JPH02127393A - 対象物位置検出装置 - 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〕 本発明はトランス７アークレーンやコンテナクレーン等
の自動運転装置の対象物（コンテナ）の位置決めに適用
される対象物位置検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、トランスファークレーンやコンテナクレー／の運
転作業は、運転員によるマニエアル作業であり、コンテ
ナの位置検出についても運転員の目視によって行なわれ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の如く、従来のクレーンの運転作業は、運転員によ
るマニシアル作業であシ、またコンテナの位置検出は目
視によって行なわれていたので、コンテナ等の移動作業
を自動化することはできなかった。

本発明の課題は、従来運転員がマニ纂アルで行なりてい
たトランスファークレーンやコンテナクレーンのコンテ
ナ等の対象物の移動作業を自動化する丸めに必要なコン
テナ等の位置を検出する対象物位置検出装置を提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による対象物位置検出装置は、ＴＶカメ２と、こ
のＴＶカメラで撮像した映像信号を８ビットでデジタル
化するＡ−Ｄ変換器と、８ビットにデジタル化した映像
信号データ（画像データ）を記憶する画像記憶装置と、
８ビットの前記画像データを２値画像化する２値化処理
装置と、２値画像上の図形の輪郭線の座標を検出する輪
郭線検出装置と、前記輪郭線を直線化しその直線の式を
求める直線化装置と、この直線化装置により求められた
直線の式より対象とした図形の位置を求める演算装置と
、この演算装置により求められた図形の位置を表示する
表示装置とを具備してなることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、対象物（コンテナ〕位置の検出は、対
象とするコンテナを撮影した画像データに対して、 （１）２値化処理による；ンテナの抽出、（２）　　コ
ンテナの輪郭線座標の検出、（３）　　輪郭線の直線化
、 （４）　　コンテナの重心及び傾きの計算、という処理
を実施して行なっている。以下上記処理の作用を説明す
る。

（１）２値化処理によるコンテナの抽出対象とするコン
テナを撮像したＴＶカメラの映像信号は、Ａ−Ｄ変換器
によって８ビットの画像ｒ−タに変換し、さらに２値化
処理装置によって２値画像に変換することによシコンテ
ナが抽出できる。第２図は、２値化処理装置の処理フロ
ー図を示している。

８ビットの画像データに対して大津の方法に゛よシ２値
化用のしきい値ｋを演算する。（大津の方法の参考文献
：大津展之、判別および最小二乗規準に基づく自動しき
い値選定法、信学誌８０１４ＶｏｌＪ６３−ＤＡ４、Ｐ
、３４９〜Ｐ、３５６）。大津の方法は、８ビットの画
像データの濃度ヒストグラムを作成し、そのヒストグラ
ムをある濃度で２つのクラスに分けるときそのクラス間
分散σ、３を最大にする濃度ｋをしきい値とする手法で
ある。

求めたしきい値ｋによって８ビットの画像データを２値
化する。（コンテナに相当する領域を１゜それ以外の領
域を０とする。）２値化した画像データに対してコンテ
ナに相当する領域の画素数をカウントし、その結果とコ
ンテナが占める予想画素数（コンテナの予想画素数は、
コンテナの大きさ、カメラの視野角、カメラとコンテナ
間の距離によって決まる。）とを比較して、その差があ
る許容範囲以内ならば、２値化処理を終了する。

そうでなければ、２値化した画像と元の８ビットの画像
とのＡＮＤを演算し、その結果の画像に対して、大津の
方法による２値化用のしきい値ｋを演算することを繰返
す。

要するに、２値化処理装置は、２値化処理を繰り返す毎
に、対象とする処理領域を限定していき、その処理領域
が、コンテナの予想面積（画素数）Ｋ違したとき、２値
化処理を終了し、その領域をコンテナとみなすことによ
シ、コンテナを抽出する。

（２）　　コンテナの輪郭線座標の検出抽出し九コンテ
ナの輪郭線座標（Ｘ軸：カメラの水平軸、Ｙ軸：カメラ
の垂直軸とする。）は、輪郭線検出装置で求める。第３
図は輪郭線検出装置の処理フロー図を示している。

いｔ２２値像データを配列ＩＰ（Ｍ、Ｎ）　　（Ｍ　、
　Ｎはそれぞれ、水平、垂直方向の画素数）とすると（
第４図■参照）、２値画像データ上の輪郭点は、例えば
原点をスタート点として、右下方向に走査して１“がた
つ点を探せば求めることができる。

その点の座標をＸ（１）　、　Ｙ（１）とする。

輪郭点の探索は、例えば■コンテナの輪郭線は閉じてい
ること、■右回り方向に探索すること（左回りでも可）
を仮定し、現在の輪郭点Ｐを（Ｘ（１０，Ｙ（Ｋ））、
前回の輪郭点ｑを（Ｘ（Ｋ−１）　、Ｙ（Ｋ−１）　）
、次の輪郭点Ｒを（Ｘ（Ｋ＋１）、Ｙ（Ｋ＋１））とす
ると、現在の輪郭点Ｐを中心とした３×３近傍のデータ
に対して、前回の輪郭点Ｑをスタート点として右回り方
向（左回り方向）に３×３近傍の座標のデータを調べ最
初に＠１”がたつ座標を次の輪郭点（第４図ＣＢ）では
Ｒ）とする方法がある。

輪郭点の探索の終了条件は、次の輪郭点の座標（Ｘ（Ｋ
＋１　）　、　Ｙ（Ｋ＋１　）　）と初期点（Ｘ（１）
　、　Ｙ（１）　＞　２＞Ｅ　−致することを確認すれ
ば実現できる。

（３）輪郭線の直線化 コンテナの輪郭線は本来直線であるべきであるが、各徨
の外乱によってそうでないケースが多々ある。そこで、
直線化装置によって輪郭点データを基に、最小二乗法ま
たはＨｏｕｇｈ変換によシ、輪郭線を直線化し、その方
程式を求める。

（４）　　コンテナの重心及び傾きの計算コンテナの上
面は長方形なので、直線化装置によって４つの直線の方
程式が得られる。演算装置では、この４つの直線の方程
式の傾きやｙ切片の値をコンテナ上面が長方形であるこ
とを基に補正する。さらに、補正後の４つの直線の方程
式の交点を求め、それらをコンテナ（長方形）の頂点と
する。（４点が得られる。）、この４つのコンテナ（長
方形）の頂点よシコンテナ（長方形）の重心及び傾き（
水平座標軸に対する）を演算する。

以上のように流れによって、コンテナ位置（重心と傾き
）の検出が実現できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成を示すグロック図であ
る。以下第１図を基に本発明の一実施例の構成と作用に
ついて説明する。

１はＴＶカメラ、２はＡ−Ｄ変換器、３は画像記憶装置
である。ＴＶカメラ１を鉛直下向きに設置し、対象とす
るコンテナの上面を撮像する。撮像した映倫信号はＡ−
Ｄ変換器２によシ８ピットのデジタルデータ（画像デー
タ）に変換し、画像記憶装置３に一旦記憶する。

４は２値化処理装置、５は輪郭線検出装置、６は直線化
装置、７は演算装置である。

画像記憶装置３より読み出した８ビットの画像データに
対して２値化処理装置４によって画像データを２値化し
、コンテナの抽出を行なう。次にこの２値化データに対
して輪郭線検出装置５にょシ、画像上のコンテナの輪郭
線を求める。さらに、直線化装置６によシ、輪郭線に含
まれた外乱（ノイズ）を除去し輪郭線を直線化し、その
方程式を求める（４つ得られる）。演算装置７は、求め
た直線の方程式の傾きとｙ切片をコンテナの上面が長方
形であることを基に補正し、補正後の直線の交点を求め
コンテナ（長方形）の頂点の座標とする。この頂点の座
標よシコンテナ上面の重心と傾きを演算し、表示装置８
に表示する。

以上のように、本発明の装置によってコンテナ上面の重
心と傾きの検出が可能となり、トランスファークレーン
やコンテナクレーンのトロリー（ｉたはスプレッダ−）
の自動化運転（自動位置決め）が実現できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来運転員が目視で実施していたコン
テナ上面の位置（重心や傾き）の検出をオンラインでか
つ自動的に行なえる。さらに、本発明装置を適用するこ
とによって、トランスファークレーンやコンテナクレー
ン等の運転の自動化が可能になるという波及効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は第１図における２値化処理装置の処理フローを
示す図、第３図は第１図における輪郭線検出装置の処理
フローを示す図、第４図（４）は第１図における２値画
像データＩＰ（Ｍ、Ｎ）の説明図、第４図（Ｂ）は、第
１図における輪郭点検出の原理図である。 １・・・ＴＶカメラ、２・・・Ａ−Ｄ変換器、３・・・
画像記憶装置、４・・・２値化処理装置、５・・・輪郭
線検出装置、６・・・直線化装置、７・・・演算装置、
８・・・表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＴＶカメラと、このＴＶカメラで撮像した映像信号を８
   ビットでデジタル化するＡ−Ｄ変換器と、８ビットにデ
   ジタル化した映像信号データ（画像データ）を記憶する
   画像記憶装置と、８ビットの前記画像データを２値画像
   化する２値化処理装置と、２値画像上の図形の輪郭線の
   座標を検出する輪郭線検出装置と、前記輪郭線を直線化
   しその直線の式を求める直線化装置と、この直線化装置
   により求められた直線の式より対象とした図形の位置を
   求める演算装置と、この演算装置により求められた図形
   の位置を表示する表示装置とを具備してなることを特徴
   とする対象物位置検出装置。