JPH0575334B2 - - Google Patents
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- JPH0575334B2 JPH0575334B2 JP62115506A JP11550687A JPH0575334B2 JP H0575334 B2 JPH0575334 B2 JP H0575334B2 JP 62115506 A JP62115506 A JP 62115506A JP 11550687 A JP11550687 A JP 11550687A JP H0575334 B2 JPH0575334 B2 JP H0575334B2
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- boundary
- image
- work
- pixel
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- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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
界部分を二次元方向に亘つて撮像する撮像手段が
設けられ、その撮像情報より、二次元方向に並ぶ
各量子化画素の明るさに基づいて前記境界に対応
する直線を求める画像処理手段が設けられた撮像
式の境界検出装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is provided with an imaging means for imaging the boundary between an untreated work area and a treated work area in two-dimensional directions, and uses the imaging information to , relates to an imaging-type boundary detection device provided with an image processing means for determining a straight line corresponding to the boundary based on the brightness of each quantized pixel arranged in a two-dimensional direction.
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つて見え
ることを利用して、撮像した画像情報を画像処理
することにより、境界に対応する直線を求めるよ
うにしたものである。
This type of imaging-type boundary detection device described above takes advantage of the fact that untreated work areas and treated work areas appear to have different brightness, and processes the captured image information to detect boundaries. It is designed to find a straight line.
そして、求めた直線の情報は、主として作業車
を境界に沿つて自動走行させるための制御情報等
として用いられることから、従来では、境界の長
手方向に並ぶ全部の画素列を画像処理の対象にし
ていた。 Since the information on the obtained straight line is mainly used as control information for automatically driving a work vehicle along the boundary, conventionally, all pixel rows lined up in the longitudinal direction of the boundary are subject to image processing. was.
検出された直線の情報は、主として作業車を未
処理作業地と処理済作業地との境界に沿つて自動
走行させるための制御情報として利用されること
から、境界の長手方向に沿つた広い範囲の画像情
報を処理対象とすることが望まれている。
The detected straight line information is mainly used as control information to automatically drive the work vehicle along the boundary between the untreated work area and the treated work area, so it can be used over a wide range along the longitudinal direction of the boundary. It is desired to process image information of
つまり、作業車の走行前方側の状態を、その地
点まで走行する前に検出できれば、境界に対する
ずれを迅速に修正できることになる。 In other words, if the state in front of the vehicle can be detected before the vehicle travels to that point, deviations from the boundary can be quickly corrected.
そこで、境界の長手方向に並ぶ処理対象の画素
数を多くするために、広い範囲の作業地を二次元
方向に亘つて撮像すると共に、画像処理の対象と
なる画素数を多くすることが考えられるが、上記
従来のように、境界の長手方向に並ぶ全画素を処
理対象とする場合には、境界の長手方向に並ぶ画
素数を多くすると、それに伴つて処理対象となる
画素数が非常に大きなものとなつて、作業車の走
行速度に対応した速度で画像処理することが困難
になる不利がある。 Therefore, in order to increase the number of pixels to be processed that line up in the longitudinal direction of the boundary, it is possible to image a wide range of work areas in two dimensions and increase the number of pixels to be processed. However, when processing all the pixels arranged in the longitudinal direction of the border as in the above conventional method, increasing the number of pixels arranged in the longitudinal direction of the border results in a very large number of pixels to be processed. This has the disadvantage that it becomes difficult to process images at a speed that corresponds to the traveling speed of the work vehicle.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、境界の長手方向に沿う広い範
囲の画像情報を用いながら、迅速に画像処理でき
るようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to enable rapid image processing while using image information in a wide range along the longitudinal direction of the boundary.
本発明による撮像式の境界検出装置の特徴構成
は、下記の通りである。
The characteristic configuration of the imaging type boundary detection device according to the present invention is as follows.
すなわち、前記画像処理手段は、前記境界の長
手方向に並ぶ複数の画素列のうちの、互いに離れ
て位置する複数の画素列又は画素列群を処理対象
とするように構成されている点にある。 That is, the image processing means is configured to process a plurality of pixel rows or a group of pixel rows located apart from each other among a plurality of pixel rows arranged in the longitudinal direction of the boundary. .
未処理作業地と処理済作業地との境界は連続し
て存在するものであり、その長手方向に沿つて画
像情報を間引いても、境界に対応する直線の検出
精度に影響を与えることはない。
The boundary between the untreated work area and the treated work area exists continuously, and even if image information is thinned out along its length, the detection accuracy of the straight line corresponding to the boundary will not be affected. .
従つて、境界の長手方向に並ぶ複数の画素列の
うちの、互いに離れて位置する複数の画素列又は
画素列群を処理対象とすることにより、処理対象
となる画素数を間引いて、全体としては境界長手
方向に沿う広い範囲の画像情報を用いながらも、
画像処理の処理対象となる画素数の増大を抑制す
るものである。 Therefore, by processing a plurality of pixel rows or groups of pixel rows that are located apart from each other among a plurality of pixel rows arranged in the longitudinal direction of the boundary, the number of pixels to be processed can be thinned out, and the total number of pixel rows can be reduced. Although it uses image information over a wide range along the longitudinal direction of the boundary,
This suppresses an increase in the number of pixels to be processed in image processing.
従つて、処理対象の画素数を増大させることな
く、境界の長手方向に沿う広い範囲の画像情報を
用いることができるので、検出精度を低下させる
ことなく、画像処理の迅速化を図ることができる
に至つた。
Therefore, it is possible to use a wide range of image information along the longitudinal direction of the boundary without increasing the number of pixels to be processed, so it is possible to speed up image processing without reducing detection accuracy. It came to this.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第6図に示すように、左右一対の前後輪1,2
が、その何れをもステアリング操作自在に設けら
れ、車体Vの下腹部に、芝刈り装置3が上下動自
在に懸架され、もつて、芝や雑草等の刈取作業に
用いる作業車が構成されている。 As shown in Fig. 6, a pair of left and right front and rear wheels 1, 2
However, each of them is provided so that the steering can be operated freely, and a lawn mowing device 3 is suspended on the lower abdomen of the vehicle body V so as to be movable up and down, thereby forming a work vehicle used for cutting grass, weeds, etc. There is.
第6図及び第7図に示すように、作業地を二次
元方向に亘つて撮像する撮像手段としてのイメー
ジセンサS1が、前記車体Vに対して前方側の作業
地の所定範囲を撮像するように設けられている。 As shown in FIGS. 6 and 7, an image sensor S1 serving as an imaging means that images the work area in two-dimensional directions images a predetermined range of the work area on the front side with respect to the vehicle body V. It is set up like this.
前記イメージセンサS1の撮像視野について説明
を加えれば、前記車体Vが、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に対して適正状態に沿つている状態におい
て、前記境界Lが、視野の幅巾方向中央に位置す
る状態となるようにしてある。 To explain the imaging field of view of the image sensor S1 , the vehicle body V is in an appropriate state with respect to the boundary L between the unmown land B as an untreated work land and the mowed land C as a treated work land. In this state, the boundary L is located at the center of the field of view in the width direction.
前記車体Vの構成について説明すれば、第5図
に示すように、前記前後輪1,2を各別に操作す
るステアリング用の油圧シリンダ4,5、及び、
それに対する制御弁6,7が設けられ、前後進切
り換え自在で且つ前後進ともに変速自在な油圧式
無段変速装置8が、エンジンEに連動連結され、
そして、変速モータ9が、前記変速装置8の変速
アーム10に連動連結されている。 To explain the structure of the vehicle body V, as shown in FIG. 5, there are hydraulic cylinders 4 and 5 for steering to operate the front and rear wheels 1 and 2 separately, and
Control valves 6 and 7 are provided therefor, and a hydraulic continuously variable transmission 8, which can freely switch between forward and backward directions and can freely change speeds in both forward and backward directions, is interlocked with the engine E.
A speed change motor 9 is operatively connected to a speed change arm 10 of the speed change device 8.
又、前記車体Vの走行距離を検出するために、
単位回転数当たり設定個数のパルス信号を出力す
る回転数センサS2が、前記変速装置8の出力にて
回転駆動されるように設けられている。 Further, in order to detect the traveling distance of the vehicle body V,
A rotation speed sensor S 2 that outputs a set number of pulse signals per unit rotation speed is provided so as to be rotationally driven by the output of the transmission device 8 .
前記前後輪1,2夫々のステアリング位置を検
出するステアリング位置検出用ポテンシヨメータ
R1,R2と、前記変速装置8の操作状態を検出す
る変速位置検出用ポテンシヨメータR3とが設け
られ、それらの検出情報、前記イメージセンサS1
の撮像情報に基づいて求められる境界Lに対応す
る直線の情報、及び、前記回転数センサS2の検出
情報に基づいて、前記車体Vが未刈地Bと既刈地
Cとの境界Lに沿つて自動走行するように制御す
るマイクロコンピユータ利用の制御装置11が設
けられている。 A steering position detection potentiometer that detects the steering position of each of the front and rear wheels 1 and 2.
R 1 , R 2 , and a shift position detection potentiometer R 3 that detects the operating state of the transmission 8 are provided, and the detection information thereof and the image sensor S 1 are provided.
Based on information on a straight line corresponding to the boundary L determined based on the imaging information of A control device 11 using a microcomputer is provided to control the vehicle to automatically travel along the same route.
尚、図中、Hは搭乗操縦用のステアリングハン
ドル、R0はその操作位置検出用ポテンシヨメー
タ、12は搭乗操縦用の変速ペダルである。 In the figure, H is a steering handle for boarding operation, R 0 is a potentiometer for detecting its operation position, and 12 is a speed change pedal for boarding operation.
但し、前記イメージセンサS1の撮像画像情報を
画像処理して前記境界Lに対応した直線を検出す
るための画像処理手段100が、前記制御装置1
1を利用して構成されている。 However, the image processing means 100 for detecting a straight line corresponding to the boundary L by image processing the image information captured by the image sensor S1 is not connected to the control device 1.
It is configured using 1.
前記車体Vの自動走行について説明すれば、第
7図に示すように、既刈地Cで囲まれた四角状の
未刈地Bの一辺から対辺に至る部分を、一つの作
業行程として、車体Vが作業行程の長さ方向に沿
う側の前記未刈地Bと既刈地Cとの境界L1に沿
つて自動走行するように、前記画像処理にて検出
された情報に基づいて操向制御されることにな
り、そして、一つの作業行程の終端側の境界L2
つまり前記未刈地Bの対辺に達するに伴つて、そ
の作業行程に交差する次の作業行程の始端部に向
けて自動的にターンさせることを繰り返すことに
より、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わせるようにしてある。 To explain automatic driving of the vehicle body V, as shown in FIG. Steering based on the information detected by the image processing so that V automatically travels along the boundary L1 between the uncut area B and the cut area C along the length direction of the work process. to be controlled, and the boundary L 2 on the end side of one working stroke
In other words, by repeating the process of automatically turning toward the starting end of the next working stroke that intersects with the opposite side of the unmoved land B, a predetermined area is cut in a so-called circular cutting style. The lawn mowing work is done automatically.
前記制御装置11の作動を述べながら説明を加
えると、第3図に示すように、走行が開始される
と、前記回転数センサS2の検出情報に基づいて設
定距離走行する毎に、後述の如く、画像処理の処
理対象となる画素を制限して作業行程の長さ方向
の境界L1を検出するための境界検出処理が行わ
れ、その検出情報に基づいて、前記車体Vが前記
境界L1に沿つて自動走行するように操向制御さ
れることになる。 Adding an explanation while describing the operation of the control device 11, as shown in FIG . As shown in FIG . The steering will be controlled so that the vehicle automatically travels along 1 .
そして、前記回転数センサS2の検出情報に基づ
いて、一つの作業行程の長さに相当する距離に対
して設定範囲内まで走行するに伴つて、走行速度
を予め設定された速度まで減速した後、全画面情
報を用いてその作業行程の終端側の境界L2を検
出する終端検出の処理を行い、それの画像上の位
置情報に基づいて、車体Vの現在位置に対する終
端位置を算出し、算出した終端位置の情報に基づ
いて、作業行程の終端部に達するに伴つて、予め
設定記憶されたターンパターンに基づいて次の作
業行程に向けてターンさせることになる。 Based on the detection information of the rotation speed sensor S2 , the traveling speed is decelerated to a preset speed as the vehicle travels within a set range for a distance corresponding to the length of one working process. After that, the end detection process is performed to detect the boundary L2 on the end side of the work process using the full screen information, and the end position relative to the current position of the vehicle body V is calculated based on the position information on the image. Based on the information on the calculated end position, when the end of the work stroke is reached, the machine turns toward the next work step based on a preset and stored turn pattern.
ターン後は、例えば、予め設定された行程数を
走行したか否か、あるいは、設定された走行距離
に達したか否か等を判別することにより、作業終
了か否かを判断して、作業終了でない場合は、前
述の境界検出処理以降の処理を繰り返すことにな
り、一方、作業終了の場合は、前記車体Vを停止
させて、全処理を終了することになる。 After the turn, for example, it is determined whether the work has been completed by determining whether the preset number of strokes has been traveled or whether the set travel distance has been reached. If the work is not completed, the processes from the boundary detection process described above will be repeated.On the other hand, if the work is completed, the vehicle body V will be stopped and the entire process will be completed.
尚、終端に近づいた場合に減速させる理由につ
いて説明を加えれば、前記終端側の境界L2は、
画面上、横幅方向に向けて存在することになり、
又、その位置が不明であることから、全画面情報
を用いて画像処理する必要があるが、その場合
に、画像処理の処理対象となる画素数が増えて、
画像処理の速度が、前記行程側の境界L1を検出
する場合よりも低下することになる。従つて、画
像処理の処理速度に対応するように、車体Vの走
行速度を減速させるのである。 In addition, to explain the reason for decelerating when approaching the terminal end, the boundary L2 on the terminal end side is
It will exist in the width direction on the screen,
Also, since its position is unknown, it is necessary to process the image using full-screen information, but in that case, the number of pixels targeted for image processing increases,
The speed of image processing is lower than that when detecting the boundary L1 on the stroke side. Therefore, the traveling speed of the vehicle body V is reduced to correspond to the processing speed of image processing.
前記行程側の境界L1に対するずれの算出につ
いて説明を加えれば、車体横軸方向に向かう位置
のずれと、境界L1の向きに対する傾きのずれと
があるが、それらを定量的な値として算出しても
よく、又、単にずれの方向だけを算出するように
してもよい。 To explain the calculation of the deviation with respect to the boundary L 1 on the stroke side, there is a deviation in the position toward the horizontal axis of the vehicle body and a deviation in the inclination with respect to the direction of the boundary L 1 , but these are calculated as quantitative values. Alternatively, only the direction of deviation may be calculated.
又、操向制御の処理について説明を加えれば、
平行ステアリング形式にて、車体横幅方向の位置
のずれを修正し、4輪ステアリング形式にて、向
きのずれを修正することになる。但し、前記前後
輪1,2のステアリング量に差を付けて、位置と
向きのずれを同時に修正するようにしてもよい。 Also, if we add an explanation about the steering control process,
The parallel steering type corrects positional deviations in the width direction of the vehicle body, and the four-wheel steering type corrects directional deviations. However, the steering amounts of the front and rear wheels 1 and 2 may be differentiated to correct the positional and directional deviations at the same time.
次に、第1図に示すフローチヤートに基づい
て、前記境界検出の処理について詳述する。 Next, the boundary detection process will be described in detail based on the flowchart shown in FIG.
但し、以下に説明する境界検出の処理は、前記
未刈地Bが既刈地Cよりも暗く見える現象を利用
して行われるものである。 However, the boundary detection process described below is performed by utilizing the phenomenon that the uncut area B appears darker than the cut area C.
そして、前記行程側の境界L1を検出する場合
には、前記境界L1に対応する直線の検出精度が
低下しないようにしながら、撮像Vの走行速度に
対応して高速な画像処理を行えるようにするため
に、検出境界L1の長手方向つまり画面上でy軸
方向に並ぶ画素列を数列おきに間引くことによ
り、処理対象となる画面範囲を制限するようにし
てある。 When detecting the boundary L 1 on the stroke side, high-speed image processing can be performed in accordance with the traveling speed of the imaging V while preventing the detection accuracy of the straight line corresponding to the boundary L 1 from decreasing. In order to do this, the screen range to be processed is limited by thinning out the pixel rows lined up in the longitudinal direction of the detection boundary L1 , that is, in the y-axis direction on the screen, every few rows.
但し、前記終端側の境界L2を検出する場合に
は、前述の如く、全画面情報を処理対象とするこ
とから、画面範囲の制限は行わないようにしてあ
る。 However, when detecting the boundary L2 on the terminal side, as described above, since the entire screen information is to be processed, the screen range is not limited.
すなわち、境界検出処理が開始されるに伴つ
て、前記イメージセンサS1による撮像処理が行わ
れると共に、その視野全体に亘る撮像情報が取り
込まれて、予め設定された画素密度に対応して量
子化される。 That is, as the boundary detection process starts, the image sensor S 1 performs imaging processing, and imaging information over the entire field of view is captured and quantized in accordance with a preset pixel density. be done.
取り込まれた画像情報は、平滑化されて明るさ
の細かい変化を除去されることになる。 The captured image information will be smoothed to remove small variations in brightness.
平滑化した後は、前記作業行程側の境界L1を
検出するのか終端側の境界L2を検出するのかに
基づいて、処理対象となる画面を制限するか否か
を判別する。 After smoothing, it is determined whether or not to limit the screen to be processed based on whether the boundary L1 on the work process side or the boundary L2 on the end side is detected.
画面制限の場合には、第2図に示すように、画
面上で上下方向となるy軸方向に向けて、設定範
囲内(m1〜n1,m2〜n2:但し、m1<n1<m2<
n2)に位置する画素列のみ、その明るさ変化の微
分値SXを求める微分処理から除外することによ
り、前記行程側の境界L1の長さ方向における処
理対象の画素列を間引くことになる。 In the case of screen restriction, as shown in Fig. 2, within the setting range (m 1 to n 1 , m 2 to n 2 ; however, m 1 < n 1 < m 2 <
By excluding only the pixel columns located at n 2 ) from the differential processing to obtain the differential value SX of the brightness change, the pixel columns to be processed in the length direction of the boundary L 1 on the stroke side are thinned out. .
尚、この微分処理において、処理対象の画素
を、画面上で上下方向において間引くように画面
を制限する処理によつて、前記画像処理手段10
0が、前記境界Lの長手方向に並ぶ複数の画素列
のうちの、互いに離れて位置する複数の画素列群
を処理対象とするように構成されていることにな
る。 In this differential processing, the image processing means 10
0 is configured to process a plurality of pixel row groups located apart from each other among the plurality of pixel rows lined up in the longitudinal direction of the boundary L.
前記行程側の境界L1の長さ方向における処理
対象の画素列を間引くことができる理由について
説明を加えれば、前記境界L1は、画面上で上下
方向に向けて連続して存在するものであり、連続
した画素列を用いなくとも、検出精度が低下する
ことはないのである。 To explain why it is possible to thin out the pixel columns to be processed in the length direction of the boundary L 1 on the process side, the boundary L 1 exists continuously in the vertical direction on the screen. Therefore, even if continuous pixel rows are not used, the detection accuracy does not deteriorate.
一方、画面制限でない場合、つまり、前記終端
側の境界L2を検出する場合には、全画面分の各
画素の夫々について微分値を求めることになる。 On the other hand, when the screen is not limited, that is, when detecting the boundary L2 on the terminal side, a differential value is calculated for each pixel of the entire screen.
前記微分処理について説明を加えれば、処理対
象となる画素eの周囲に隣接する8画素a〜d,
f〜iを含む9画素を覆う3×3画素分のマスク
(第4図参照)を用いて、下記(i)式に基づいて、
画像上のx軸方向における明るさ変化の微分値
SXを演算する処理が、二次元方向に並ぶ各画素
について行われることになる。 To explain the differential processing, eight pixels a to d, which are adjacent to the pixel e to be processed, are
Using a 3x3 pixel mask (see Figure 4) that covers 9 pixels including f to i, based on the following formula (i),
Differential value of brightness change in the x-axis direction on the image
The process of calculating SX is performed for each pixel arranged in the two-dimensional direction.
SX(x,y)=(a+d+g)−(c+f+i)
……(i)
但し、この微分処理において、前記車体Vに対
して前記境界Lが左右何れの側に位置するかに基
づいて、前記微分値SXの符号を判別して、正負
いずれか一方の符号となる値のみを用いることに
なる。 SX(x,y)=(a+d+g)−(c+f+i)
...(i) However, in this differentiation process, the sign of the differential value SX is determined based on whether the boundary L is located on the left or right side with respect to the vehicle body V, and it is determined whether it is positive or negative. Only the value that serves as the sign will be used.
つまり、前記式(i)において、画像上左側に位置
する画素の明るさから右側に位置する画素の明る
さを減算するようにしているので、左側のほうが
明るい場合には、前記微分値SXは正の値となり、
右側のほうが明るい場合には負の値となる。 In other words, in equation (i), the brightness of the pixel located on the right side of the image is subtracted from the brightness of the pixel located on the left side of the image, so if the left side is brighter, the differential value SX is It becomes a positive value,
If the right side is brighter, it will be a negative value.
従つて、前記車体Vに対して境界L1が左側に
位置する状態で走行させる場合には、前記微分値
SXが正の値となるものを抽出し、右側に位置す
る状態で走行させる場合には、前記微分値SXが
負の値となるものを抽出することになる。 Therefore, when driving with the boundary L1 located on the left side with respect to the vehicle body V, the differential value
If a vehicle with a positive SX value is extracted and the vehicle is run while positioned on the right side, a vehicle with a negative differential value SX is extracted.
そして、前記微分値SXの絶対値が予め設定さ
れた設定閾値以上の大きさとなる画素のみを抽出
するように2値化することにより、明るさ変化が
大なる箇所の画素を抽出する。 Then, by performing binarization so as to extract only pixels for which the absolute value of the differential value SX is greater than or equal to a preset threshold value, pixels at locations where brightness changes are large are extracted.
次に、ハフ変換処理を用いて、2値化された各
画素毎に、その画素を通る設定角度毎に分割され
た多数本の直線を、下記式(ii)に基づいて極座標系
(ρ,θ)に投影し、同一座標値をとる頻度をヒ
ストグラムにとり、そして、そのヒストグラムか
ら、最大頻度となる一つの直線を求めて、その直
線を、前記作業行程に沿う方向に向かう境界L1
に対応する直線として検出する。 Next, using Hough transform processing, for each binarized pixel, a large number of straight lines that pass through that pixel and are divided at each set angle are divided based on the following formula (ii) in a polar coordinate system (ρ, θ), take a histogram of the frequency of taking the same coordinate value, find a straight line with the maximum frequency from the histogram, and connect that straight line to the boundary L 1 in the direction along the work process.
Detected as a straight line corresponding to .
ρ=x・cosθ+y・sinθ ……(ii)
但し、この境界検出の処理において、説明のた
めに用いた画面は仮想上のものであり、前記各境
界L1,L2に対応した直線が、実際に引かれるこ
とはなく、最大頻度となる前記(ii)式にて求められ
た値ρと、その値となる角度θの値とを、検出し
た直線に対応する情報として使用することにな
る。そして、境界に対するずれの算出や終端位置
の算出の処理において、それらの値ρ,θから、
実際の地面の座標系に写像することにより、車体
Vに対する実際の境界L1,L2の位置を算出する
ことになる。 ρ=x・cosθ+y・sinθ...(ii) However, in this boundary detection process, the screen used for explanation is a virtual one, and the straight lines corresponding to each of the boundaries L 1 and L 2 are It is not actually drawn, but the value ρ found by equation (ii) above, which is the most frequent value, and the value of the angle θ, which is the value, are used as information corresponding to the detected straight line. . Then, in the process of calculating the deviation with respect to the boundary and calculating the end position, from those values ρ and θ,
By mapping to the coordinate system of the actual ground, the actual positions of the boundaries L 1 and L 2 with respect to the vehicle body V are calculated.
そして、実際の地面に写像された情報に基づい
て、操向制御することにより、前記車体Vが境界
L1に沿つて自動走行し、且つ終端側の境界L2に
達するに伴つて、次の作業行程の始端部に向けて
自動的にターンするように、誘導することにな
る。 Then, by controlling the steering based on the information mapped on the actual ground, the vehicle body V is moved to the boundary.
The robot automatically travels along L1 , and when it reaches the terminal end boundary L2 , it is guided to automatically turn toward the starting end of the next work stroke.
ところで、前記終端側の境界L2を検出する場
合には、明るさ変化が車体Vに対して前後方向と
なり、且つ、画面上、上方から下方に向かつて明
から暗へ変化することになるために、前述の微分
処理において、y軸方向での明るさ変化の微分値
を求めて、前記x軸方向での微分値SXの代わり
に使用して、同一処理で終端側の境界L2を検出
することになる。 By the way, when detecting the boundary L2 on the terminal side, the brightness changes in the front and back direction with respect to the vehicle body V, and changes from bright to dark from the top to the bottom on the screen. In the above-mentioned differential processing, the differential value of the brightness change in the y-axis direction is calculated and used in place of the differential value SX in the x-axis direction, and the terminal side boundary L 2 is detected in the same process. I will do it.
又、前記イメージセンサS1が車体前方側の作業
地を斜め上方から撮像するように取り付けられて
いることから、その撮像画像情報から得らる各境
界L1,L2の画面上の位置変化は、車体Vに対す
る実際の境界L1,L2の位置までの距離に反比例
して、遠方ほど小さくなる状態となる。 In addition, since the image sensor S 1 is installed so as to image the work area on the front side of the vehicle body from diagonally above, the position change of each boundary L 1 and L 2 on the screen obtained from the captured image information is is inversely proportional to the distance to the actual positions of boundaries L 1 and L 2 with respect to the vehicle body V, and becomes smaller as the distance increases.
従つて、前記終端側の境界L2の判別、その終
端側の境界L2までの距離の算出、並びに、検出
された行程側の境界L1に対するずれの算出の
夫々において、画面上の検出位置に対応して、車
体Vに対する実際の位置に換算することになる。 Therefore, in each of the determination of the terminal side boundary L2 , the calculation of the distance to the terminal side boundary L2 , and the calculation of the deviation from the detected stroke side boundary L1 , the detected position on the screen is Corresponding to this, the actual position with respect to the vehicle body V is converted.
上記実施例では、画面上で、y軸方向に並ぶ画
素列のうち、y軸方向に向けて離れて位置する画
素列群のみ、微分処理の対象とするようにした場
合を例示したが、数列おきに位置する1列の画素
を微分処理の対象とするようにして間引いてもよ
い。又、第8図に示すように、y軸方向に並ぶ画
素列を間引く処理に加えて、x軸方向に並ぶ画素
のうちの中央側の所定範囲に位置する画素のみを
微分処理の対象とすることにより、更に処理対象
の画素数を間引いてもよい。つまり、前記車体V
が検出された境界L1に沿つて自動走行するよう
に制御されることから、前記境界L1は、略撮像
視野の横幅方向の中央側から外れた位置に撮像さ
れることはない。従つて、撮像情報のうちの横幅
方向の中央側に位置する画素のみを用いても、前
記境界L1の検出を誤ることはなく、更に、画像
処理を高速化できる。
In the above embodiment, only a group of pixel rows located far apart in the y-axis direction from among the pixel rows arranged in the y-axis direction on the screen are subjected to differential processing. It is also possible to thin out one row of pixels located every other column as targets for differential processing. In addition, as shown in FIG. 8, in addition to the process of thinning out the pixel rows aligned in the y-axis direction, only the pixels located in a predetermined range on the center side of the pixels aligned in the x-axis direction are subject to differential processing. By doing so, the number of pixels to be processed may be further thinned out. In other words, the vehicle body V
Since the vehicle is controlled to automatically travel along the detected boundary L 1 , the boundary L 1 will not be imaged at a position away from the center in the width direction of the imaging field of view. Therefore, even if only the pixels located at the center in the width direction of the imaging information are used, the boundary L1 will not be detected incorrectly, and image processing can be further speeded up.
又、上記実施例では、微分処理する画素を間引
くことにより、画像処理の対象となる画素を制限
するようにした場合を例示したが、画像情報の取
り込み時に、その取り込み範囲を制限したり、微
分処理後の2値化範囲やハフ変換対象の範囲等を
制限するようにしてもよく、処理対象の画素を制
限するための具体構成、並びに画像処理手段10
0の具体構成は各種変更できる。 Furthermore, in the above embodiment, the pixels to be subjected to image processing are limited by thinning out the pixels to be subjected to differential processing. The binarization range after processing, the Hough transform target range, etc. may be limited, and the specific configuration for limiting the processing target pixels and the image processing means 10
The specific configuration of 0 can be changed in various ways.
又、上記実施例では、前記回転数センサS2の検
出情報を利用して、車体Vが作業行程の終端近傍
に近づいた場合に行うようにした場合を例示した
が、例えば、境界検出の処理を行う毎に、終端の
検出を交互に行うようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the detection information of the rotation speed sensor S 2 is used to illustrate the case where the process is performed when the vehicle body V approaches the end of the work process, but for example, the process of boundary detection Detection of the termination may be performed alternately each time.
又、上記実施例では、x軸方向の微分値SXの
大きさに基づいて、2値化するようにした場合を
例示したが、例えば、y軸方向の微分値をも用い
て、明るさ変化の方向を考慮するようにしてもよ
い。 In addition, in the above embodiment, the case where the binarization is performed based on the magnitude of the differential value SX in the x-axis direction is exemplified, but for example, the differential value in the y-axis direction may also be used to determine the brightness change. The direction may also be considered.
又、上記実施例では、境界Lに対応する直線を
求める直線演算手段として、ハフ変換処理を用い
た場合を例示したが、直線演算手段の具体構成は
各種変更できる。 Furthermore, in the above embodiment, a case has been exemplified in which Hough transform processing is used as the straight line calculating means for determining the straight line corresponding to the boundary L, but the specific configuration of the straight line calculating means can be modified in various ways.
又、上記実施例では、本発明を芝刈り用の作業
車を自動走行させるための手段として用いた場合
を例示したが、本発明は、各種の作業地の境界を
検出する手段として適用できるものであつて、画
像処理手段を含む各部の具体構成は、各種変更で
きる。 Further, in the above embodiment, the present invention is used as a means for automatically driving a lawn mowing work vehicle, but the present invention can also be applied as a means for detecting the boundaries of various work areas. The specific configuration of each part including the image processing means can be changed in various ways.
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利
にするために符号を記すが、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。 Incidentally, although reference numerals are written in the claims section for convenient comparison with the drawings, the present invention is not limited to the structure shown in the accompanying drawings by the reference numerals.
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図は境界検出処理のフローチヤ
ート、第2図は処理画像の説明図、第3図は制御
作動の概略を示フローチヤート、第4図は微分処
理の説明図、第5図は制御構成を示すブロツク
図、第6図は作業車の全体側面図、第7図は作業
地の説明図、第8図は別実施例の説明図である。
B……未処理作業地、C……処理済作業地、L
……境界、S1……撮像手段、100……画像処理
手段。
The drawings show an embodiment of the imaging type boundary detection device according to the present invention, in which FIG. 1 is a flowchart of boundary detection processing, FIG. 2 is an explanatory diagram of a processed image, and FIG. 3 is a flowchart showing an outline of control operation. Chart, Figure 4 is an explanatory diagram of differential processing, Figure 5 is a block diagram showing the control configuration, Figure 6 is an overall side view of the work vehicle, Figure 7 is an explanatory diagram of the work area, and Figure 8 is a separate implementation. It is an explanatory diagram of an example. B... Untreated working area, C... Treated working area, L
... Boundary, S 1 ... Imaging means, 100 ... Image processing means.
Claims (1)
部分を二次元方向に亘つて撮像する撮像手段S1が
設けられ、その撮像情報より、二次元方向に並ぶ
各量子化画素の明るさに基づいて前記境界Lに対
応する直線を求める画像処理手段100が設けら
れた撮像式の境界検出装置であつて、前記画像処
理手段100は、前記境界Lの長手方向に並ぶ複
数の画素列のうちの、互いに離れて位置する複数
の画素列又は画素列群を処理対象とするように構
成されている撮像式の境界検出装置。1 Boundary L between untreated working area B and treated working area C
An image capturing means S1 for capturing an image of the part in two-dimensional directions is provided, and an image processing means calculates a straight line corresponding to the boundary L based on the brightness of each quantized pixel arranged in the two-dimensional direction from the image capturing information. 100, the image processing means 100 detects a plurality of pixel columns or pixel columns located apart from each other among a plurality of pixel columns arranged in the longitudinal direction of the boundary L. An imaging type boundary detection device configured to process groups.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62115506A JPS63279109A (en) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Image pickup type boundary detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62115506A JPS63279109A (en) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Image pickup type boundary detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63279109A JPS63279109A (en) | 1988-11-16 |
| JPH0575334B2 true JPH0575334B2 (en) | 1993-10-20 |
Family
ID=14664205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62115506A Granted JPS63279109A (en) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | Image pickup type boundary detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63279109A (en) |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP62115506A patent/JPS63279109A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63279109A (en) | 1988-11-16 |
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