JPH0634331A - 立体認識装置 - Google Patents
立体認識装置Info
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- JPH0634331A JPH0634331A JP18917092A JP18917092A JPH0634331A JP H0634331 A JPH0634331 A JP H0634331A JP 18917092 A JP18917092 A JP 18917092A JP 18917092 A JP18917092 A JP 18917092A JP H0634331 A JPH0634331 A JP H0634331A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】分光部分の長大化の抑制及び機構の簡便化を図
って立体物を認識する。 【構成】カメラ１で反射光の水平方向の偏光角成分を認
識し、カメラ２で反射光の垂直方向の偏光角成分を認識
する。そして、カメラ１，２に入力された画像を構成す
る各画素について、その偏光角の垂直、水平成分より偏
光角を求め、あらかじめ分かっている投光器１からの光
の垂直、水平成分に基づいて光の縞（スリット）の連続
性をアナログ的に調べることで立体物を認識する。
って立体物を認識する。 【構成】カメラ１で反射光の水平方向の偏光角成分を認
識し、カメラ２で反射光の垂直方向の偏光角成分を認識
する。そして、カメラ１，２に入力された画像を構成す
る各画素について、その偏光角の垂直、水平成分より偏
光角を求め、あらかじめ分かっている投光器１からの光
の垂直、水平成分に基づいて光の縞（スリット）の連続
性をアナログ的に調べることで立体物を認識する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体からの反射光の偏
光に基づいて立体物を認識する立体認識装置に関するも
のである。
光に基づいて立体物を認識する立体認識装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、立体物を認識する方法とし
て、 ｉ）レーザビームにてスキャンを行ない、物体までの距
離を計測してその位置を知るもの ii）物体に対してスリット光を発し、物体の外形による
スリット光の縞の連続性に着目するもの iii)波長の違う光を虹状に発し、その光の波長を算出し
て同一波長の縞を認識するもの等がある。例えば、光に
よる物体の形状を認識する方法としては、特開昭６４−
７８１０６号公報がある。
て、 ｉ）レーザビームにてスキャンを行ない、物体までの距
離を計測してその位置を知るもの ii）物体に対してスリット光を発し、物体の外形による
スリット光の縞の連続性に着目するもの iii)波長の違う光を虹状に発し、その光の波長を算出し
て同一波長の縞を認識するもの等がある。例えば、光に
よる物体の形状を認識する方法としては、特開昭６４−
７８１０６号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の立体認識方法、例えば、レーザビームを用いる
方法ではスキャンに時間がかかるという問題があり、ス
リット光の縞を利用する方法では、縞が不連続となる部
分での対応が困難になる。また、虹状に光を発する方法
では可視光を使うため、他の光が入ると誤認識が発生
し、物体の認識が暗い場所に限定されるという問題があ
る。
記従来の立体認識方法、例えば、レーザビームを用いる
方法ではスキャンに時間がかかるという問題があり、ス
リット光の縞を利用する方法では、縞が不連続となる部
分での対応が困難になる。また、虹状に光を発する方法
では可視光を使うため、他の光が入ると誤認識が発生
し、物体の認識が暗い場所に限定されるという問題があ
る。
【０００４】本発明は、かかる問題点に鑑みて成された
もので、その目的とするところは、照射光として偏光角
が連続的に変化する光を用いて分光部分の長大化を抑
え、構成を簡単にした立体認識装置を提供することであ
る。
もので、その目的とするところは、照射光として偏光角
が連続的に変化する光を用いて分光部分の長大化を抑
え、構成を簡単にした立体認識装置を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、光源からの光を対象物に照射し、その反
射光を撮影装置に入力して該対象物の立体を認識する立
体認識装置において、光源からの光の偏光面を所定角度
で回転させて、該光をスリット状にする手段と、前記対
象物から反射した前記スリット状の光における所定の偏
光成分を検出する手段と、前記偏光成分から、対応する
光の偏光角を演算する手段とを備え、前記偏光角に基づ
いて、前記スリットによる縞の連続性を調べることで立
体を認識する。
め、本発明は、光源からの光を対象物に照射し、その反
射光を撮影装置に入力して該対象物の立体を認識する立
体認識装置において、光源からの光の偏光面を所定角度
で回転させて、該光をスリット状にする手段と、前記対
象物から反射した前記スリット状の光における所定の偏
光成分を検出する手段と、前記偏光成分から、対応する
光の偏光角を演算する手段とを備え、前記偏光角に基づ
いて、前記スリットによる縞の連続性を調べることで立
体を認識する。
【０００６】好ましくは、偏光板と、光路方向に厚みが
連続的に異なる磁気光学素子と、該磁気光学素子を磁化
する装置とで光をスリット状にする。また、好ましく
は、対象物からの反射光を、偏光面が相互に直交する偏
光フィルタを介して取り込んで、該反射光の偏光成分を
検出する。
連続的に異なる磁気光学素子と、該磁気光学素子を磁化
する装置とで光をスリット状にする。また、好ましく
は、対象物からの反射光を、偏光面が相互に直交する偏
光フィルタを介して取り込んで、該反射光の偏光成分を
検出する。
【０００７】
【作用】以上の構成において、分光部分の長大化の抑制
及び機構の簡便化を図ることができる。
及び機構の簡便化を図ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る好適
な実施例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施例に
係る立体認識装置全体の構成を示すブロック図である。
同図において、投光器１からは、認識対象物体１０に当
てる光が発せられ、その光は、偏光スリット発生器２を
通過することで、図２に示すようにその偏光面（図中の
矢印が偏光面の角度を示す）が一定角度で連続的に９段
階に渡って回転し、光がスリット状になるようにしてい
る。なお、偏光スリット発生器２の詳細構成について
は、後述する。
な実施例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施例に
係る立体認識装置全体の構成を示すブロック図である。
同図において、投光器１からは、認識対象物体１０に当
てる光が発せられ、その光は、偏光スリット発生器２を
通過することで、図２に示すようにその偏光面（図中の
矢印が偏光面の角度を示す）が一定角度で連続的に９段
階に渡って回転し、光がスリット状になるようにしてい
る。なお、偏光スリット発生器２の詳細構成について
は、後述する。
【０００９】物体１０に照射された光はその表面にて反
射し、反射光は、カメラ１（３）及びカメラ２（４）に
入力する。これら２台のカメラは、投光器１とほぼ同軸
上に位置するように設置され、同時に物体１０からの反
射光を入力する。そして、これらカメラ１，２の前面に
は、特定方向の偏光角を有する反射光を認識するため、
偏光面が相互に直交する偏光フィルタ６，７が置かれて
いる。また、偏光フィルタ６，７の前面には、反射光以
外の外乱となる光を遮断するために波長フィルタ１１を
設けてある。
射し、反射光は、カメラ１（３）及びカメラ２（４）に
入力する。これら２台のカメラは、投光器１とほぼ同軸
上に位置するように設置され、同時に物体１０からの反
射光を入力する。そして、これらカメラ１，２の前面に
は、特定方向の偏光角を有する反射光を認識するため、
偏光面が相互に直交する偏光フィルタ６，７が置かれて
いる。また、偏光フィルタ６，７の前面には、反射光以
外の外乱となる光を遮断するために波長フィルタ１１を
設けてある。
【００１０】カメラ１，２は、入力した画像を画像認識
装置５に出力し、画像認識装置５は内蔵する不図示の演
算部にて、カメラ１，２にて捉えた画像より、それぞれ
の偏光角に基づいて反射光の縞の連続性をアナログ的に
調べることで立体物を認識する。ここで、図３を参照し
て、偏光スリット発生器２の動作について説明する。
装置５に出力し、画像認識装置５は内蔵する不図示の演
算部にて、カメラ１，２にて捉えた画像より、それぞれ
の偏光角に基づいて反射光の縞の連続性をアナログ的に
調べることで立体物を認識する。ここで、図３を参照し
て、偏光スリット発生器２の動作について説明する。
【００１１】図３に示す偏光スリット発生器２におい
て、レンズ１（３２）にて、投光器１からの光の光束を
拡げ、レンズ２（３３）で光束が互いに平行となるよう
にする。そして、この光束が平行な光を偏光板３４に入
射することで、直線偏光を作る。偏光面回転器３５は、
単一の磁気光学素子の光路長を段階的に変化させた構造
を有し、磁気光学素子は、その全体が不図示の磁石にて
磁化されている。これは、磁気光学素子を透過した光の
偏光面の回転角が光路長に比例することを利用したもの
で、結果として、偏光面回転器３５からは、その偏光面
が所定の回転を受けた光が出射される。なお、図３に示
すように、磁気光学素子における光路長はＡ−Ａ´側が
Ｂ−Ｂ´側よりも短く、ここでは、Ｂ−Ｂ´側を通過す
る光がＡ−Ａ´側の光路を通る光に対して９０°偏光
し、それらの中間部での光路では、偏光角がＡ−Ａ´か
らの距離に比例するようになっている。
て、レンズ１（３２）にて、投光器１からの光の光束を
拡げ、レンズ２（３３）で光束が互いに平行となるよう
にする。そして、この光束が平行な光を偏光板３４に入
射することで、直線偏光を作る。偏光面回転器３５は、
単一の磁気光学素子の光路長を段階的に変化させた構造
を有し、磁気光学素子は、その全体が不図示の磁石にて
磁化されている。これは、磁気光学素子を透過した光の
偏光面の回転角が光路長に比例することを利用したもの
で、結果として、偏光面回転器３５からは、その偏光面
が所定の回転を受けた光が出射される。なお、図３に示
すように、磁気光学素子における光路長はＡ−Ａ´側が
Ｂ−Ｂ´側よりも短く、ここでは、Ｂ−Ｂ´側を通過す
る光がＡ−Ａ´側の光路を通る光に対して９０°偏光
し、それらの中間部での光路では、偏光角がＡ−Ａ´か
らの距離に比例するようになっている。
【００１２】次に、本実施例における立体認識方法につ
いて説明する。図１に示すようなカメラ１，２の配置に
より、カメラに入力される光は物体１０からほぼ垂直に
反射した光である。つまり、物体からの直接の反射光
は、反射という現象に拘らずその偏光面が保存される。
特に、金属面等からの鏡面反射に対しては、反射光の偏
光面は不変であるため、ここでは、反射光の偏光角を観
察することで立体認識を行なう。
いて説明する。図１に示すようなカメラ１，２の配置に
より、カメラに入力される光は物体１０からほぼ垂直に
反射した光である。つまり、物体からの直接の反射光
は、反射という現象に拘らずその偏光面が保存される。
特に、金属面等からの鏡面反射に対しては、反射光の偏
光面は不変であるため、ここでは、反射光の偏光角を観
察することで立体認識を行なう。
【００１３】図４（ａ），（ｂ）は、それぞれカメラ
１，２に入力された画像の輝度（明暗）を示す図であ
り、カメラ１では、その前面に位置する偏光フィルタ６
にて、反射光の水平方向の偏光角成分を認識するように
しているため、図４（ａ）に示すように、画像について
水平方向の偏光角成分が多い部分は明るくなり、逆に水
平方向の偏光角成分が少ない部分は暗くなる。また、カ
メラ２の前面には、反射光の垂直方向の偏光角成分を認
識するための偏光フィルタ７が配されているので、図４
（ｂ）に示すように、垂直方向の偏光角成分が多い部分
は明るくなり、垂直方向の偏光角成分が少ない部分は暗
くなる。
１，２に入力された画像の輝度（明暗）を示す図であ
り、カメラ１では、その前面に位置する偏光フィルタ６
にて、反射光の水平方向の偏光角成分を認識するように
しているため、図４（ａ）に示すように、画像について
水平方向の偏光角成分が多い部分は明るくなり、逆に水
平方向の偏光角成分が少ない部分は暗くなる。また、カ
メラ２の前面には、反射光の垂直方向の偏光角成分を認
識するための偏光フィルタ７が配されているので、図４
（ｂ）に示すように、垂直方向の偏光角成分が多い部分
は明るくなり、垂直方向の偏光角成分が少ない部分は暗
くなる。
【００１４】そこで、図１の画像認識装置５は、カメラ
１，２に入力された各々の画像を構成する各画素につい
てその偏光角の垂直、水平成分より、実際の偏光角を求
める。つまり、図５に示すように、カメラ１に入力され
た画像の偏光角の水平成分がＶH 、カメラ２に入力され
た画像の偏光角の垂直成分がＶV である場合、その画像
に対応する画素の偏光角はＶH ，ＶV の合成成分である
Ｖとなり、同図に示すθが求める偏光角となる。
１，２に入力された各々の画像を構成する各画素につい
てその偏光角の垂直、水平成分より、実際の偏光角を求
める。つまり、図５に示すように、カメラ１に入力され
た画像の偏光角の水平成分がＶH 、カメラ２に入力され
た画像の偏光角の垂直成分がＶV である場合、その画像
に対応する画素の偏光角はＶH ，ＶV の合成成分である
Ｖとなり、同図に示すθが求める偏光角となる。
【００１５】投光器１から発せられた光については、図
２に示すように、あらかじめその光の有する偏光角、及
びその垂直、水平成分が分かっている。例えば、各垂
直、水平成分の大きさを０〜５の６段階にて示すと、図
２の符号に対応する偏光面を有する光の垂直、水平成
分は、それを（垂直成分，水平成分）と表記すると、
（０，５）となり、また、符号に対応する光について
は（２，−３）となる。これにより、カメラ１，２に入
力された画像に含まれる偏光角の垂直、水平成分を想定
でき、画像認識装置５は、図４（ａ），（ｂ）に示す画
像においてそれらの成分の位置を探す。
２に示すように、あらかじめその光の有する偏光角、及
びその垂直、水平成分が分かっている。例えば、各垂
直、水平成分の大きさを０〜５の６段階にて示すと、図
２の符号に対応する偏光面を有する光の垂直、水平成
分は、それを（垂直成分，水平成分）と表記すると、
（０，５）となり、また、符号に対応する光について
は（２，−３）となる。これにより、カメラ１，２に入
力された画像に含まれる偏光角の垂直、水平成分を想定
でき、画像認識装置５は、図４（ａ），（ｂ）に示す画
像においてそれらの成分の位置を探す。
【００１６】図６は、カメラ１，２に入力された画像に
ついて、その中の位置ａ〜ｆにおける画素の偏光角成分
を探索した結果を示す図であり、図６（ａ）は水平成
分、図６（ｂ）は垂直成分に対応し、各位置での括弧内
の数値は、水平、垂直それぞれの６段階における成分値
を示す。つまり、点ａについては、それに対応する画素
の偏光角の水平成分は０であり、垂直成分は５であり、
点ｂについては、水平成分が４、垂直成分が１であるか
ら、図６の（ａ）と（ｂ）との和をとることで水平成分
と垂直成分との合成が行なわれ、その結果、それらの点
での偏光角を求めることができる。
ついて、その中の位置ａ〜ｆにおける画素の偏光角成分
を探索した結果を示す図であり、図６（ａ）は水平成
分、図６（ｂ）は垂直成分に対応し、各位置での括弧内
の数値は、水平、垂直それぞれの６段階における成分値
を示す。つまり、点ａについては、それに対応する画素
の偏光角の水平成分は０であり、垂直成分は５であり、
点ｂについては、水平成分が４、垂直成分が１であるか
ら、図６の（ａ）と（ｂ）との和をとることで水平成分
と垂直成分との合成が行なわれ、その結果、それらの点
での偏光角を求めることができる。
【００１７】ここで、点ａにおいては、上述のように偏
光角の水平、垂直成分が（０，５）であるため、点ａへ
は、偏光スリット発生器２を介して、図２の符号に対
応する偏光面を有する光がそのまま偏光面を保存して到
達したことが分かる。また、点ｅ，ｆについても同様
に、図２の符号に対応する偏光面を有する光がそのま
ま反射されてきたことになる。
光角の水平、垂直成分が（０，５）であるため、点ａへ
は、偏光スリット発生器２を介して、図２の符号に対
応する偏光面を有する光がそのまま偏光面を保存して到
達したことが分かる。また、点ｅ，ｆについても同様
に、図２の符号に対応する偏光面を有する光がそのま
ま反射されてきたことになる。
【００１８】ところが、点ｂ，ｃ，ｄについては、その
位置での偏光角の水平、垂直成分がそれぞれ（４，
１），（５，０），（１，−４）であり、それらの点に
対応する、図２に示す符号，，におけるスリット
状の偏光の偏光角成分に一致していないことが分かる。
換言すれば、これは、点ｂ，ｃ，ｄにおける光の偏光角
が、投光器１から偏光スリット発生器２を介して発せら
れたスリット状の光が物体１０にて反射された際、反射
の乱れによりその位置がずれ、光の縞（スリット）が曲
がったことを意味する。
位置での偏光角の水平、垂直成分がそれぞれ（４，
１），（５，０），（１，−４）であり、それらの点に
対応する、図２に示す符号，，におけるスリット
状の偏光の偏光角成分に一致していないことが分かる。
換言すれば、これは、点ｂ，ｃ，ｄにおける光の偏光角
が、投光器１から偏光スリット発生器２を介して発せら
れたスリット状の光が物体１０にて反射された際、反射
の乱れによりその位置がずれ、光の縞（スリット）が曲
がったことを意味する。
【００１９】このように、カメラ１，２に入力された画
像のすべての画素についてその偏光角を求め、それに基
づいて光の縞の連続性をアナログ的に調べることで立体
物を認識する。以上説明したように、本実施例によれ
ば、連続的に偏光角が変化するスリット状の光を対象物
に照射し、その対象物からの反射光を２台のカメラに入
力して、所定の偏光角を有する光の縞の連続性を調べる
ことで、簡便な機構にて立体物を認識できるという効果
がある。
像のすべての画素についてその偏光角を求め、それに基
づいて光の縞の連続性をアナログ的に調べることで立体
物を認識する。以上説明したように、本実施例によれ
ば、連続的に偏光角が変化するスリット状の光を対象物
に照射し、その対象物からの反射光を２台のカメラに入
力して、所定の偏光角を有する光の縞の連続性を調べる
ことで、簡便な機構にて立体物を認識できるという効果
がある。
【００２０】なお、上記実施例において、投光器１から
の光としてレーザ光を用いると、自然光の下でも立体物
を認識できる。
の光としてレーザ光を用いると、自然光の下でも立体物
を認識できる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置の分光部分が長大化するのを抑えて、簡便な機構に
て立体認識を行なうことができるという効果がある。
装置の分光部分が長大化するのを抑えて、簡便な機構に
て立体認識を行なうことができるという効果がある。
【図１】本発明の実施例に係る立体認識装置全体の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】実施例に係る、偏光面が一定角度で連続的に回
転するスリット状の光を示す図である。
転するスリット状の光を示す図である。
【図３】実施例に係る偏光スリット発生器２の構成を示
す図である。
す図である。
【図４】カメラ１，２に入力された画像の輝度（明暗）
を示す図である。
を示す図である。
【図５】カメラ１に入力された画像の偏光角の水平成分
ＶH 、カメラ２に入力された画像の偏光角の垂直成分Ｖ
V 、及びそれらの合成成分であるＶを示す図である。
ＶH 、カメラ２に入力された画像の偏光角の垂直成分Ｖ
V 、及びそれらの合成成分であるＶを示す図である。
【図６】カメラ１，２に入力された画像中の位置ａ〜ｆ
における画素の偏光角成分を探索した結果を示す図であ
る。
における画素の偏光角成分を探索した結果を示す図であ
る。
１ 投光器 ２ 偏光スリット発生器 ３，４ カメラ ５ 画像認識装置 ６，７ 偏光フィルタ １０ 物体 １１ 波長フィルタ ３２，３３ レンズ ３４ 偏光板 ３５ 偏光面回転器
Claims (3)
- 【請求項１】 光源からの光を対象物に照射し、その反
射光を撮影装置に入力して該対象物の立体を認識する立
体認識装置において、 光源からの光の偏光面を所定角度で回転させて、該光を
スリット状にする手段と、 前記対象物から反射した前記スリット状の光における所
定の偏光成分を検出する手段と、 前記偏光成分から、対応する光の偏光角を演算する手段
とを備え、 前記偏光角に基づいて、前記スリットによる縞の連続性
を調べることで立体を認識する立体認識装置。 - 【請求項２】 偏光板と、光路方向に厚みが連続的に異
なる磁気光学素子と、該磁気光学素子を磁化する装置と
で光をスリット状にすることを特徴とする請求項１に記
載の立体認識装置。 - 【請求項３】 対象物からの反射光を、偏光面が相互に
直交する偏光フィルタを介して取り込んで、該反射光の
偏光成分を検出することを特徴とする請求項１に記載の
立体認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18917092A JP3260830B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 立体認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18917092A JP3260830B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 立体認識装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634331A true JPH0634331A (ja) | 1994-02-08 |
| JP3260830B2 JP3260830B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=16236650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18917092A Expired - Fee Related JP3260830B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 立体認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260830B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035164A (ja) * | 1996-04-25 | 1998-02-10 | Samsung Aerospace Ind Ltd | Ｉｃカード及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-07-16 JP JP18917092A patent/JP3260830B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1035164A (ja) * | 1996-04-25 | 1998-02-10 | Samsung Aerospace Ind Ltd | Ｉｃカード及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3260830B2 (ja) | 2002-02-25 |
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