整形等を行う波形処理回路(4)
と、その波形処理回路(4)の出力信号つまり撮像信号
(PI)(第2図参照)の平均レベルより明るい側に大
となる信号成分を設定増幅度で増幅する信号増幅手段と
しての信号増幅回路(100)と、その出力信号(P3
)(第2図参照)の信号レベルを、二次元方向に並ぶ各
画素夫々に対応して設定段階に量子化した明るさの濃度
値に変換するA/D変換器(5)と、そのA/D変換器
(5)の出力を二次元方向に並ぶ各画素夫々の位置に対
応する状態で記憶する画像メモリ(6)と、前記イメー
ジセンサ(S1)や前記各回路の作動の制御、及び、前
記画像メモリ(6)に記憶された情報に基づいて前記境
界(L)に対応する情報を検出するための各手段を構成
するマイクロコンビニータ利用の制御装置(7)と、前
記制御装置(7)にて自動的に操作される操向用アクチ
ユエータ(8)とが設けられている。
但し、前記制御装置(7)を利用して、前記A/D変換
器にて変換された濃度値に基づいて前記各画素夫々の微
分値を求める微分手段(101)、及び、前記微分値が
設定閾値よりも大なる画素を抽出する2値化手段(10
2)の夫々が構成されることになる。
器にて変換された濃度値に基づいて前記各画素夫々の微
分値を求める微分手段(101)、及び、前記微分値が
設定閾値よりも大なる画素を抽出する2値化手段(10
2)の夫々が構成されることになる。
尚、前記イメージセンサ(S+)は、前記境界(’L’
)に交差する水平方向に沿い且つ前記境界(L)の長平
方向つまり垂直方向に並ぶ複数個の走査ラインを順次走
査しながら、二次元方向に並ぶ各画素夫々の明るさに対
応する撮像信号を出力するように構成されている。
)に交差する水平方向に沿い且つ前記境界(L)の長平
方向つまり垂直方向に並ぶ複数個の走査ラインを順次走
査しながら、二次元方向に並ぶ各画素夫々の明るさに対
応する撮像信号を出力するように構成されている。
そして、前記画像メモリ(6)に記憶される二次元方向
に並ぶ各画素夫々の濃度値は、前記イメージセンサ(S
1)にて撮像された画像情報を、32X32画素の画素
密度に量子化した状態となるようにしである。
に並ぶ各画素夫々の濃度値は、前記イメージセンサ(S
1)にて撮像された画像情報を、32X32画素の画素
密度に量子化した状態となるようにしである。
従って、前記波形処理回路(4)から出力される撮像信
号(PI)(第2図参照)は、前記イメージセンサ(S
+)の撮像視野(A)内において、前記未刈地(B)が
左側に位置し、且つ、前記既刈地(C)が右側に位置し
ている場合(第6図参照)には、各走査ライン毎に、そ
の明るさに対応して接地レベルから正の方向に増大し、
且つ、前記境界(L)に対応する部分で他の部分よりも
大きく段差が生じた状態となる直流成分を含む信号とし
て、繰り返し出力されることになる。
号(PI)(第2図参照)は、前記イメージセンサ(S
+)の撮像視野(A)内において、前記未刈地(B)が
左側に位置し、且つ、前記既刈地(C)が右側に位置し
ている場合(第6図参照)には、各走査ライン毎に、そ
の明るさに対応して接地レベルから正の方向に増大し、
且つ、前記境界(L)に対応する部分で他の部分よりも
大きく段差が生じた状態となる直流成分を含む信号とし
て、繰り返し出力されることになる。
前記信号増幅回路(100)について説明すれば、前記
波形処理回路(4)から出力される撮像信号(P1)の
交流成分のみを設定増幅度で増幅する増幅器(9)と、
その増幅器(9)の出力信号の高周波数成分を除去して
細かい明るさ変化を平滑化するためのフィルタ回路(1
0)と、そのフィルタ回路(10)の出力信号を、接地
レベルを基準として正の信号成分のみを通過させる整流
回路(11)とから構成されている。
波形処理回路(4)から出力される撮像信号(P1)の
交流成分のみを設定増幅度で増幅する増幅器(9)と、
その増幅器(9)の出力信号の高周波数成分を除去して
細かい明るさ変化を平滑化するためのフィルタ回路(1
0)と、そのフィルタ回路(10)の出力信号を、接地
レベルを基準として正の信号成分のみを通過させる整流
回路(11)とから構成されている。
尚、図中、(12)は、前記増幅器(9)の入力端子部
分に設けられた直流阻止用のカップリングコンデンサ、
(ZD)は、前記増幅器(9)の出力信号の最大振幅を
、前記A/D変換器(5)の最大入力信号レベルに制限
するためのツェナーダイオードである。
分に設けられた直流阻止用のカップリングコンデンサ、
(ZD)は、前記増幅器(9)の出力信号の最大振幅を
、前記A/D変換器(5)の最大入力信号レベルに制限
するためのツェナーダイオードである。
つまり、前記波形処理回路(4)から出力される撮像信
号(P1)は、撮像された明るさに応じて接地レベルか
ら正の方向に増減する振幅となる直流成分を含む信号で
あるが、前記コンデンサ(12)にて、その直流成分の
通過を阻止して、設定増幅度で増幅すると、その増幅さ
れた出力信号(P2)(第2図参照)は、前記撮像信号
(P、)の平均レベルが接地レベルに一致する状態で、
その接地レベルを中心に正負両側に向けて変化する信号
に変換されることになる。
号(P1)は、撮像された明るさに応じて接地レベルか
ら正の方向に増減する振幅となる直流成分を含む信号で
あるが、前記コンデンサ(12)にて、その直流成分の
通過を阻止して、設定増幅度で増幅すると、その増幅さ
れた出力信号(P2)(第2図参照)は、前記撮像信号
(P、)の平均レベルが接地レベルに一致する状態で、
その接地レベルを中心に正負両側に向けて変化する信号
に変換されることになる。
そして、前記整流回路(11)によって、前記フィルタ
回路(10)を介して出力される前記増幅器(9)の出
力信号(P2)から、前記接地レベルに対して正の信号
成分のみを抽出させると、その抽出された信号つまり前
記信号増幅回路(100)の出力信号(P3)(第2図
参照)は、前記未刈地(B)と既刈地(C) との明る
さの差を相対的に拡大した信号となるのである。
回路(10)を介して出力される前記増幅器(9)の出
力信号(P2)から、前記接地レベルに対して正の信号
成分のみを抽出させると、その抽出された信号つまり前
記信号増幅回路(100)の出力信号(P3)(第2図
参照)は、前記未刈地(B)と既刈地(C) との明る
さの差を相対的に拡大した信号となるのである。
従って、前記A/D変換器(5)にて変換され、前記画
像メモリ(6)に記憶される二次元方向に並ぶ各画素夫
々の明るさに対応する濃度値は、前記未刈地(B)と既
刈地([’)との相対的な明るさの差に対応する値とな
るが、後述の如く、前記境界(L)に対応する直線を求
めるために、2値化処理を行って、明るさの差が大なる
画素のみを抽出するので、明るさの絶対的な値は不要で
あり、問題にはならないのである。
像メモリ(6)に記憶される二次元方向に並ぶ各画素夫
々の明るさに対応する濃度値は、前記未刈地(B)と既
刈地([’)との相対的な明るさの差に対応する値とな
るが、後述の如く、前記境界(L)に対応する直線を求
めるために、2値化処理を行って、明るさの差が大なる
画素のみを抽出するので、明るさの絶対的な値は不要で
あり、問題にはならないのである。
次に、第3図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置(7) の動作を説明しながら、前記境界(L)
を検出するための各手段について詳述する。
御装置(7) の動作を説明しながら、前記境界(L)
を検出するための各手段について詳述する。
前記作業車(V)が設定距離を走行する毎に、又は、設
定時間毎に、前記イメージセンサ(S1)からの撮像信
号(P1)を取り込む撮像処理が行われることになり、
その撮像処理によって、一画面分の前記撮像信号(Pυ
が・、前記A/D変換器(5)にて二次元方向に並ぶ各
画素夫々に対応した明るさの濃度値に変換され、そして
、前記画像メモリ(6)に記憶されることになる。
定時間毎に、前記イメージセンサ(S1)からの撮像信
号(P1)を取り込む撮像処理が行われることになり、
その撮像処理によって、一画面分の前記撮像信号(Pυ
が・、前記A/D変換器(5)にて二次元方向に並ぶ各
画素夫々に対応した明るさの濃度値に変換され、そして
、前記画像メモリ(6)に記憶されることになる。
次に、前記画像メモリ(6)に記憶された各画素夫々に
対応する濃度値の前記境界(L)に交差するX軸方向に
おける微分値(IP)が、処理対象となる画素(G、)
の周囲に隣接する8近傍画素(Gs〜G4. Gs〜G
、)夫々の濃度値に基づいて、下記(i)式から求めら
れることになる。(第4図参照) IP(Gs) = l (Gl+G4+G7)−(G3
+G、+69) l・・・・・・(1)つまり、上記(
i)式によって微分値(IP)を求める処理が、前記微
分手段(101)に対応することになる。
対応する濃度値の前記境界(L)に交差するX軸方向に
おける微分値(IP)が、処理対象となる画素(G、)
の周囲に隣接する8近傍画素(Gs〜G4. Gs〜G
、)夫々の濃度値に基づいて、下記(i)式から求めら
れることになる。(第4図参照) IP(Gs) = l (Gl+G4+G7)−(G3
+G、+69) l・・・・・・(1)つまり、上記(
i)式によって微分値(IP)を求める処理が、前記微
分手段(101)に対応することになる。
そして、上記(i)式にて求められた各画素の微分値(
IP)が予め設定された設定閾値よりも大となる画素を
抽出して、前記画像メモリ(6)に記憶される画像情報
を2値化することになる。
IP)が予め設定された設定閾値よりも大となる画素を
抽出して、前記画像メモリ(6)に記憶される画像情報
を2値化することになる。
つまり、この2値化の処理が、前記2値化手段(102
)に対応することになる。
)に対応することになる。
2値化処理によって明るさ変化が大なる画素を抽出した
後は、ハフ変換を利用して、抽出された画素を通り、且
つ、複数段階に設定された傾きとなる複数本の直線を求
め、その複数本の直線のうちで最大頻度となる一つの直
線を、前記境界(L)に対応する直線として抽出するこ
とになる。
後は、ハフ変換を利用して、抽出された画素を通り、且
つ、複数段階に設定された傾きとなる複数本の直線を求
め、その複数本の直線のうちで最大頻度となる一つの直
線を、前記境界(L)に対応する直線として抽出するこ
とになる。
説明を加えれば、ハフ変換においては、抽出された画素
を通る複数本の直線を、下記(ii )式に基づいて、
前記イメージセンサ(S+)の撮像視野(A)の中心を
通るX軸を極座標系における基準線として、そのX軸に
対して0度〜180度の範囲において予め複数段階に設
定された傾き(θ)と、原点つまり画面中央からの距離
(ρ)との組み合わせとして求めることになる(第5図
参照)。
を通る複数本の直線を、下記(ii )式に基づいて、
前記イメージセンサ(S+)の撮像視野(A)の中心を
通るX軸を極座標系における基準線として、そのX軸に
対して0度〜180度の範囲において予め複数段階に設
定された傾き(θ)と、原点つまり画面中央からの距離
(ρ)との組み合わせとして求めることになる(第5図
参照)。
p=x”cosθ+y 令sinθ ・−・−・(ii
)そして、一つの画素について、前記複数段階に設定
された傾き(θ)の値が180度に達するまで、求めた
各直線の頻度を計数するための二次元ヒストグラムを加
算する処理を繰り返した後、抽出された全画素を通る複
数種の直線の頻度を、各抽出画素毎に計数することにな
る。
)そして、一つの画素について、前記複数段階に設定
された傾き(θ)の値が180度に達するまで、求めた
各直線の頻度を計数するための二次元ヒストグラムを加
算する処理を繰り返した後、抽出された全画素を通る複
数種の直線の頻度を、各抽出画素毎に計数することにな
る。
全抽出画素に対する直線の頻度の計数が完了した後は、
前記二次元ヒストグラムに加算された値から、最大頻度
となる前記傾き(θ)と前記距離(ρ)の組み合わせを
求めることにより、最大頻度となる一つの直線(Lx)
(第5図参照)を決定し、その直線を、前記イメージセ
ンサ(S1)の撮像面において前記境界(L)に対応す
る直線として求めることになる。
前記二次元ヒストグラムに加算された値から、最大頻度
となる前記傾き(θ)と前記距離(ρ)の組み合わせを
求めることにより、最大頻度となる一つの直線(Lx)
(第5図参照)を決定し、その直線を、前記イメージセ
ンサ(S1)の撮像面において前記境界(L)に対応す
る直線として求めることになる。
但し、前記ハフ変換を利用して求めた最大頻度の直線(
LX)は、前記イメージセンサ(S1)の撮像面におけ
る直線であり、実際の地表面における前記撮像視野(A
)に対応する情報ではないことから、予め実測した地表
面での前記イメージセンサ(S1)の撮像視野(A)の
形状と大きさの記憶情報と、前記最大頻度の直線(Lx
)が通る撮像面での画素の位置(a、 b、 c) (
第5図参照)とに基づいて、前記基準線(Lo)に対す
る傾き(ψ)と横幅方向でのずれ(δ)との値として設
定される地表面上における直線の情報に変換することに
なる。
LX)は、前記イメージセンサ(S1)の撮像面におけ
る直線であり、実際の地表面における前記撮像視野(A
)に対応する情報ではないことから、予め実測した地表
面での前記イメージセンサ(S1)の撮像視野(A)の
形状と大きさの記憶情報と、前記最大頻度の直線(Lx
)が通る撮像面での画素の位置(a、 b、 c) (
第5図参照)とに基づいて、前記基準線(Lo)に対す
る傾き(ψ)と横幅方向でのずれ(δ)との値として設
定される地表面上における直線の情報に変換することに
なる。
すなわち、第6図に示すように、前記境界(L)に交差
する方向となる前記撮像視野(A)の前後2辺の長さ(
f、)、(1’32)、視野中央を撮像する画素の位置
(X・16. y=16)における前記撮像視野(A)
の横幅方向の長さ(I116)、及び、前記前後2辺間
の距離(h)とを、予め実測して、前記制御装置(7)
に記憶させておくことになる。そして、前記撮像面にお
ける直線(Lx)が前記撮像視野(A)の前後2辺に対
応するX軸に交差する画素の位置(a、 b) (y=
1. y=32となる位置)のX座標の値(Xl、X3
□)と、前記直線(Lx)が画面中央を通るX軸に交差
する画素のX座標の値(X、6)とを、上記(11)式
を変形した下記(iii )式から求める。
する方向となる前記撮像視野(A)の前後2辺の長さ(
f、)、(1’32)、視野中央を撮像する画素の位置
(X・16. y=16)における前記撮像視野(A)
の横幅方向の長さ(I116)、及び、前記前後2辺間
の距離(h)とを、予め実測して、前記制御装置(7)
に記憶させておくことになる。そして、前記撮像面にお
ける直線(Lx)が前記撮像視野(A)の前後2辺に対
応するX軸に交差する画素の位置(a、 b) (y=
1. y=32となる位置)のX座標の値(Xl、X3
□)と、前記直線(Lx)が画面中央を通るX軸に交差
する画素のX座標の値(X、6)とを、上記(11)式
を変形した下記(iii )式から求める。
但し、Yiは、夫々1.16.32を代入することにな
る。
る。
そして、上記(iii )式にて求められたX軸での座
標値に基づいて、下記(iv)式及び(v)式から、地
表面において前記撮像視野(A)の中央を通る前記基準
線(Lo)に対する傾き(ψ)と、撮像視野中心におけ
る横幅方向ので距離(δ)とを求め、前記傾き(ψ)と
前記距離(δ)との値を、地表面における補正された直
線つまり前記境界(L)に対応する直線の位置情報とし
て算出することになる。
標値に基づいて、下記(iv)式及び(v)式から、地
表面において前記撮像視野(A)の中央を通る前記基準
線(Lo)に対する傾き(ψ)と、撮像視野中心におけ
る横幅方向ので距離(δ)とを求め、前記傾き(ψ)と
前記距離(δ)との値を、地表面における補正された直
線つまり前記境界(L)に対応する直線の位置情報とし
て算出することになる。
上記実施例では、平均レベルよりも明るい側に大なる信
号成分を増幅する信号増幅手段(100)を、前記撮像
信号(P、)の交流成分を設定増幅度で増幅する増幅器
(9)と、その出力信号(P2)を整流する整流回路(
11)とで構成した場合を例示したが、前記撮像信号(
P1)の平均レベルを予め検出して記憶させ、前記撮像
信号(P1)と記憶させた平均レベルとの差を、設定増
幅度で増幅させるように構成してもよい。
号成分を増幅する信号増幅手段(100)を、前記撮像
信号(P、)の交流成分を設定増幅度で増幅する増幅器
(9)と、その出力信号(P2)を整流する整流回路(
11)とで構成した場合を例示したが、前記撮像信号(
P1)の平均レベルを予め検出して記憶させ、前記撮像
信号(P1)と記憶させた平均レベルとの差を、設定増
幅度で増幅させるように構成してもよい。
すなわち、第9図に示すように、前記第1図における増
幅器(9) に代えて、差動増幅器(14)が設けられ
、その差動増幅器(14)の正転側入力端子に入力され
る前記撮像信号(P、)と前記差動増幅器(14)の出
力信号の何れを、前記A/D変換器(5)に人力するか
を切り換える切り換え器(15)と、求めた平均レベル
を前記各走査ライン毎に記憶する記憶手段としての平均
値メモリ(16)と、その記憶値をD/A変換して前記
差動増幅器(14)の反転入力端子に入力するD/A変
換器(17)とが設けられている。
幅器(9) に代えて、差動増幅器(14)が設けられ
、その差動増幅器(14)の正転側入力端子に入力され
る前記撮像信号(P、)と前記差動増幅器(14)の出
力信号の何れを、前記A/D変換器(5)に人力するか
を切り換える切り換え器(15)と、求めた平均レベル
を前記各走査ライン毎に記憶する記憶手段としての平均
値メモリ(16)と、その記憶値をD/A変換して前記
差動増幅器(14)の反転入力端子に入力するD/A変
換器(17)とが設けられている。
説明を加えれば、例えば、自動走行の開始前に、前記波
形処理回路(4)から出力される前記撮像信号(P1)
が、前記A/D変換器(5)に増幅されないでそのまま
入力される状態となるように、前記制御装置(8)にて
前記切り換え器(15)を切り換え操作させた状態で撮
像処理させ、引き続き、前記制御装置(8)にて、前記
画像メモリ(6)に記憶された各走査ライン毎の各画素
の濃度値の平均値を求めさせ、求めた各走査ライン毎の
濃度値の平均値を、各走査ラインの夫々に対応して読み
出せる状態で、前記平均値メモリ(16)に記憶させる
。
形処理回路(4)から出力される前記撮像信号(P1)
が、前記A/D変換器(5)に増幅されないでそのまま
入力される状態となるように、前記制御装置(8)にて
前記切り換え器(15)を切り換え操作させた状態で撮
像処理させ、引き続き、前記制御装置(8)にて、前記
画像メモリ(6)に記憶された各走査ライン毎の各画素
の濃度値の平均値を求めさせ、求めた各走査ライン毎の
濃度値の平均値を、各走査ラインの夫々に対応して読み
出せる状態で、前記平均値メモリ(16)に記憶させる
。
次に、自動走行が開始されるに伴って、前記切り換え器
(15)を、前記差動増幅器(14)の出力信号(P、
)が前記A/D変換器(5)に人力される状態に切り換
えると共に、前記イメージセンサ(S、)からの信号出
力の走査に同期させた状態で、各走査ライン毎に、前記
平均値メモIJ(16)に記憶された平均値を読み出し
て、前記D/A変換器(17)にてアナログ値に変換さ
せながら、撮像処理させることになる。
(15)を、前記差動増幅器(14)の出力信号(P、
)が前記A/D変換器(5)に人力される状態に切り換
えると共に、前記イメージセンサ(S、)からの信号出
力の走査に同期させた状態で、各走査ライン毎に、前記
平均値メモIJ(16)に記憶された平均値を読み出し
て、前記D/A変換器(17)にてアナログ値に変換さ
せながら、撮像処理させることになる。
つまり、前記差動増幅器(14)は、各走査ライン毎に
、前記撮像信号(P1)と前記平均値メモリ(16)に
記憶された平均値との差を設定増幅度で増幅することに
なる。従って、前記差動増幅器(14)の出力信号は、
前記第1実施例における信号増幅回路(100)の出力
信号(P3)(第2図参照)と同じく、前記撮像信号(
P1)の平均レベルよりも明るい側に大なるレベルとな
る信号成分のみを設定増幅度で増幅した信号となるので
ある。
、前記撮像信号(P1)と前記平均値メモリ(16)に
記憶された平均値との差を設定増幅度で増幅することに
なる。従って、前記差動増幅器(14)の出力信号は、
前記第1実施例における信号増幅回路(100)の出力
信号(P3)(第2図参照)と同じく、前記撮像信号(
P1)の平均レベルよりも明るい側に大なるレベルとな
る信号成分のみを設定増幅度で増幅した信号となるので
ある。
但し、自動走行中において、境界検出の処理が起動され
る毎に、2回連続して撮像処理させ、1回目の撮像処理
では、前記平均値を求めて記憶させる処理を行わせ、2
回目の撮像処理では、1回目の撮像処理にて求めた平均
値との差を増幅して、その増幅された信号の濃度値に基
づいて境界を検出させるようにしてもよい。
る毎に、2回連続して撮像処理させ、1回目の撮像処理
では、前記平均値を求めて記憶させる処理を行わせ、2
回目の撮像処理では、1回目の撮像処理にて求めた平均
値との差を増幅して、その増幅された信号の濃度値に基
づいて境界を検出させるようにしてもよい。
又、上記実施例では、本発明を、芝刈り用の作業車にお
ける未刈地(B)と既刈地(C)との境界(L)に対応
する直線の地表面における位置情報を検出するための手
段に適用した場合を例示したが、2値化された画像情報
に基づいて境界(L)に対応する情報を求めるための各
部の具体構成や、作業車各部の具体構成、並びに、検出
された境界の位置情報の利用形態は、各種変更できる。
ける未刈地(B)と既刈地(C)との境界(L)に対応
する直線の地表面における位置情報を検出するための手
段に適用した場合を例示したが、2値化された画像情報
に基づいて境界(L)に対応する情報を求めるための各
部の具体構成や、作業車各部の具体構成、並びに、検出
された境界の位置情報の利用形態は、各種変更できる。
又、検出する境界や作業地の具体的な形態等も、各種変
更できる。
更できる。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。
図面は本発明に係る撮像式の境界検出装置の実施例を示
し、第1図は制御構成のブロック図、第2図は信号波形
の説明図、第3図は境界検出処理のフローチャート、第
4図は微分処理の説明図、第5図はハフ変換の説明図、
第6図は撮像視野の説明図、第7図は作業車の概略側面
図、第8図は作業地の概略平面図、第9図は別実施例の
ブロック図である。 (B)・・・・・・未処理作業地、(C)・・・・・・
処理済作業地、(L)・・・・・・境界、(S1)・・
・・・・撮像手段、(5)・・・・・・A/D変換器、
(9)・・・・・・増幅器、(11)・・・・・・整流
回路、(14)・・・・・・差動増幅器、(16)・・
・・・・記憶手段、(100)・・・・・・信号増幅手
段、(101)・・・・・・微分手段、(102)・・
・・・・2値化手役。
し、第1図は制御構成のブロック図、第2図は信号波形
の説明図、第3図は境界検出処理のフローチャート、第
4図は微分処理の説明図、第5図はハフ変換の説明図、
第6図は撮像視野の説明図、第7図は作業車の概略側面
図、第8図は作業地の概略平面図、第9図は別実施例の
ブロック図である。 (B)・・・・・・未処理作業地、(C)・・・・・・
処理済作業地、(L)・・・・・・境界、(S1)・・
・・・・撮像手段、(5)・・・・・・A/D変換器、
(9)・・・・・・増幅器、(11)・・・・・・整流
回路、(14)・・・・・・差動増幅器、(16)・・
・・・・記憶手段、(100)・・・・・・信号増幅手
段、(101)・・・・・・微分手段、(102)・・
・・・・2値化手役。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、未処理作業地(B)と処理済作業地(C)との境界
(L)に対応する箇所を二次元方向に亘って撮像する撮
像手段(S_1)が設けられ、その撮像手段(S_1)
は、前記境界(L)に交差する方向に沿い且つ前記境界
(L)の長手方向に並ぶ複数個の走査ラインを順次走査
しながら、二次元方向に並ぶ各画素夫々の明るさに対応
する撮像信号を出力するように構成され、そして、前記
撮像手段(S_1)から出力される撮像信号に基づいて
前記各画素夫々の明るさに対応する値を設定段階に量子
化した濃度値に変換するA/D変換器(5)、前記濃度
値に基づいて前記各画素夫々の微分値を求める微分手段
(101)、及び、前記微分値が設定閾値よりも大なる
画素を抽出する2値化手段(102)の夫々が設けられ
た撮像式の境界検出装置であって、前記撮像信号の平均
レベルに基づいて、その平均レベルよりも明るい側に大
なるレベルとなる信号成分を設定増幅度で増幅して出力
する信号増幅手段(100)が設けられ、その信号増幅
手段(100)の出力信号を前記A/D変換器(5)に
入力するように構成されている撮像式の境界検出装置。 2、前記信号増幅手段(100)は、前記撮像手段(S
_1)の出力信号の交流成分を設定増幅度で増幅する増
幅器(9)と、その増幅器(9)の出力信号から前記平
均レベルよりも明るい側に対応する正又は負の一方向の
信号成分を抽出する整流回路(11)とから構成されて
いる請求項1記載の撮像式の境界検出装置。 3、前記信号増幅手段(100)は、前記各走査ライン
毎の前記撮像信号の平均レベルを記憶する記憶手段(1
6)と、前記各走査ライン毎に、前記撮像信号と前記記
憶手段(16)に記憶された平均レベルとの差分を設定
増幅度で増幅する差動増幅器(14)とから構成されて
いる請求項1記載の撮像式の境界検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026868A JPH01201778A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 撮像式の境界検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026868A JPH01201778A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 撮像式の境界検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201778A true JPH01201778A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12205268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63026868A Pending JPH01201778A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 撮像式の境界検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201778A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5334428A (en) * | 1976-09-11 | 1978-03-31 | Fujitsu Ltd | Detecting circuit for video information |
| JPS56161777A (en) * | 1980-05-16 | 1981-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | Facsimile device |
| JPS6270916A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Kubota Ltd | 自動走行作業車用の境界検出方法 |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP63026868A patent/JPH01201778A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5334428A (en) * | 1976-09-11 | 1978-03-31 | Fujitsu Ltd | Detecting circuit for video information |
| JPS56161777A (en) * | 1980-05-16 | 1981-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | Facsimile device |
| JPS6270916A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Kubota Ltd | 自動走行作業車用の境界検出方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5012396B2 (ja) | 白線検出装置、駐停車支援装置および白線検出方法 | |
| CN109993761B (zh) | 一种三值图像获取方法、装置及车辆 | |
| CN113096145B (zh) | 基于霍夫变换及线性回归的目标边界检测方法及装置 | |
| JPH01201778A (ja) | 撮像式の境界検出装置 | |
| JPS6270916A (ja) | 自動走行作業車用の境界検出方法 | |
| US20210090260A1 (en) | Deposit detection device and deposit detection method | |
| JPH087785B2 (ja) | 2値化処理装置 | |
| JP2005078445A (ja) | 画像処理装置 | |
| JPH07222504A (ja) | 自律走行作業車の走行制御方法 | |
| CN106971186A (zh) | 一种智能交通监控系统 | |
| JPS6224310A (ja) | 自動走行作業車用の境界検出装置 | |
| JPH04325003A (ja) | 作物列検出装置 | |
| CN113160181B (zh) | 一种基于图像识别的成堆型材计数方法 | |
| JP2868233B2 (ja) | 車両の移動検出装置 | |
| JP2008181261A (ja) | 対象物の輪郭線抽出方法及び装置 | |
| KR100442114B1 (ko) | 히스토그램의 극대점 탐색에 의한 영상이진화 시스템 | |
| JP2797655B2 (ja) | 画像処理方法およびその装置 | |
| JP2959042B2 (ja) | 画像パターン抽出方法 | |
| JPS6395584A (ja) | 視覚装置 | |
| JPH07222505A (ja) | 自律走行作業車の走行制御方法 | |
| JP2000090246A (ja) | ナンバープレート抽出装置 | |
| CN119865709A (zh) | 一种图像处理方法、摄像装置和机器人 | |
| JPH05165519A (ja) | 作物列検出装置 | |
| JPH08219720A (ja) | 電子部品の接合部位置認識方法 | |
| JPS6270917A (ja) | 自動走行作業車用の境界検出装置 |