JPH0353669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、図形認識における線の追跡に用いる
仮想センサの座標信号発生装置に関する。

（従来の技術） 図形認識における線追跡手法は、被認識図形を
構成する線画を仮想センサで辿ることによつて線
を認識する手法である。通常、被認識図形は２値
化されてメモリ上に格納される。メモリに格納さ
れた２値化データの集合で表わされる被認識図形
における線の追跡を行う場合、特定の座標につい
てのメモリ内容をチエツクするために、仮想セン
サを想定する。この仮想センサは、ｘ，ｙの座標
信号によつてそのセンサ位置が決められるもの
で、仮想センサの位置を移動するためには、セン
サ位置を指定する点の座標信号を求め、この座標
信号を出力する装置が必要となる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、このような仮想センサの座標信号は、コ
ンピユータを用い、ソフトウエアによつて毎回作
り出しており、線追跡処理を行い、信号発生を行
うまでの時間が多くかかるという問題点があつ
た。特に、仮想センサの進行方向が向きを変える
ような場合、複雑な演算処理を行わなくてはなら
ず、より多くの時間がかかつていた。

本発明は、従来技術におけるこのような問題点
に鑑みてなされたもので、その目的は、信号発生
に要する時間が短縮化され、多用な線画に対して
も対応できる。構成の簡単なセンサ信号発生装置
を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本発明は、図形認識
における線の追跡に用いる仮想センサの座標信号
発生装置であつて、前記仮想センサをレフト、フ
ロント、ライトの各センサからなり、ｘ軸方向幅
Ｗ，ｙ軸方向長さＬ及び方向角度θが変えられる
箱形形状とし、前記方向角度θに関するデータを
入力しこれを量子化する角度量子化手段と、前記
幅Ｗと長さＬに関するデータを入力し前記レフ
ト、フロント、ライトの各センサ発生のタイミン
グ信号をつくるタイミング発生手段と、前記角度
量子化手段で量子化された角度θaについて格子
上に直線状の点列を予め表わした規則テーブル
と、前記角度量子化手段から出力されるセンサの
方向角度θが属する領域を示す信号とタイミング
発生手段からの信号とを入力し両信号に応じて前
記規則テーブルからの出力信号（ｐ，ｑ）を切換
えて出力するxy切換手段と、このxy切換手段か
らの信号（xd′，yd′）を入力しこの信号を前記角
度量子化手段から出力される領域を示す信号と、
タイミング発生手段からの信号に応じて符号を考
慮した信号とし当該信号（xd，yd）を出力する
符号変換手段と、前記仮想センサの基準座標に関
するデータ（x₀，y₀）及び装置が出力する座標信
号（ｘ，ｙ）を入力しこれらのデータを順次一定
時間保持する基準座標ホールド手段と、この基準
座標ホールド手段からの基準座標信号（ｉ，yi）
と前記符号変換手段からの信号（xd，yd）とを
加算しセンサ座標信号（ｘ，ｙ）を出力する加算
手段と、前記タイミング発生手段からの信号を入
力し前記センサ座標信号（ｘ，ｙ）が前記レフ
ト、フロント、ライトの何れのセンサに属するか
を示す信号を出力するセンサ区別手段とを備えた
仮想センサの座標信号発生装置とを備えて構成さ
れる。

（実施例） 以下、図面を用いて、本発明の実施例を詳細に
説明する。

第１図は、本発明装置の一実施例の構成ブロツ
ク図、第２図は、本発明装置における仮想センサ
の構成説明図である。

先ず、仮想センサ１は、第２図に示すように、
箱状を想定し、フロントセンサ１１、レフトセン
サ１２及びライトセンサ１３を有している。ここ
で、仮想センサ１の方向角度（ｘ軸に対する中心
軸Clのなす角度）をθ、ｘ軸方向の幅（以下これ
を単に幅という）をＷ、ｙ軸方向の長さ（以下こ
れを単に長さという）をＬ、中心軸Clと、レフト
センサ１２及びライトセンサ１３の端部に引いた
線leとの交点の座標（以下、この点をセンサの基
準座標という）をx₀，y₀とする。これらのセンサ
への方向角度θ、幅Ｗ、長さＬ、基準座標x₀，y₀
は、何れも外部の例えばコンピユータからの要求
に応じて変えられるものとする。

第１図において、２はセンサの方向角度θに関
するデータを入力し、これを量子化する角度量子
化手段、３はセンサの幅Ｗ、長さＬに関するデー
タを入力し、その大きさに比例した、レフト、フ
ロント、ライトの各センサ発生のタイミング信号
を出力するタイミング発生手段、４は量子化手段
２で量子化された角度θaについて、格子上に直
線状の点列を表わす規則テーブル（メモリ）、５
は量子化手段２から出力されるセンサの方向角度
θが属するエリアを示すエリア信号SAと、タイ
ミング発生手段３からのどのセンサ（レフト、ラ
イト、フロントの何れ）かを示す信号SSとを入
力し、両信号に応じて、規則テーブル４からの出
力（クロツク数（ｐ）と、テーブルの内容（ｇ））
を切換えてxd′，yd′を出力するxy切換手段、６
はxy切換手段からの信号xd′，yd′を入力し、こ
の信号をエリア信号SA及びどのセンサかを示す
信号SSに基づいて符号を考慮した信号xd，ydを
出力する符号変換手段、７は外部から与えられる
センサの基準座標x₀，y₀に関するデータ及び出力
した座標信号ｘ，ｙを入力し、これらのデータを
順次一定時間保持する基準座標ホールド手段、８
は基準座標ホールド手段７からの基準座標信号
xi，yiと、符号変換手段６からの信号xd，ydと
を加算し、センサ座標信号ｘ，ｙを出力する加算
手段、９はタイミング発生手段３からの信号を入
力し、センサ座標信号ｘ，ｙが属するセンサの種
類を示す信号を出力するセンサ区別手段である。

このように構成した装置の動作を説明すれば、
以下の通りである。

第３図及び第４図は、第１図装置の動作の一例
を示すフローチヤートである。

はじめに、センサ要求信号（データ出力要求）
待ちにあり、要求があると、センサの方向角度
θ、幅Ｗ、長さＬ、基準座標x₀，y₀のデータを入
力する（ステツプ１〜ステツプ３）。

角度量子化手段２は、例えば、第５図に示すよ
うに、全方位を８つの領域（area0〜area7）に
分け、各領域で基準方向からの量子化された角度
θaを割り当てる。ここにθaは、Ｏ≦θa≦π／４
である。

例えば、与えられるセンサの方向角度θが、第
６図に示す方向であつて、全方向を16方向に量子
化するものとすれば、角度量子化手段２は、エリ
ア信号SA＝２、量子化角度信号θa＝π／８をそ
れぞれ出力する（ステツプ４）。

タイミング発生手段３は、センサの幅Ｗ、長さ
Ｌを入力し、センサ発生要求信号reqが起きたと
きに、第７図に示すように、レフト、フロント、
ライトの各センサ発生のタイミング時間t_L，t_W，
t_Lを時間当りの基準長さloを用いて決める（ステ
ツプ５）。

基準座標ホールド手段７は、はじめに、センサ
の基準座標信号x₀，y₀を入力し、これを要求信号
reqが起きてから一定時間保持し、レフトセンサ
１１の基準座標位置x₁，y₁を求め、これを加算手
段８に出力する（ステツプ６）。即ち、この基準
座標ホールド手段７は、符号変換手段６からの信
号xd，ydが、基準座標との差であるため、ｘ，
ｙを求めるために加える基準座標xi，yiを必要な
時間だけ保持するものであつて、ここに入力され
るデータは、はじめはセンサ全体としての基準座
標x₀，y₀であるが、req時にレフトセンサの基準
座標x₁，y₁が求められると、直ぐこの基準座標
x₁，y₁がホールドされ、又、フロントセンサの基
準座標x₂，y₂が求められると、これがホールドさ
れ、又、ライトセンサの基準座標x₃，y₃が求めら
れると、これがホールドされる。

第８図は、各センサとホールドされるデータと
の関係を示したものである。

第３図フローチヤートに戻り、ステツプ７、ス
テツプ８においては、レフトセンサの座標信号
ｘ，ｙ及びレフトセンサであることを示す信号を
出力する。又、フロントセンサの基準座標を求め
る。（ステツプ８の詳細は後述する。）続いて、ス
テツプ９、ステツプ10において、フロントセンサ
の座標信号及びフロントセンサであることを示す
信号を出力すると共に、ライトセンサの基準座標
を求める。同じように、ステツプ11、12におい
て、ライトセンサの座標信号を出力し、このフロ
ーは終了する。

第４図は、第３図におけるステツプ８、ステツ
プ10、ステツプ12の詳細を示すフローチヤートで
ある。

はじめに、タイミング発生手段３にあるセンサ
の長さを示すカウンタをクリアする（ステツプ
21）。続いて、規則テーブル４は、タイミング発
生手段３からのセンサの長さを示すカウンタの内
容tiと、角度量子化手段２からの量子化角度信号
θaから、θaの角度の線上の点列を表わす信号ｐ，
ｇを得る（ステツプ22）。

第９図は、この規則テーブル４の内容を示す説
明図である。ここでは、全方向を16方向に量子化
した場合であつて、θa＝０、θa＝π／８、θa＝
π／４のテーブルについて示してあるが、全方向
を32方向に量子化するような場合には、θaが、
０、π／16、π／８、3π／16、π／４の５つの
テーブルを持つことになる。このテーブルから、
基準方向（クロツクカウント数）の座標に対する
他方の座標（θ≦θa≦π／４）が決まる。尚、
このテーブルは、（０，０）を基準としている。

ここで、テーブル４では、θ≦θa≦π／４の
範囲のものであり、ｘ，ｙ切換手段５は、０≦
θa≦2πの角度を有する直線を表現するために設
けられており、テーブル４で得られた信号（クロ
ツク数ｐとテーブルの内容ｑ）をθaが属する領
域と、どのセンサ（レフト、ライト、フロント）
かで、ｘ，ｙを切換え、xd′，yd′を出力する（ス
テツプ23）。

例えば、レフト或いは、ライトセンサの場合、
領域が、第５図における０，３，47の時はxd′が
ｐ、yd′がｑ、領域が１，２，５，６の時は、
xd′がｑ、yd′がｐとなるように、又、フロントセ
ンサの場合は上記の逆となるようにｘ，ｙを切換
える。

ここで、０≦θ≦2πの角度をもつ直線を表現
するには、ｘ，ｙの切換え以外に、符号を変える
ことが必要な場合がある。

符号変換手段６は、ｘ，ｙ切換手段５からの信
号xd′，yd′を入力し、θaが属する領域と、どのセ
ンサかによつて、xd′，yd′の符号を変え、次のよ
うな信号xd，ydを出力する（ステツプ24）。

レフト或いはライトセンサの場合、 領域０，１（第１象限）のとき xd＝xd′，yd＝yd′ 領域２，３（第２象限）のとき xd＝−xd′，yd＝yd′ 領域４，５（第３象限）のとき xd＝−xd′，yd＝−yd′ 領域６，７（第４象限）のとき xd＝xd′，yd＝−yd′ フロントセンサの場合は、上記xdとydについ
て符号が入れ代わる。

この符号変換手段６から出力される信号xd，
ydは、センサ構成点の座標と基準座標との差を
表わしている。

従つて、加算手段８は基準座標xi，yiと、符号
変換手段６からの信号xd，ydとをそれぞれ加算
し、その加算信号、即ち、実際のセンサ上の座標
信号ｘ＝xi＋xd，ｙ＝yi＋ydを求める（ステツ
プ25）。続いて、加算手段８及びセンサ区別手段
９は、センサ座標信号ｘ，ｙ及び第１０図に示す
ように、各タイミングに応じて、センサの種類
（レフト、ライト、フロント）を示す信号Ｓをそ
れぞれ出力する（ステツプ26）。

続いて、タイミング発生手段３は、センサの長
さを示すカウンタの内容に１を加え、これがセン
サ長tsになつたかどうか判断する（ステツプ27、
28）。ステツプ28において、tiがtsに達していな
い場合（ti≦tsの場合）は、ステツプ22に戻り、
以上の動作が繰り返される。

ステツプ28において、ti＞tsになると、ステツ
プ29に移り、ここで、基準座標ホールド手段７
は、次のセンサの基準となる座標信号として、
ｘ，ｙを、xi，yiとしてホールドする。

第１１図は、本発明装置から順次出力される座
標信号ｘ，ｙによつて形成される仮想センサの概
念図である。ここで、座標信号ｘ，ｙがフロン
ト、レフト、ライトセンサの何れであるかは、信
号Ｓによつて判別される。

尚、上記の実施例では、規則テーブルを第９図
に示すように（０，０）を基準としたｙ成分を格
納するようにしたものであるが、ここには、差分
値を格納するようにしてもよい。

第１２図は、この場合の内容を示したものであ
る。このように、差分値を格納すると、その値は
図示するように、“０”か“１”であつて、テー
ブルに用いるメモリの大きさを小さくすることが
できる（第９図の場合の使用ビツト数をｎとする
と、１／ｎになる）。

この場合、符号変換手段６からの出力xd，yd
は、１つ前のセンサ座標ｘ，ｙとの相対座標にな
るため、次のセンサ座標ｘ，ｙを求めるには、基
準座標ホールド手段７にホールドする基準座標
xi，yiを毎回、ｘ，ｙの値に変更するものとす
る。

第１３図は、この場合の基準座標ホールド手段
７からの出力信号xi，yiの様子を示したものであ
る。tl，tw，tlの切換えに関係なく、初期値以外
は、常に、ｘ，ｙの値が次のｘ，ｙの入力まで出
力されるようになつている。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、仮想センサの
形を箱形状とし、その幅、長さ、方向角度を指定
できるようにすると共に、センサ座標信号の発生
をハードウエア化した回路手段によつて発生する
ようにしたものである。従つて、本発明によれ
ば、信号発生に要する時間が高速化され、且つ、
多様な線画に対しても対応できる、構成の簡単な
センサ座標信号発生装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の構成ブロツク
図、第２図は仮想センサの構成概念図、第３図及
び第４図は動作の一例を示すフローチヤート、第
５図及び第６図は角度量子化手段の動作説明図、
第７図はタイミング発生手段の動作説明図、第８
図は各センサと基準座標ホールド手段７にホール
ドされるデータの関係を示す説明図、第９図は規
則テーブルの内容説明図、第１０図はセンサ区別
手段の動作説明図、第１１図は座標信号ｘ，ｙに
よつて形成される仮想センサの概念図、第１２図
は規則テーブルの他の内容例を示す説明図、第１
３図は第１２図の場合の基準座標ホールド手段か
らの出力信号を示す説明図である。 １…仮想センサ、２…角度量化手段、３…タイ
ミング発生手段、４…規則テーブル、５…xy切
換手段、６…符号変換手段、７…基準座標ホール
ド手段、８…加算手段、９…センサ区別手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 図形認識における線の追跡に用いる仮想セン
   サの座標信号発生装置であつて、前記仮想センサ
   をレフト、フロント、ライトの各センサからな
   り、ｘ軸方向幅Wy軸方向長さＬ及び方向角度θ
   が変えられる箱形形状とし、前記方向角度θに関
   するデータを入力しこれを量子化する角度量子化
   手段と、前記幅Ｗと長さＬに関するデータを入力
   し前記レフト、フロント、ライトの各センサ発生
   のタイミング信号をつくるタイミング発生手段
   と、前記角度量子化手段で量子化された角度θa
   について格子上に直線状の点列を予め表わした規
   則テーブルと、前記角度量子化手段から出力され
   るセンサの方向角度θが属する領域を示す信号と
   タイミング発生手段からの信号とを入力し両信号
   に応じて前記規則テーブルからの出力信号（ｐ，
   ｑ）を切換えて出力するxy切換手段と、このxy
   切換手段からの信号（xd′yd′）を入力しこの信号
   を前記角度量子化手段から出力される領域を示す
   信号とタイミング発生手段からの信号に応じて符
   号を考慮した信号とし当該信号（xd、yd）を出
   力する符号変換手段と前記仮想センサの基準座標
   に関するデータ（xo、yo）及び装置が出力する
   座標信号（ｘ、ｙ）を入力しこれらのデータを順
   次一定時間保持する基準座標ホールド手段と、こ
   の基準座標ホールド手段からの基準座標信号
   （xi，yi）と前記符号変換手段からの信号（xd、
   yd）とを加算しセンサ座標信号（ｘ、ｙ）を出
   力する加算手段と、前記タイミング発生手段から
   の信号を入力し前記センサ座標信号（ｘ、ｙ）が
   前記レフト、フロント、ライトの何れのセンサに
   属するかを示す信号を出力するセンサ区別手段と
   を備えた仮想センサの座標信号発生装置。