JPS62293382A - 画像処理における直線曲線判別方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 「産業上の利用分野」 本発明は対象物体にスリット光を照射して撮像された画
像についての直線曲線の判別方法に関するものである。

「従来の技術」 外界の情況を認識して自動的に動作を制御するいわゆる
自律制御型ロボットにとって、視覚情報をもとに３次元
対象物を認識する技術（３次元視覚技術）は、その開発
におけろ重要なポイントとされている。

第５図および第６図は直線曲線の判別方法の一従来例を
示ずものである。

すなわち、対象物体にスリット光を照射して撮像した画
像から第５図に示すような点列を抽出し、抽出された点
列（点Ａ〜点Ｆ）について下記のような処理を行う。

（１）例えばＡ点を起点として各点の座標を（Ｘｓ、Ｙ
　ｓ　Ｘｓ　＝　１　、２、−）と表現する。

（ｉｉ）点Ｓの方向ψ（ｓ）をその点からに黒光の点を
結ぶ線の方向と定義する。

つまり、 ψ（Ｓ）−−！：迫辻二Ｙｓ Ｘ　ｓ＋に−Ｘ　ｓ と定義する。

（ｉｉｉ）各点についてψ（ｓ）を求めると、第６図の
図表が得られる。

（ｉｖ）第５図と第６図との対比から、直線部分ではψ
（ｓ）がほぼ一定となり、また、曲線部分ではψ（Ｓ）
の傾きがほぼ一定となる。そして、このψ（Ｓ）に着目
することにより点列を直線部分と曲線部分に分割するこ
とができる。

「発明が解決しようとする問題点」 上記方法は、直線部分と曲線部分とが複数存在していて
も的確にその判断ができるという長所を有するが、各点
についてのψ（Ｓ）の全てを処理するには、ロボット制
御用の計算機システムに膨大なデータの処理を行わせる
ことが必要となり、このようにデータ処理に時間がかか
ることに起因して、大容量の計算機システムが必要にな
るとともに、処理時間に要する時間が長くなって、制御
すべきロボットの応答が応答が遅くなるなどの問題があ
った。

本発明は」二記事情に鑑みて提案されたもので、ロボッ
トの精密な制御に必要な直線曲線の判定を簡単なプロセ
スにより実行し得る識別方法を得ることを目的とするも
のである。

「問題点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、一つの物体像を構
成する点列の始点と終点とを結ぶ直線の方程式を計算し
、前記始点と終点との間の中点と前記直線との距離を求
め、求められた距離と基準値とを比較して直線曲線の判
断を行い、直線と判断されなかった場合には、前記中点
と前記始点および終点をそれぞれ結ぶ直線と新たな中点
との距離を求めて曲線直線の判断を行い、複数回に亙っ
て直線と判断されたなかった場合には曲線であるとの判
断を行うようにしたものである。

「作用」 上記方法によれば、画像の始点と終点とを結ぶ直線を求
め、かつこの直線と中点との距離を求めるという処理、
すなわち、単純な一時間数をコンピユータに処理させる
ことにより、直線曲線の判断をすることができる。

「実施例」 以下、本発明か適用された画像処理システムの一実施例
を説明する。なお、図中従来例の画像処理システムと共
通の部分には同一符号を付し、説明を簡略化する。

第１図は本発明を適用してなる画像処理システムの一従
来例を示すものである。

図において、スリット光源ｌから出力されたスリット光
３が対象物体４に投射され、カメラ２に撮像される点は
従来と同様である。対象物体４は、作業台７の上面に置
かれ、この作業台７上に設置されたロボット８の作業を
受υるようになっている。

ここで、カメラ２のレンズ中心を原点とし、その先軸を
Ｚｃ軸とするカメラ座標系（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）を設定
するとともに、作業台７の一隅を原点とし、水平面横方
向をＺ軸、水平面縦方向をＹ軸、垂直方向をＺ軸とする
作業座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を設定する。また、第３図に
示すように、撮像面２ａの中心点を原点とするイメージ
座標系（Ｘ　ｉ、Ｙ　ｉ）を設定する。

次に、第２図は、計算機システムＩＯの構成を示すブロ
ック図である。この図において、カメラ２からの映像信
号は、イメージ・プロセッサＩＩへ送られる。イメージ
・プロセッサ１１は、前記映像信号により撮像された対
象物体４をディスプレイ１２に表示するとともに、スリ
ット画像の抽出と細線化とを実行した後、得られた画像
データをメモリ１４へＤＭＡ　　（ダイレクト・メモリ
・アクセス）転送する。イメージ・プロセッサＩｆは、
また、ディジタイザ１３によって指定されたディスプレ
イＩｌｌ二の点を、イメージ点Ｐｉとして認識する。

ＣＰＵｌ５は転送された画像データをもとに、背景像の
除去、線の識別、座標計算、対象物体４の認識を行い、
入出力チャネルＩ６を介して、対象物体４の画像データ
を操作用のターミナル■８へ送り、スリット画像を表示
する。ここで、作業を施すべき対象物体４をオペレータ
が指示すると、これによりＣＰＵ］５はロボットの動作
点を計算する。この動作点が、ロボット制御用のパーソ
ナル・コンビコータ１９へ供給され、ロボット８の制御
が行なわれる。なお、スリット光源１はロボット８に取
り付けて該ロボット８と一体に方向変換を行わせること
も可能であるが、本実施例では、ロボット８に対する取
り付は角度等の調整が可能なように半固定状態に設けら
れている。

次いで、上記制御装置における直線曲線の判定方法につ
いて説明する。

作業物体４にスリット光を照射し、このスリット光の反
射を撮像して所定の処理を施すと、第３図に示すように
、対象物体４が円柱状の場合には曲線状の点列ΣＡが得
られ、また、直方体状の場合には曲線状の点列ΣＢが得
られ、このようにして得られた点列ΣＡ・ΣＢについて
、下記に示すような直線判定アルゴリズムに従った識別
処理が施される。

ステップｌ；点列ΣＡ・ΣＢにおけるＡ１点あるいはＢ
１点の如き始点（ｘ　Ｉ、Ｙ　＋）とＡｎ点あるいはＢ
ｎ点の如き終点（Ｘｎ、Ｙｎ）とを結ぶ直線の方程式 Ｙ＝ａＸ＋ｌ）　　・・・・・（１）式を求める。

Ａ、−Ａ、、あるいはＢ、・Ｂｎの中点（第４図ＡＣも
しくはＢｅで示す）、すなわち、　座標（Ｘ　ｌｃ＋Ｙ
、ｃ）、（ただし、ｃ−（ｎ＋　Ｉ　）／　２　）で表
される点と前記（＋）式の直線との距＃ｄを下記の（２
）式に従って求める。

ステップ２：求められたｄを基準値ｄ。と比較し、基準
値ｄ。より小さい場合を直線をみなす、。

始点と終点とについて上記処理を行なった結果、直線と
みなした場合には処理を終了する。

ステップ３・直線とみなされなかった場合には、さらに
、始点Ａ、またはＢ１と中点ＡｃまたはＢｃとを結ぶ直
線について、この直線と前述の場合と同様の処理を行う
。

ステップ４；以上の処理により、画像ΣＡについては、
Ａ、もしくはＡｎとＡｃとを結ぶ直線と新たな中点Ａｃ
’との間に依然として基準値ｄ。以上の距離が存在する
ため、再度直線でないとの判断が下され、この結果、画
像ΣＡが曲線であると判断して処理を終了する。

ステップ５ニ一方、画像ΣＢについては、終点Ｂｎと中
点Ｂｃとを結ぶ区間について直線であるとの判断がされ
、さらに、この直線を延長して、この直線に含まれる点
の範囲を決定する　（図示例では点Ｂｄまでが直線と判
断される）。

ステップ６：直線とみなされた範囲の終点Ｂｄと点Ｂ１
との間について同様の処理を行い、この結果、画像ΣＢ
に対して、Ｂ　Ｉ−Ｂ　ｄ　ＳＢ　ｄ−Ｂ　ｎの２つの
直線から構成されているとの判断が下される。

なお、前述した一連の判断過程は必ずしも実施例に限定
されるものではなく、単なる直線曲線の判断のみを行い
、あるいは、中点と直線との距離についての判定回数を
多くしてさらに詳細な判断を行うようにしてもよい。

また、本発明の方法の実施に適用される装置の構成が」
−記実施例に限定されるものでないのはもちろんである
。

「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明は、一つの物体像
を構成する点列の始点と終点とを結ぶ直線の方程式を計
算し、前記始点と終点との間の中点と前記直線との距離
を求め、求められた距離と基準値とを比較して直線曲線
の判断を行い、曲線と判断した場合には、前記中点と前
記始点および終点をそれぞれ結ぶ直線と新たな中点との
距離を求めて曲線直線の判断を行い、複数回に亙って直
線と判断されたなかった場合には曲線であるとの判断を
行うようにしたものであるから、比較的少数の一時間数
について処理を行えばよく、したがって、計算機で処理
すべきデータを減少させて処理の迅速化を図ることがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明方法を適用した画像処理シ
ステムの一実施例を示すもので、第１図はこの発明の一
実施例によるロボットシステムの全体構成を示す斜視図
、第２図は計算機システムの構成を示すブロック図、第
３図はスリット光反射状態を示す斜視図、第４図は判別
処理の手順の説明図、第５図および第６図は従来の直線
曲線の判別方法を示すもので、第５図は点列の形状を示
す図表、第６図は点列の傾斜の変化を示す図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対象物体に照射されたスリット光の反射を撮像し、撮像
   された画像データに対応する多数の点の列からなる線画
   像を形成し、前記点列の始点と終点とを結ぶ直線を表す
   関数を演算し、前記始点と終点との間の中点と前記直線
   との距離を求め、求められた距離が基準とする範囲にあ
   るか否かを判断し、範囲外と判断した場合に前記中点と
   前記始点および終点とをそれぞれ結ぶ直線と新たな中点
   との距離を求めて判断を繰り返し、基準範囲外のあると
   の判断が行なわれた回数によって前記始点と終点との間
   が直線が曲線かを判断することを特徴とする画像処理に
   おける直線曲線判別方法。