JPS63163976A

JPS63163976A - 物体の認識方法

Info

Publication number: JPS63163976A
Application number: JP61313048A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Kato; 加藤　由人; Hajime Amano; 天野　肇; Yuji Watanabe; 裕司渡辺; Nobuyoshi Yamanaka; 伸好山中
Original assignee: Komatsu Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-12-26
Filing date: 1986-12-26
Publication date: 1988-07-07
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH0738222B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、視覚センサを用いて丸棒状の物体を認識する
方法に関する。

〔従来の技術〕

視覚センサを用いて、丸棒状物体を認識する場合、通常
グレイスケールを用いたパターンマツチング法が採用さ
れ、たとえば特願昭５８−１５６８１７号にはこのグレ
イスケールを用いたパターンマツチング法が開示されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、従来は視覚センサの画像フレーム全域に上記
パターンマツチングによる認識処理を行つていたが、か
くすると、上記丸棒状物体の画像が存在していない画像
フレーム中の部位に対しても上記認識処理が行なわれる
ことになるので、同処理に時間ロスを生じる。

［問題点を解決するための手段］本発明では、かかる従来の問題点を解決するため、視覚
センサによって得られる画像を走査して丸棒状物体特有
の明度分布を示す走査線上の位置を検出し、この検出さ
れた位置の部分にのみパターンマツチング法を適用して
、上記丸棒状物体を認識するようにしている。

〔実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明が適用される知能ロボットの一例を概
念的に示す。

この知能ロボット１は、ロボット本体２と、このロボッ
ト本体２を制御するコントローラ３と、視覚センサたる
テレビカメラ４と、該カメラの画像を処理する画像処理
部５とを備えている。

上記画像処理部５では、カメラ４からの映像信号が第２
図に示すＡ／Ｄ変換部５１を介して画像メモリ５２にス
トアされる。そして、メモリ５２の記憶内容に基づき演
算処理部５３が後述する処理を実行することによって丸
棒状物体６が認識される。また、コントローラ３では、
画像処理部５の通信制御部５４を介して与えられる上記
物体６の位置情報に基づいて、ロボット本体２のハンド
２１を上記物体６の位置に移動させる位置決め制御が行
なわれる。

なお、コントローラ３では上記ハンド２１の位置決め後
、このハンド２１に物体６を把持させてこれを他の箇所
に移動させるというシーケンスも実行される。

ところで、第３図に示す如く、丸棒状物体６がテレビカ
メラ４で搬像されたとすると、同図に点線で示す各走査
線上の明度分布は、いずれも第４図に示すような山形の
パターンを示す。つまり上記明度分布は、走査線の横断
位置によらずほぼ同じパターンを示す。

そして第５図に示すように、上記明度分布における明度
の上昇始点、ピーク点および下降終点をそれぞれＰ　　
、Ｐ　　およびＢ２、それらの点Ｐ　。

Ｐ　およびＰ　における明度をそれぞれＢ１゜Ｂ　およ
びＢ２とすると、該明度分布には次のよ０゜うな特徴がある。

（ａ）Ｂ　＞Ｂ　、Ｂｏ＞８２である。明度Ｂ　がしき
い値Ｂ　　　、より大きく、か０ｔｈ−ｎｕｎつ明度Ｂ、Ｂ２がいずれもしきい値８ｔｈ−１８Ｘより小さい。

なお、しきい値Ｂ　　　　、、Ｂｔｈ−＋１１ｎ　　　ｔｈ−１ａＸは、それら間の明度幅Ｂ　内に、ＢｏとＢ、Ｂ２とを識
別する明度レベルが存在するようにその値が決定されて
いる。

（ｂ）明度差Ｂ　　−Ｂ　　、Ｂｏ−８２がいずれも所
定の値Ｂ、１以上である。

（ｃ）Ｐ　　点からＰ。点まで明度が単調増加し、Ｐ　
から１２点まで明度が単調減少する。

なお、第５図においてＰ　　、Ｐ　　問およびＰｏ。

Ｂ２間はそれぞれ丸棒状物体６の半径長に対応している
。

第６図は、上記明度分布の特徴を利用して上記丸棒状を
認識する本発明の実施例を示し、同図に示す手順は第２
図に示した演算処理部５３において実行される。

この手順では、まず前記画像メモリ５２にストアされた
カメラ４の画像が第７図に示す態様で走査される（ステ
ップ１００）。そして、走査線上に前記特徴点（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）をもつ明度分布の箇所が存在するか
否かがステップ１０１〜１０６で判断される。

すなわち、ステップ１０１〜１０３での判断条件は前記
特徴点（ａ）についてのものであり、ステップ１０１で
は前記ピーク点Ｐ　の明度Ｂ。が上昇始点Ｐ　の明度Ｂ
１よりも大きいか否かが判断され、かつ明度Ｂ　が前記
下降終点Ｂ２の明度Ｂ２よりも大きいか否かが判断され
る。

また、ステップ１０２では、ピーク点Ｐ。の明度Ｐ　が
第５図に示したしきい値Ｂ　　　　より０ｔｈ−１＋＋
＋ｎも大きいか否かが判断され、さらにステップ１０３では
明度Ｂ　およびＢ２が同図に示すしきい値８ｔｈ−１ａ
Ｘよりも大きいか否かが判断される。

一方、ステップ１０４で前記特徴点（ｂ）を示す条件が
満たされているか否か、つまり明度差（Ｂｏ−８１）お
よび（Ｂｏ−８２）が前記値Ｂｄｔ以上であるか否かが
判断される。

ステップ１０５．１０６での判断条件は、前記特徴点（
ｌについてのものであり、ステップ１０５では明度Ｂ、
Ｂ１の平均値（Ｂｏ＋８１）／２が明度Ｂ１よりも大き
く明度Ｂ。よりも小さいか否か、つまりＰ　点よりＰｏ
点に向って明度が単調増加しているか否かが判断され、
またステップ１０６では明度Ｂ　　、Ｂ　　の平均値Ｂ
。＋Ｂ２／２が明度Ｂ２よりも大きく明度Ｂよりも小さ
いか否か、つまりＰｏ点に向って明度が単調減少してい
るか否かが判断される。

そして、ステップ１０１〜１０６における判断条件のう
ちのいずれか１つでも満たされない間はステップ１００
における画像走査が続行され、またステップ１０１〜１
０６における判断条件の全てが満足された場合には、現
在の走査位置に丸棒状物体６を示す明度分布が存在して
いると判断してその走査位置においてグレイスケールを
用いたパターンマツチングが実行される（ステップ１０
７）。

なお、パターンマツチングの技術は公知であるので、こ
こではその説明を省略する。

上記パターンマツチングによって丸棒状物体６が認識さ
れれば、この丸棒状物体について位置情報が第２図に示
した通信制御部５４よりコントローラ３に伝送され、コ
ントローラ３ではこの位置情報に基づいてロボット本体
２のハンド２１を認識された丸棒状物体６の位置まで移
動させる処理が実行される。

なお、上記パターンマツチングによる認識処理後、再び
ステップ１０１〜１０６に示した手順が実行されて、前
記明度分布の検出が行なわれる。

〔発明の効果〕

本発明においては、丸棒状物体特有の明度分布を示す走
査線上の位置を予め検出し、この検出された位置の部分
にのみパターンマツチングによる物体認識処理を行うよ
うにしている。したがって、パターンマツチングによる
認識処理を視覚センサの画像フレーム全域について行っ
ていた従来の方法に比して認識作業の要する時間を大幅
に矧縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法が適用される知能ロボットの
一例を示した概念図、第２図は画像処理部５の内部構成
を例示したブロック図、第３図は丸棒状態に対する走査
の態様を示した概念図、第４図および第５図はそれぞれ
丸棒状物体の画像を走査した場合の明度の分布態様を示
したグラフ、第６図は本発明の一実施例を示したフロー
チャート、第７図は画像走査の態様を示した図である。１・・・知能ロボット、２・・・ロボット本体。３・・・コントローラ、４・・・テレビカメラ、５・・
・画像処理部、６・・・丸棒状物体。第２図信置第５図　　　　　第７図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）視覚センサを用いて丸棒状物体を認識する場合に
適用され、上記視覚センサによって得られる画像を走査して、上記
丸棒状物体特有の明度分布を示す走査線上の位置を検出
し、上記検出された位置の部分にのみパターンマッチング法
を適用して上記丸棒状物体を認識することを特徴とする物体の認識方法。
（２）上記明度分布は、次の条件を満たしている特許請
求の範囲第（１）項記載の物体の認識方法。（ａ）ピーク点の明度が第１のしきい値よりも大きく、
上昇始点および下降終点の明度がそれぞれ第２のしきい値（＞第１のしきい値）よりも小さい。（ｂ）上記ピーク点と上昇始点の明度差および該ピーク
点と上記下降始点の明度差がいずれも所定の値以上であること。（ｃ）明度が上記上昇終点からピーク点まで単調増加し
、かつ上記ピーク点から下降終点まで単調減少する。