JPS6046182A - 二次元視覚装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はビデオカメラで撮像した二次元画像の特徴を抽
出する二次元視覚装置に関し、特に低価格のロボット等
の視覚として好適な二次元視覚装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、ビデオカメラ等で撮像した被写体像を認識し、位
置ズレ、寸法９面積、角度の計測や形状１種類などの判
別を行彦う装置が知られ、たとえばロボットの視覚彦ど
として用いられている。

従来のこの種の装置を第１図によって説明する。

図において、１はビデオカメラであり、該ビデオカメラ
１から出方された輝度信号はエッジ信号発生回路２に送
られる。エツジ信号発生回路２は輝度信号を微分し、該
微分された出力は波形整形回路乙によって２値のディジ
タル信号に変排される。これによって、被写体の輪郭が
エツジ信号として抽出されたことになる。

一方、ビデオカメラ１から出力された水平同期信号）−
Ｉ　−Ｓ　Ｙ　Ｎ　ＣはＸ座標発生用カウンタ４に入力
し、該カウンタ４によってカウントされる。なお、この
カウンタ４は、ビデオカメラ１から出力される垂直同期
信−Ｑｖ−８ＹＮＣによってリセットされる。

また、Ｘ座標発生用カウンタ５は、ビデオカメラ１で発
生されたクロック信号又はその分周信号をカウントする
。そして、とのカウンタ５は前記水平同期信号１（−８
ＹＮＣによってリセットされる。

前記した波形整形回路３の出力である被写体の輪郭を表
わす２値のディジタル信号、Ｘ座標発生用カウンタ４の
出力およびＸ座標発生用カウンタ５の出力は、マイクロ
コンピュータ（以■、マイコンと略す）等からなる制御
回路６に入力される。制御回路６はＸ、Ｘ座標に前記２
値のディジタル信号を割当て、これをＲＡＭ等のメモリ
バンク７に格納する。

その後、メモリバンク７のデータをマイコン６等によっ
て情報処理し、前記ｌ−た位置ずれ。

寸法１面積、角度等の計測や、形状１種類等の判別を行
なう。

上記の従来の製筒では、Ｘ、Ｘ座標を発生させる方法と
して、ビデオカメラの垂直同期信号と水平同期信号およ
び、基本発振器のクロック信号または、これを分周した
信号を用いている１、しかしながら、これらの同期信号
やクロック信号が常時出力されるのに対し、輝度信号に
は帰線期間があり、この間は黒レベル以下で、かつ、一
定レベルの状態にある。しかも、同期信号の発生タイミ
ングはこの帰線期間の中間にある。このため、ｘ、Ｘ座
標のカウンタはビデオカメラの視野外の座標アドレスも
示すという欠　□点および画像処理速度が遅くなるとい
う欠点が　− ある。

なお、この場合にはＸ座標の１７％、Ｘ座標の７％が無
効なアドレスである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消し、カ
ウンタのビット数を減らし、画像処理速度を向上させる
ようにした二次元視覚装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために、本発明は、ビデオカメラ
から出力された輝度信号をエツジ信号発生回路に導き、
第１のカウンタは垂直同期信号でリセットされた後に、
ビデオカメラの等価パルスを含まないブランキング信号
をカウントしてＸ座標を発生し、第２のカウンタはブラ
ンキング信号でリセットされた後に、ビデオカメラの基
本発振器のクロック信号、または、これを分周した信号
をカウントしてＸ座標を発生するようにし、エツジ信号
の発生時刻に対応するＸ、Ｘ座標と、ｘ、Ｘ座標におけ
るエツジ信号の有無のデータの少くとも一方をメモリバ
ンクに記憶させるようにした点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第２図はビデオカメラの出力である輝度信号Ｙ、垂直同
期信号ｖＰ、水平同期信号ＨＰ、およびブランキング信
号ＢＬＫのタイムチャートを示したものである。ただし
、説明の都合から時間軸を変化させている。

ＮＴＳＣ方式の場合、垂直同期信号ｖＰは１６．７　ｍ
　Ｓ毎に、また、水平同期信号ＨＰは６３．５μｓ毎に
発生するパルスである。等価パルスを含まないブランキ
ング信号ＢＬＫは両信号の発生時に低レベルとなる９幅
の広い信号である。

図示のように、垂直同期信号ｖＰと水平同期信号ＨＰは
ブランキング信号ＢＬＫの中間に位置する。また、輝度
信号Ｙはブランキング信号ＢＬＫが高レベルの時に発生
する。

第３図は本発明の二次元視覚装置の一実施例を示すブロ
ック図である。カメラ１１は輝度信号Ｙ’にエツジ信号
発生回路１２に送り、かつ副搬送波信号Ｓ　Ｃ１（３，
５８Ｍｌｌｚの方形波）、垂直同期信号ＶＰ、ブランキ
ング信号ＢＬＫ、および偶数フィールド信号ＦＢをゲー
ト１４に送る。また偶数フィールド信号ＦＢはマイコン
２３にも送られる。

エツジ信号発生回路１２は輝度信号Ｙを微分し波形整形
して２値のディジタル信号に変換する。

そして、被写体の輪郭を示すエツジ信号として出力する
。このエツジ信号はエツジカウンタ１３のクロック入力
部と第２のＲＡ　Ｍ２１のデータ入力部に送られる。

一方、ゲート１４は偶数フィールド信号ＦＢが低しベル
ノときに信号ＳＣ１、ＶＰ、ｌ３ＬＫ’＆通過させ、高
レベルの時には、（８号ＳＣ１とＢＬＫを低レベルに、
また垂直同期信号■Ｐ全高レベルに保持して出力する。

これによって、後述のＸカウンタ１５．Ｘカウンタ１６
およびエツジカウンタ１６は偶数フィールドの時だけ動
作し奇数フィールドの間はリセットされる。

ゲート１４を通過した副搬送波信号ＳＣ１はＸカウンタ
１５のクロック入力部に入り、ブランキング信号ＢＬＫ
はＸカウンタ１５のクリア入力部とＸカウンタ１６のク
ロック入力部に入る。また同様に、垂直同期信号■Ｐは
Ｘカウンタ１６とエツジカウンタ１３のクリア入力に入
る。

Ｘカウンタ１５はブランキング信号ＢＬＫが低レベルの
ときにクリアされ、高レベルのときに副搬送波信号ＳＣ
１の立上り部分をカウントする。Ｘカウンタ１６は垂直
同期信号ｖＰが高レベルのときにクリアされ、低レベル
のときにブランキング信号ＢＬＫの立上り部分をカウン
トする０ したがって、Ｘカウンタ１５はブランキング信号ＢＬＫ
によってクリアされた後に副搬送波信号ＳＣ１をカウン
トし、１水平走査期間を３．５８ＭＨｚで分割したＸ座
標アドレスを発生する。一方、Ｘカウンタ１６は垂直同
期信号ｖＰによってクリアされた後にブランキング信号
ＢＬＫの立上９部分をカウントし、Ｙ座標アドレスを発
生する。

Ｘカウンター５およびＸカウンター６の出力はゲート１
７を介して第１のＲＡＭ２０のデータ入出力部と第２の
データセレクタ１９の一方の入力部に送られる。

ゲート１７はマイコン２３によって制御されるものであ
って、マイコン２３からの信号ａが低レベルのときに入
力信号を通過させ、高レベルのときには出力部を高イン
ピーダンスにする。第２のデータセレクタ１９と第１の
データセレクタ１８の片方の入力部にはマイコン２３か
らアドレスデータｂが送られる。第１のデータセレクタ
１８）もう一方の入力部にはエツジ信号をカウントする
エツジカウンター３の出力信号Ｃが供給される。

なお、エツジカウンター３はゲート１４から出力された
垂直同期信号ｖＰが高レベルのときにクリアされる。

第１および第２のデータセレクタ１８および１９はゲー
ト１７と同じく、マイコン２３からの信号ｄ８　′ によって制御される。この信号が低レベルのときに、第
１のデータセレクタ１８はエツジカウンタ１３の出力を
、また第２のデータセレクタ１９はゲート１７の出力を
選択し、高レベルのときにはそれぞれマイコン２３から
のアドレスデータｂを選択する。

このようにして選択された信号は、第１のＲＡ　Ｍ２Ｏ
および第２のＲＡＭ２１のアドレス入力部へ供給される
。第２のＲＡＭ２１の出力ｅはマイコン２３の入力部に
供給され、第１のＲＡＭ２０の入出力部は同様にマイコ
ン２３の入出力部に接続される。

タイミング発生回路２２はゲート１４から出力された副
搬送波信号ＳＣ１とマイコン２３の信号によって、ライ
トイネーブル信号、アウトプットイネーブル信号を発生
し、第１のＲＡＭ２０および第２のＲＡ　Ｍ２１に供給
する。マイコン２３がらの信号がなければ、副搬送波信
号ＳＣ１からライトイネーブル信号を出力し、信号があ
れば、この信号を用いてライトイネーブル信号もしくは
アウトプットイネーブル信号を出力する。なお、２４は
マイコン２３に接続した入出力回路であって、教示デー
タの入力などに使用するものである。

次に、上記した本実施例の動作を説明する。

カメラ１１の出力信号ＳＣ１，ＶＰ、ＢＬＫは、同じく
カメラ１１からの信号ＦＢが低レベルの時す々わち偶数
フィールドのときにゲート１４を通過する。Ｘカウンタ
１５はＸ座標用のカウンタであって、ブランキング信号
Ｂ　Ｔ、　Ｋによってクリアされた後に副搬送波信号Ｓ
ｃ１をカウントする。したがって、Ｘカウンタ１５は１
水平走査を３．５８ＭＨ２で分割したＸ座標のアドレス
を発生する〇 一方、Ｘカウンタ１６はＸ座標用のカウンタであって、
垂直同期信号■Ｐによってクリアされた後にブランキン
グ信号ＢＬＫ’ｅカウントする。

つまり、１垂直走査の偶数フィールド時の水平走査本数
をカウントし、Ｘ座標のアドレスを発生する。

この画像のアドレスを示す信号はゲート１７を弁し、第
１のＲＡＭ２０のデータ入出力部に供給されるとともに
、でらに第２のデータセレクタ１９ヲ介して第２のＲＡ
Ｍ２１のアドレス入力部に供給される。

一方、カメラのもう１つの出力である輝度信号Ｙはエツ
ジ信号発生回路１２によって微分され波形整形されて２
値のディジタル信号とされる。

すなわち、エツジ信号発生回路１２は、被写体の輪郭を
表わすエツジ信号を出力する。このエツジ信号はエツジ
カウンタ１３によってカウントされ、カウント値は第１
のデータセレクタ１８ケ介して第１のＲＡＭ２０のアド
レス入力部に供給される。また、エツジ信号は直接第２
のＲＡＭ２ｉのデータ入力部に供給される。

この状態において、タイミング発生回路２２はゲート１
４の出力である副搬送波信号ＳＣ１を基準にしてライト
イネーブル信号などを発生し、該信号を第１のＴ（、Ａ
Ｍ２０および第２のＲＡＭ２１に供給する。この結果、
第２のＲＡＭ２１はＸ、Ｙ１ 座標に対し１ビツトずつ、エツジ信号の有無を記憶する
。また、第１のＲＡＭ２０は、第２のＲＡＭ２１のエツ
ジ信号発生時のＸ座標、Ｘ座標を記憶し、いわばインデ
ックスの役割を果す。

以上のように、第１のＲＡＭ２０にはエツジカウンタ１
３のカウント値をアドレスとして、Ｘ座標およびＸ座標
が記憶される。一方、第２のＲＡＭ２１には、Ｘ座標お
よびＸ座標をアドレスとして、エツジ信号の有り無しが
記憶される。

したがって、との第１および第２のＲＡ　Ｍ２Ｏおよび
２１に記憶されたデータを用いて、マイコン２３を作動
させることにより、カメラで撮像した被写体を認識し、
位置ずれなどの計測や形状などの判別を行うことができ
る。。

〔発明の効果〕

本発明によれば、第１のカウンタは垂直同期信号でリセ
ットされた後に、等価パルスを含まないブランキング信
号をカウントしてＸ座標を発生し、第２のカウンタはブ
ランキング信号でリセットされた後にビデオカメラの副
搬送波信・　１２・ 号をカウントしてＸ座標を発生するので、カウンタのビ
ット数をＸ座標で１７％、Ｘ座標で７チ減らすことがで
きる。才だ、このため、第１および第２のＲＡＭが記憶
すべきデータ量が減りＲＡＭの容量も少なくできる。

したがって、マイコンが読み込むＲＡＭのデータ数が減
り、処理時間が速くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の二次元視覚装置のブロック図第２図はビ
デオカメラの輝度信号、垂直および水平同期信号とブラ
ンキング信号のタイムチャート、第３図は本発明の二次
元視覚装置の一実施例を示すブロック図である。 １１・・・カメラ　１２・・・エツジ信号発生回路　１
３・・・エツジカウンタ　１５・・・Ｘ座標用カウンタ
１６・・・Ｘ座標用カウンタ　２０，２１・・・第１．
第２のＲＡＭ２３・・・マイコン 代理人弁理士　高　橋　明　夫 〒２図 矛ｊ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ビデオカメラ、該ビデオカメラの出力である光
   輝度信号を微分し、２値のディジタル信号に変換するエ
   ツジ信号発生回路、前記ビデオカメラからの垂直同期信
   号出力でリセットされ、等価パルスを含まないブランキ
   ング信号出力をカウントしてＸ座標を発生する第１のカ
   ウンタ、前記ブランキング信号出力でリセットされ、前
   記ビデオカメラの基本発振器のクロック信号又はこれを
   分周した信号をカウントしてＸ座標を発生する第２のカ
   ウンタ、ならびに前記エツジ信号発生回路の出力信号が
   出力される時刻に対応する前記Ｘ座標およびＸ座標と、
   前記Ｘ座標およびＸ座標に対応する前記エツジ信号発生
   回路の出力信号との少くとも一方を記憶するメモリパン
   クを具備したことを特徴とする二次元視覚装置。
2. （２）偶数フィールド又は奇数フィールドのいずれか一
   方の期間のみ、前記第１および第２のカウンタが作動す
   るようにしたととを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の二次元視覚装置。