JPH06294862A - 誘導標識画像処理式走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】誘導用標識の識別が確実におこなえ、測定精度
が向上し、誤動作の発生を防止することができる誘導標
識画像処理式走行装置を提供する。 【構成】路面８に表示された標識９をカメラ１０で検出
し、この画像の輝度分布を画像処理装置１３によって処
理をして上記標識の位置を判別し、この識別にもとづき
標識に沿って走行装置を誘導走行される誘導標識画像処
理式走行装置において、上記路面８に表示する標識９
は、路面８に対する輝度が低くかつ路面との輝度差の大
きな色、例えば黒色により表示したことを特徴とする。 【作用】標識を、路面に対する輝度が低くかつ路面との
輝度差の大きな色、例えば黒色により表示したから、カ
メラで撮影して画像処理する場合に画像が明瞭になり、
測定精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンテナヤードのコン
テナ搬送機や工場の搬送ロボット等に使用され、路面に
マ−クした標識に沿って自動的に誘導走行されるように
した誘導標識画像処理式の走行装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばコンテナヤードにおいては、コン
テナを吊持した搬送機を走行制御するため、路面に表示
した標識（ライン）に沿って搬送機を自動的に誘導する
走行装置が用いられている。

【０００３】この種の搬送機走行装置の概要を図６およ
び図７にもとづき説明すると、図６は搬送機走行装置の
全体を示す概要図であり、同図において、１はコンテナ
搬送機である。このコンテナ搬送機１は、ア−チ型のフ
レーム２にクレーン３を搭載してあり、このクレーン３
によりワイヤ４…を介してコンテナ５を吊り上げるよう
になっている。６…はタイヤ走行装置であり、上記搬送
機１の両側に、それぞれ前後に２台づつ配置され、合計
４台が装備されている。７，７は上記タイヤ走行装置６
…のうち、左右１台ずつのタイヤ走行装置６，６に設け
られた走行駆動用のモータ、８は上記搬送機１を誘導走
行させるため、コンテナヤードの路面９に表示した誘導
標識線、１０，１０は上記搬送機１の片側のタイヤ走行
装置６、６のそれぞれ外側部に、各下向きに装着された
一対のテレビカメラ、１１は搬送機１に搭載した制御部
である。

【０００４】制御部１１には、上記テレビカメラ１０，
１０に接続された受像機１２，１２と、マイコン内蔵の
画像処理装置１３と、上記搬送機１を運転操作するため
の搬送機コントローラ１４、および走行駆動用モータ
７，７の回転数を制御するための走行モータ制御ユニッ
ト（＝操向制御ユニット）１５などが設けられている。

【０００５】搬送機１はカメラ１０，１０が誘導標識線
７と対向するような姿勢で走行移動するが、この場合、
一対のカメラ１０，１０で撮影した誘導標識線８はそれ
ぞれ制御部１１の受像機１２，１２に表示される。受像
機１２においては、図７の（ａ）に示すように、基準標
識線マーク２１と、上記カメラ１０で撮影した実際の標
識線８の撮影像２２が同時に表示されるようになってい
る。また、受像機１２には、上記基準標識線マーク２１
に対して直角に交差する計測基準線２３が表示されると
ともに、この計測基準線２３上に位置して上記基準標識
線マーク２１の中心点２１ａおよびカメラ１０で撮影し
た標識線８の撮影像２２の中心点２２ａがそれぞれ表示
される。そして、これら基準標識線マーク２１の中心点
２１ａと、カメラ１０で撮影した標識線８の撮影像２２
の中心点２２ａとが互いに位置ずれしている場合は、こ
れら両点の離間距離はｘ（ずれ量）となる。

【０００６】なお、Ａ，Ｂは上記計測基準線２２の両端
部を示す。また、受像機１１の画面には、当然、カメラ
１０で撮影した標識線８の周囲の路面９も写し出され
る。

【０００７】画像処理装置１３においては、図７の
（ａ）に示すように、受像機１２に逐次写し出される画
面から、計測基準線２３沿って（ＡからＢに向かって）
一定のピッチで輝度分布をマイコンに取り込み、この輝
度を数値化し、輝度が一定の基準値以上の部分を座標に
読み込むことにより、図７の（ｂ）に示すように、標識
線８の位置を認識する。これにより基準標識線マーク２
１の中心点２１ａに対する上記カメラ１０で撮影した標
識線８の撮影像２２の中心点２２ａのずれ量ｘを計算す
る。そして、このずれ量ｘの情報を搬送機コントローラ
１４に出力するようになっている。

【０００８】搬送機コントローラ１４は、上記ずれ量ｘ
を減少させるに必要な走行モータ回転数を演算し、この
制御指令をモータ制御ユニット１５に出力する。このモ
ータ制御ユニット１５は左右の走行駆動用のモータ７，
７の回転数を制御し、搬送機１を標識線８に沿って誘導
する。すなわち、図７の（ａ）のように、カメラ１０で
撮影した標識線８が基準標識線マーク２１に対して右側
に距離ｘだけずれている場合は、搬送機１が標識線８に
対して右側にｘ量ずれているので、右側の走行駆動用の
モータ７の回転数を左側の走行駆動用のモータ７の回転
数より大きくすることにより搬送機１を左に旋回させる
ように操向制御し、これによりカメラ１０で撮影した標
識線８の撮影像２２の中心点２２ａを基準標識線マーク
２１の中心点２１ａに一致させるように制御する。

【０００９】このような操向制御により、搬送機１を標
識線８に沿って誘導走行させることができ、自動走行制
御が可能になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
搬送機走行装置においては、従来、路面９に表示される
標識線８は、一般道路の路面標識にみられるように、白
色または黄色などのように、輝度の高い色彩の塗料が使
用されていた。輝度が高いということは、光の吸収性が
少なく、反射特性に優れた色であり、これは人間の目で
見た場合に路面との対比が明確であり、判断し易いこと
から、このような色彩の標識線８が採用されていた。

【００１１】しかしながら、このような標識線８を画像
処理する場合は、テレビカメラ１０で路面を撮影し、標
識線８を探しながら進むものであるから、標識線８を明
確に判断する必要がある。しかし、標識線８は、撮影す
る路面が日照により反射したり、日陰の場所で照度が不
足したり、水に濡れたり、雪や砂埃で隠されたり、標識
線が傷付いたり、汚れたり、摩滅したり、変色する等の
種々の原因で、識別が困難になることがある。このため
測定の誤差を生じたり、走行制御に誤作動を起こす心配
がある。

【００１２】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、誘導用標識の識別
を確実になすことができ、測定精度が向上し、誤動作の
発生を防止することができ、信頼性が向上する誘導標識
画像処理式走行装置を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、路面に表示された標識をカメラで検出し、こ
の画像の輝度分布を処理をして上記標識の位置を判別
し、この識別にもとづき標識に沿って誘導走行される誘
導標識画像処理式走行装置において、上記路面に表示す
る標識は、路面に対する輝度が低くかつ路面との輝度差
の大きな色により表示したことを特徴とする。

【００１４】

【作用】各種の道路標識と、この標識をテレビカメラで
撮影して識別する場合の識別性能について、本発明者等
がおこなった実験によれば、従来、一般に使用されてい
る白色系や黄色系の標識は、人間の目で見た場合には視
覚的な識別がし易く、判別するには向いているが、テレ
ビカメラで撮影した場合には必ずしも区別が良好でない
ことが判った。これは、一般に路面の色彩は、舗装仕立
てのアスファルト路面を除いて、灰白色などのように相
対的に輝度の高いものが多く、このような輝度の高い路
面に輝度の高い色の塗料を塗って標識を表示すると、カ
メラにより撮影した画像を処理して輝度分布する場合、
輝度差が少ないため、むしろ識別し難いことが判明し
た。また、カメラで撮影する場合は、撮影面が前記のよ
うな日照の反射、照度不足、濡れ、雪や砂埃、標識の傷
付き、汚れ、摩滅、変色などのような種々の外乱に干渉
され易い不具合がある。

【００１５】本発明者らは、路面輝度に対してそれより
逆に輝度の低い色で標識を表示する、つまり標識をネガ
ティブな輝度の差をもつ色（例えば自然色に対して黒や
濃紺、濃茶など）で表示すれば、テレビカメラで撮影す
る場合にむしろ識別し易いことをつきとめた。このこと
から、標識を路面に対して輝度の低い色で表示すること
により、画像処理による画像の判別が容易になり、測定
精度が向上し、誤作動を低減することができる。

【００１６】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図５に示す
一実施例にもとづき説明する。本実施例は、図６に示す
搬送機走行装置に適用する場合を説明するが、基本的構
成は図６と同様であってよいから、その説明を省略す
る。

【００１７】本実施例では、路面９に施される標識線８
を黒の塗料、例えばマンセル色表系記号Ｎ−１．０の塗
料により表示してある。

【００１８】図１は、上記黒の塗料を用いて標識線８を
表示した場合の測定画像および画像処理の状況を示す。
図１の（ａ）は受像機１２の画面に表示された撮影像を
表した図であり、図１の（ｂ）は上記図１の（ａ）の撮
影像に対する画像処理した測定輝度の分布を示すグラフ
である。

【００１９】なお、路面９は灰色であり、マンセル色表
系記号Ｎ−８．５で表される。この場合、路面９に２５
０ルックス（ｌｘ）の照明を照射し、これにより路面９
で反射による外乱を発生させる条件のもとで測定した。

【００２０】図１の場合は、灰色の路面９に対して黒色
の標識線８を表示したので、肉眼による識別はさほど明
瞭ではないが、カメラによる撮影像は、図１の（ａ）に
示す通り、路面８の輝度が高いのにに対し標識線８の輝
度は低く、両者は明瞭なコントラストを顕すことが認め
られる。このため、路面８の輝度と標識線８の輝度の差
は、図１（ｂ）から判るように、顕著に格差を生じ、よ
って標識線８の検出が明瞭になり、測定精度が向上す
る。このため誤作動を少なくすることができる。

【００２１】上記の場合と比べるために、図２ないし図
５にはそれぞれ、黒以外の色、つまり黒より輝度が高い
塗料を用いて標識線８を表示した場合の画像処理の状況
を示す。各図において（ａ）は受像機１２の画面に表示
された撮影像を現した図であり、（ｂ）は撮影像に対す
る画像処理した測定輝度の分布を示すグラフである。ま
た、各例は全部、路面９をマンセル色表系記号Ｎ−８．
５で表される灰色とした。

【００２２】図２の場合は、標識線８を赤色（マンセル
色表系記号１０Ｒ５．５／１４．５）により表示した場
合である。この場合、赤色は灰色に比べて輝度が低く、
すなわちネガティブな輝度差をなす。このような標識線
８は、鮮明な赤色であるため肉眼で見ると目立ち、路面
との相違を明確に識別できるが、カメラ画像では図２の
（ａ）に示すように路面との差が少なく、このため、図
２の（ｂ）に示すように、画像処理した輝度の差が少な
く、識別し難い。

【００２３】また、図３の場合は、標識線８を白色（マ
ンセル色表系記号Ｎ−９．５）により表示した場合であ
る。この場合、白色は灰色に比べて輝度が極めて高く、
明瞭な輝度差をなす。よって、このような標識線８は、
肉眼で見るとはっきり識別できるが、照明を暗くした場
合などのように、周囲環境の変化によっては、カメラ画
像では図３の（ａ）に示すように路面との差が極めて少
なく、よって、図３の（ｂ）に示すように、画像処理後
の輝度差は少ない。このため標識線８を識別し難く、測
定誤差が大きい、または誤測定するなどの欠点がある。

【００２４】そして、図４の場合は、標識線８を白色
（マンセル色表系記号Ｎ−９．５）により表示し、かつ
２５０ルックスの照明を照射した場合を示し、この場合
は標識線８および路面９で共に反射が発生し、カメラ画
像では図４の（ａ）に示すように路面との差が明瞭でな
くなり、画像処理後の輝度差は図４の（ｂ）に示すよう
に少ない。このためこの場合も、標識線８を識別し難
く、測定誤差が大きくなる不具合がある。

【００２５】さらに、図５の場合は、標識線８を黄色
（マンセル色表系記号５Ｙ９／３）により表示した場合
である。この場合、黄色も白色に似て輝度が高く、肉眼
で見るとはっきり識別できるが、カメラ画像では図５の
（ａ）に示すように路面との差が少なく、画像処理後の
輝度差特性でも差が小さい。このため標識線８を識別し
難く、測定誤差が大きくなる。

【００２６】以上の測定結果から理解できる通り、灰色
のような路面輝度に対し、これよりもむしろ輝度の低い
黒のような色で標識線８を表示すれば、カメラで撮影し
た場合に明瞭な輝度の差を撮影することができ、これを
画像処理すれば顕著な輝度差を表すことができ、よって
標識線８を確実かつ高精度の検出することができる。こ
のため、識別の応答性を確実にすることができ、誤作動
の発生を減少させることができ、信頼性を向上させるこ
とができる。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に制約されるも
のではない。すなわち、本発明の誘導標識画像処理式走
行装置は、コンテナヤードに設けられるコンテナ搬送機
の走行装置に限定されるものではなく、工場等で用いら
れている搬送ロボットなどの場合にも実施可能である。
また、標識線８の色は黒に限らず、濃紺、濃茶などのよ
うな輝度の非常に低い色であってもよい。さらに、標識
線８は、これが路面上で連続したライン状に表示されて
いることに限らず、間隔を存して破線状に表示するなど
の場合であってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、走
行方向を誘導するために標識を、路面に対する輝度が低
くかつ輝度差の大きな色で表示するようにしたから、カ
メラで撮影して画像処理する場合に画像が明瞭になり、
測定精度が向上する。このため、誤作動を低減すること
ができ、確実な誘導をおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、（ａ）は標識線を黒
色で表示した場合の測定画像を示す図、（ｂ）は画像処
理による輝度分布を示すグラフ。

【図２】図１の場合と比較する例を示し、（ａ）は標識
線を赤色で表示した場合の測定画像を示す図、（ｂ）は
画像処理による輝度分布を示すグラフ。

【図３】図１の場合と比較する例を示し、（ａ）は標識
線を白色で表示した場合でしかも照明をしない場合の測
定画像を示す図、（ｂ）は画像処理による輝度分布を示
すグラフ。

【図４】図１の場合と比較する例を示し、（ａ）は標識
線を白色で表示した場合でしかも照明をした場合の測定
画像を示す図、（ｂ）は画像処理による輝度分布を示す
グラフ。

【図５】図１の場合と比較する例を示し、（ａ）は標識
線を黄色で表示した場合の測定画像を示す図、（ｂ）は
画像処理による輝度分布を示すグラフ。

【図６】コンテナ搬送機の走行装置に適用した例を示す
概略的構成図。

【図７】同例の画像処理の原理を説明するもので、
（ａ）は標識線の測定画像を示す図、（ｂ）は画像処理
による輝度分布を示すグラフ。

【符号の説明】

１…搬送機 ６…タイヤ走行装置 ７…走行モータ ８…標識線
９…路面 １０…テレビカメラ １１…制御部 １２…受像機 １３…画像処理装置 １４…搬送機コントローラ １５…走行モータ制御ユ
ニット

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、（ａ）は標識線を黒
色で表示した場合の測定画像を示すＸ線写真、（ｂ）は
画像処理による輝度分布を示すグラフ。

【図２】図１の場合と比較する例を示し、（ａ）は標識
線を赤色で表示した場合の測定画像を示すＸ線写真、
（ｂ）は画像処理による輝度分布を示すグラフ。

【図３】図１の場合と比較する例を示し、（ａ）は標識
線を白色で表示した場合でしかも照明をしない場合の測
定画像を示すＸ線写真、（ｂ）は画像処理による輝度分
布を示すグラフ。

【図４】図１の場合と比較する例を示し、（ａ）は標識
線を白色で表示した場合でしかも照明をした場合の測定
画像を示すＸ線写真、（ｂ）は画像処理による輝度分布
を示すグラフ。

【図５】図１の場合と比較する例を示し、（ａ）は標識
線を黄色で表示した場合の測定画像を示すＸ線写真、
（ｂ）は画像処理による輝度分布を示すグラフ。

【図６】コンテナ搬送機の走行装置に適用した例を示す
概略的構成図。

【図７】同例の画像処理の原理を説明するもので、
（ａ）は標識線の測定画像を示す図、（ｂ）は画像処理
による輝度分布を示すグラフ。

【符号の説明】 １…搬送機 ６…タイヤ走行装置 ７…走行モータ ８…標識線
９…路面 １０…テレビカメラ １１…制御部 １２…受像機 １３…画像処理装置 １４…搬送機コントローラ １５…走行モータ制御ユ
ニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面に表示された標識をカメラで検出
   し、この画像の輝度分布を処理をして上記標識の位置を
   判別し、この識別にもとづき上記標識に沿って誘導走行
   される誘導標識画像処理式走行装置において、 上記路面に表示する標識は、路面に対する輝度が低くか
   つ輝度差の大きな色により表示したことを特徴とする誘
   導標識画像処理式走行装置。