JPS60207979A - パタ−ン認識装置 - 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】 イ・　産業上の利用分野 本発明は登録された一定のパターンと対象パターンの異
同を検知する型のパターン認識装置に関する０ 口・従来技術 パターン認識はソフトウェアがむつかしく、かつ認識に
長時間がか＼シ、成るパターンを検出して移動体の位置
制御を行うような高速動作を要求される場合には不向き
であった。

ハ、目　的 簡単なソフトウェアでしかも高速でパターン認識ができ
るパターン認識装置を提供する。

二・構成 ２次元的な画素配列よシなり、順次アドレス指定可能な
イメージセンサと認識しようとするパターンを格納した
メモリと、上記イメージセンサとメモリの対応アドレス
のデータを順次読出して両者の異同を判定し、異と同大
々の数の間の関係について論理判定を行う論理回路とよ
シなるパターン認識装置である。

パターン認識には手書き文字の読取りのように型の一定
しないパターンについて認識を行う場合と、一定のパタ
ーンを決め、対象パターンがそのパターンと一致するか
否かを判定する場合とがあシ、ロボットの位置制御のよ
うな場合、後者のパターン認識で充分である。例えば加
工物の成る部分に一定の加工を行うロボットの場合、加
工物のその部分に一定のマークを付けておき、ロボット
はコンベアで加工物が送られて来て停止したら、そのマ
ークを見出し加工を行うようにすればよへ本発明は上述
したような構成で、その原理はメモリに登録されたパタ
ーンとイメージセンサによって検出されたパターンを重
ねて両者の一致の程度を判定するものである。

ホ・実施例 第１図は本発明の一実施例を示す。１は２次元的なイメ
ージセンサで順次アドレスを指定して各画素の内容を読
出すことができる。２は一定のパターンを記憶させたメ
モリである。このメモリはイメージセンサ１と同容量で
、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＢＰＲＯＭ）が用い
られる。制御回路３はイメージセンサ１とメモリ２の夫
々の対応アドレスを同時に指定して、その内容を読出し
ている。イメージセンサ１から読出された信号はも−ア
ドレス１ビットのデータ）とが夫々アンド回路５とオア
回路６に入力されている。アンド回路５ｒ　オア回路６
の出力信号は夫々カウンタ７゜８で計数される。

こ＼で理想的な状態を考えると、イメージセンサ１上に
投影されているパターンとメモリ２内のパターンとが完
全に一致し、パターンの部分でアンド回路５の出力が１
”となシ、またそのときオア回路の出力も１″となる。

そこでイメージセンサ１及びメモリ２の一回走査したと
きのカウンタ７．８の計数は等しく、かつその計数値は
パターンによって決っている。そこでこの計数値に夫々
上下若干の許容値を付加して、上限コンパレータ９ｕ、
１０ｕ及び下限コアパレータ９１，１０７に基準値とし
て設定し、イメージセンサ１及びメモリ２の一回の走査
終了後カウンタ７．８の計数値を入力し、各計数値が上
限コンパレータ９ｕ。

１０ｕの基準値よシ低く、下限コンパレータ９ｊ、１０
１の基準値より高い場合、アンドゲート１コ、１２より
ＯＫ倍信号出し、アントゲ−１・１１．１２の両方から
ＯＫ倍信号出力される場合をアンドゲート１３で検出し
て、その場合に所定のパターンが検出されたと判定する
。

こ５でアンド回路５だけで判定しないのは、所定のパタ
ーンを含み、成る面積を塗シつぶしたようなパターンが
来たとき、アンド側の条件だけだとＯＫ倍信号出てしま
うからである。このような場合オア回路があるとオア回
路の出力の計数値は規準値より大幅に大きくなるので、
判別可能となる。

判定すべきパターンが所定の位置に来て停止する場合は
上述構成だけでパターン認識が可能であるが、ロボット
の眼として用いるときは、パターンの像はイメージセン
サ１の上を移動し、眼を動かして被検パターンとメモリ
２内のパターンとが最も良く一致する位置を検索する必
要がある。第２図はそのだめの構成の一例である。カウ
ンタ７．８−ｊでの構成は第１図の例と同じである。イ
メージセンサ及びメモリの一回の走査が終るとカランタ
ラ、８の計数値は夫々引算回路１４．１５に送られて、
夫々基準値が引算される。制御回路３はこの引算結果が
夫々最小になるようにロボットの眼をＸ、Ｙ両方向に−
ステップずつ動かして行く。この探索動作のステップを
なるべく少くスるだめに粗位置決め用の回路工が設けら
れている。

この回路は第３図に示すようにイメージセンサ１の上に
パターンが収まるべき領域Ｐを想定してその在外Ａ、右
外Ｂ、上外Ｃ２下外りの４領域にはみ出しているパター
ン部分をＡ、Ｄの領域別にカウンタＫａ、Ｋｂ、Ｋｃ、
Ｋｄで計数する。Ｇａ−Ｇｄはゲートでイメージセンサ
のＡ〜Ｄ夫々の領域を走査している間だけ制御回路３か
らの信号で開かれて、イメージセンサ１のデータをカウ
ンタＫａ−Ｋｄに入力するものである。制御回路３は例
えばＡ領域の計数が０でないときは眼をＸ正方向に動か
して計数が０になるようにする。このようにしてカウン
タＫａ−Ｋｂの計数がＯになるように眼をＸ、Ｙ両方向
に動かすのである。このようＫして粗位置決めがなされ
た後、上述した詳細一致の探索動作が開始される。

上述実施例ではパターン認識の論理判定の方法はアンド
回路５とオア回路６の出力の計数値を基準値と比較する
ものであるが、判定論理は他にも可能である。例えば上
記実施例で両針数値の差はメモリ２上のパターンとイメ
ージセンサ１上の像とのずれを表わしている。両者の詳
細一致をめるＫはこの差が最小になるように探索動作を
行わせてもよい。アンド、オアの両回路の代シにエクス
クル−シブ回路を一個用いることもできる。この場合、
同回路の出力″１″（不一致）が基準値以下なら所定の
パターンと判定する。或はアンド回路とノア回路を用い
、両回路の出力の計数値の和が一定数以上（イメージセ
ンサの画素数に近いイωのとき所定パターンと判定する
。

第４図は他の実施例を示したものである。この実施例は
第１図の実施例に第４図の構成を付加するもので同図に
おいて１４はＡＮＤパターン比較用ＲＯＭ、１５はＮＯ
Ｒパターン比較用ＲＯＭであり、端子ａに第１図におけ
るイメージセンサ１の出力信号が入力され、ｂ、ｃ端子
がアンド回路１３に付加条件として接続される。ＡＮＤ
ＮＯパターン比較用ＲＯＭ１４識パターンにおいて逃が
すことのできないポイントを記憶させたものであり、Ｎ
ＯＲパターン比較用ＲＯＭ１５には逆に空白がなくては
ならない箇所を記憶させたものである。これによって例
えば全体の８０チが一致したときに、残シの２０％中に
”Ｅ”と”Ｆ″あるいは０″と＋ｌｃ″のように一部の
有？無の差異が含まれてしまうことを防止することがで
きる。第５図はＡＮＤパターン比較用ＲＯＭ１４ＮＯＲ
用パターン比較用ＲＯＭ１５の使用例を示したもので、
パターン記憶用ＲＯＭ３によって“ヨ”のパターンを識
別する場合に、例えば１ヨ”を６日”或は”コ”と誤認
するおそれがあるので、パターン比較用ＲＯＭ１４．１
５に図に示したようなパターンを記憶させておき、この
ＡＮＤ出力の計数値が上限設定値以下のときにｂ端子に
一致信号を出力するようにコンパレータ１６を設定して
おく。同様にしてＲＯＭ１５のＮＯＲ出力の計数値を下
限設定コンパレータ１７に入力する。このようにすれば
パターンメモリ２によるアンド回路５およびオア回路６
の出力の計数値の許容幅を十分広く設定しておくことが
でき同一パターンの線の太さの違いをカバーすることが
できる。

へ・効果 本発明によればパターン認識は主として論理回路で行わ
れ、ソフトウェアの負担が甚だ少く、そのため論理判定
は瞬時に行われ、イメージセンサ及びメモリの走査速度
を上げることによってパターン認識の速度が上るのであ
り、高速のパターン認識が可能であり、かつ回路構成は
簡単である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は位置
探索機能を付与した実施例の要部を示すブロック図、第
３図は同実施例におけるイメージセンサの領域区分図、
第４図は本発明の他の実施例のブロック図、第５図は同
実施例の動作説明図である。 １・・・イメージセンサ、２・・・メモリ、３・・・制
御回路、１４．１５・・・補助のパターンメモリ。 代理人　弁理士　昧　浩　介

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アドレスを順次指定して読出し可能な２次元イメージセ
   ンサと、一定パターンを記憶させたメモリと、上記イメ
   ージセンサとメモリを走査して両者の対応アドレスの内
   容を同時に読出し、論理判定回路に入力し、−回の走査
   の終シ毎に判定結果を出力させる制御回路と、アンド回
   路？オア回路、カウンタ、コンパレータ等よシなる上記
   論理判定回路とよ構成るパターン認識装置。