JPS63252205A - Imaging type boundary detection device - Google Patents
Imaging type boundary detection deviceInfo
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- JPS63252205A JPS63252205A JP8764687A JP8764687A JPS63252205A JP S63252205 A JPS63252205 A JP S63252205A JP 8764687 A JP8764687 A JP 8764687A JP 8764687 A JP8764687 A JP 8764687A JP S63252205 A JPS63252205 A JP S63252205A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、未処理作業地と処理済作業地との境界に対応
する直線を検出する撮像式の境界検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an imaging type boundary detection device that detects a straight line corresponding to the boundary between an untreated work site and a treated work site.
[従来の技術]
上記この種の撮像式の境界検出装置は、未処理作業地と
処理済作業地との明るさが異なって見えることを利用し
て、撮像した画像情報を画像処理することにより、明る
さ変化が大きい部分を通る直線を、未処理作業地と処理
済作業地との境界に対応した情報として検出するように
したものである。[Prior Art] This type of imaging-type boundary detection device described above utilizes the fact that the untreated work area and the treated work area appear to have different brightness, and performs image processing on captured image information. , a straight line passing through a portion with a large brightness change is detected as information corresponding to the boundary between an untreated work area and a treated work area.
そして、従来では、作業地を二次元方向に亘って撮像し
、その撮像情報より、上記境界に交差する一つの方向で
の明るさの微分値を、2次元方向に並ぶ各量子化画素に
ついて求め、その微分値に基づいて、明るさ変化が大き
い箇所の画素を2値化処理により抽出し、そして、ハフ
変換処理を利用して、抽出された画素の夫々に対して、
その画素を通り且つ設定角度づつ方向の異なる多数本の
直線を求め、求めた全直線のうちの最大頻度となるもの
を、境界に対応した直線を示す情報として検出するよう
にしてあった。Conventionally, the work area is imaged in two-dimensional directions, and from the imaged information, the differential value of brightness in one direction that intersects the boundary is calculated for each quantized pixel arranged in the two-dimensional direction. , Based on the differential value, pixels at locations where brightness changes are large are extracted by binarization processing, and then, using Hough transform processing, for each extracted pixel,
A large number of straight lines that pass through the pixel and differ in direction by a set angle are determined, and of all the determined straight lines, the one with the highest frequency is detected as information indicating the straight line corresponding to the boundary.
上記従来構成においては、ハフ変換処理において、処理
の対象になる画素の夫々に対して、その画素を通る多数
本の直線を求めなければならないこと、及び、求めた多
大な量の直線のうちの、最大頻度となる直線を求めなけ
ればならいなことに起因して、画像処理における演算処
理量が非常に多くなって、画像処理の高速化が困難であ
った。In the above conventional configuration, in the Hough transform processing, for each pixel to be processed, a large number of straight lines passing through that pixel must be found, and among the large number of straight lines found, Since the straight line with the maximum frequency must be found, the amount of calculation in image processing becomes extremely large, making it difficult to speed up image processing.
ところで、検出された直線の情報は、主として作業車を
未処理作業地と処理済作業地との境界に沿って自動走行
させるための制御情報等として利用されるものであるが
、そのような場合には、作業車の走行速度に対応する高
速度で画像処理する必要があり、画像処理の高速化が望
まれている。By the way, the information on the detected straight line is mainly used as control information for automatically driving the work vehicle along the boundary between the untreated work area and the treated work area. It is necessary to perform image processing at a high speed corresponding to the traveling speed of the work vehicle, and there is a desire for faster image processing.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、演算処理量を減らすことにより、画像処理の
高速化を図ることにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to speed up image processing by reducing the amount of arithmetic processing.
本発明による撮像式の境界検出装置の特徴構成は、作業
地を二次元方向に亘って撮像する撮像手段、その撮像手
段の撮像情報より、二次元方向に並ぶ各量子化画素の直
交する2方四夫々の明るさの微分値を求める微分手段、
求められた直交する2方向夫々の微分値より、最大明る
さ変化方向に対応する傾きを求める傾き演算手段、前記
微分値に基づいて明るさ変化が大なる箇所の画素を抽出
する2値化手段、その2値化手段にて抽出された各画素
夫々の前記傾きと直交する直線を求める直線演算手段、
その直線演算手段によって求められた直線のうちの最大
頻度となるものを抽出する直線抽出手段の夫々を備えて
いる点にあり、その作用並びに効果は以下の通りである
。The characteristic configuration of the imaging-type boundary detection device according to the present invention includes an imaging means for imaging a work area in two-dimensional directions, and imaging information of the imaging means to detect two orthogonal directions of each quantized pixel arranged in the two-dimensional direction. Differentiating means for determining the differential value of the brightness of each of the four,
A slope calculation means for calculating a slope corresponding to the maximum brightness change direction from the obtained differential values in two orthogonal directions, and a binarization means for extracting pixels at locations where the brightness change is large based on the differential values. , a straight line calculation means for calculating a straight line perpendicular to the slope of each pixel extracted by the binarization means;
The present invention is provided with straight line extracting means for extracting the line with the highest frequency among the straight lines found by the straight line calculation means, and the functions and effects thereof are as follows.
すなわち、二次元方向に亘って撮像された画像情報の各
量子化画素毎に、その最大明るさ変化方向の傾きを先に
求めておき、そして、各画素の微分値に基づいて2値化
された各画素夫々について、先に求められた傾きと直交
する一つの直線を求め、求められた直線のうちの最大頻
度のものを、境界に対応する直線として抽出するのであ
る。In other words, the slope of the direction of maximum brightness change is first determined for each quantized pixel of image information captured in two-dimensional directions, and then binarized based on the differential value of each pixel. For each pixel, a straight line perpendicular to the previously determined slope is found, and among the found straight lines, the one with the highest frequency is extracted as the straight line corresponding to the boundary.
従って、二次元方向に亘って撮像された画像情報の各量
子化画素毎の最大明るさ変化方向の傾きを、各画素を通
る直線を求める処理よりも先に求めておくので、その量
子化画素の微分値に基づいて2値化された各画素を通る
直線を求める処理としては、先に°求められた最大明る
さ変化方向の傾きに直交する一つの直線を求めるだけで
よいものとなり、直線を求めるための演算量を、従来の
ように、各画素を通る多数本の直線を求めるものに対し
て大幅に削減できる。Therefore, since the slope of the maximum brightness change direction for each quantized pixel of image information captured in two-dimensional directions is determined before the process of determining a straight line passing through each pixel, the quantized pixel The process of finding a straight line that passes through each binarized pixel based on the differential value of The amount of computation required to determine , can be significantly reduced compared to the conventional method of determining a large number of straight lines passing through each pixel.
しかも、それに伴い、最大頻度となる直線を求める際の
演算量も、従来に比して、大幅に削減できる。もって、
画像処理の高速化を図ることができるに至った。Moreover, in conjunction with this, the amount of calculation required to find the straight line with the highest frequency can be significantly reduced compared to the conventional method. With that,
It has now become possible to speed up image processing.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第7図に示すように、左右一対の前後輪(1)。As shown in Fig. 7, a pair of left and right front and rear wheels (1).
(2)が、その何れをもステアリング操作自在に設けら
れ、車体(ν)の下腹部に、芝刈り装置(3)が上下動
自在に縣架され、もって、芝や雑草等の刈取作業に用い
る作業車が構成されている。(2) are provided so that the steering can be operated freely, and a lawn mowing device (3) is suspended on the lower abdomen of the vehicle body (ν) so as to be movable up and down. The work vehicle used is configured.
作業地を二次元方向に亘って撮像する撮像手段としての
イメージセンサ(Sl)が、前記車体(V)に対して前
方側の作業地を撮像するように設けられている。An image sensor (Sl) serving as an imaging means for capturing an image of the work area in two-dimensional directions is provided so as to image the work area on the front side with respect to the vehicle body (V).
前記イメージセンサ(Sl)の撮像視野について説明を
加えれば、前記車体(V)が、未処理作業地(11)と
処理済作業地(C)との境界(L)に対して適正状態に
沿っている状態において、前記境界(L)が、視野の横
中方向中央に位置する状態となるようにしである。To explain the imaging field of view of the image sensor (Sl), the vehicle body (V) is aligned in an appropriate state with respect to the boundary (L) between the untreated work area (11) and the treated work area (C). In this state, the boundary (L) is positioned at the center of the field of view in the lateral direction.
前記車体(V)の構成について説明すれば、第6図に示
すように、前記前後輪(1) 、 (2)を各別に操作
するステアリング用の油圧シリンダ(4)。To explain the structure of the vehicle body (V), as shown in FIG. 6, there is a hydraulic cylinder (4) for steering that operates the front and rear wheels (1) and (2) separately.
(5)、及び、それに対する制御弁(6) 、 (7)
が設けられ、前後進切り換え自在で且つ前後進ともに変
速自在な油圧式無段変速装置(8)が、エンジン(E)
に連動連結され、そして、変速モータ(9)が、前記変
速装置(8)の変速アーム(10)に連動連結されてい
る。(5), and control valves (6), (7) for it
The engine (E)
The transmission motor (9) is operatively connected to the transmission arm (10) of the transmission (8).
又、前記車体(V)の走行距離を検出するために、単位
回転数当たり設定個数のパルス信号を出力する回転数セ
ンサ(S2)が、前記変速装置(8)の出力にて回転駆
動されるように設けられている。Further, in order to detect the traveling distance of the vehicle body (V), a rotation speed sensor (S2) that outputs a set number of pulse signals per unit rotation speed is rotationally driven by the output of the transmission (8). It is set up like this.
前記前後輪(1)、(2)夫々のステアリング位置を検
出するステアリング位置検出用ポテンショメータ(R+
)、(Rz)と、前記変速装置(8)の操作状態を検出
する変速位置検出用ポテンショメータ(+?:l)とが
設けられ、それらの検出情報、前記イメージセンサ(S
l)の撮像情報に基づいて求められる境界(L)に対応
する直線の情報、及び、前記回転数センサ(S2)の検
出情報に基づいて、前記車体(V)が未処理作業地(I
I)と処理済作業地(C)との境界(L)に沿って自動
走行するように制御するマイクロコンピュータ利用の制
御装置(11)が設けられている。A steering position detection potentiometer (R+) detects the steering position of the front and rear wheels (1) and (2).
), (Rz), and a shift position detection potentiometer (+?:l) that detects the operating state of the transmission (8), and the detection information thereof and the image sensor (S
Based on the information on the straight line corresponding to the boundary (L) obtained based on the imaging information of 1) and the detection information of the rotation speed sensor (S2), the vehicle body (V) is moved to the untreated work area (I).
A microcomputer-based control device (11) is provided to automatically travel along the boundary (L) between I) and the treated work area (C).
尚、図中、(II)は搭乗操縦用のステアリングハンド
ル、(Ro)はその操作位置検出用ポテンショメータ、
(12)は搭乗操縦用の変速ペダルである。In the figure, (II) is a steering wheel for boarding operation, (Ro) is a potentiometer for detecting its operating position,
(12) is a speed change pedal for boarding operation.
但し、前記イメージセンサ(Sl)の撮像画像情報を画
像処理して、前記境界(L)に対応した直線を検出する
ための各種手段が、前記制御装置(11)を利用して構
成されている。However, various means for performing image processing on image information captured by the image sensor (Sl) and detecting a straight line corresponding to the boundary (L) are configured using the control device (11). .
前記車体(V)の自動走行について説明すれば、第8図
に示すように、処理済作業地(C)で囲まれた四角状の
未処理作業地(B)の−辺から対辺に至る部分を、一つ
の作業行程として、車体(V)が作業行程の長さ方向に
沿う側の前記未処理作業地(B)と処理済作業地(C)
との境界(Ll)に沿って自動走行するように、前記画
像処理にて検出された情報に基づいて操向制御されるこ
とになり、そして、一つの作業行程の終端側の境界(t
、z)つまり前記゛未処理作業地(B)の対辺に達する
に伴って、その作業行程に交差する次の作業行程の始端
部に向けて自動的にターンさせることを繰り返すことに
より、いわゆる回り刈り形式で、所定範囲の芝刈り作業
を自動的に行わせることになる。To explain the automatic driving of the vehicle body (V), as shown in FIG. As one work process, the untreated work area (B) and the treated work area (C) on the side where the vehicle body (V) is along the length of the work process.
The steering will be controlled based on the information detected by the image processing so that the vehicle will automatically travel along the boundary (Ll) along the boundary (Ll) at the end of one work process.
, z) In other words, by repeating the process of automatically turning toward the starting end of the next work stroke that intersects the work stroke as the opposite side of the untreated work area (B) is reached, the so-called turning The mowing mode automatically mowing the lawn within a predetermined range.
前記制御装置(11)の作動を述べながら説明を加える
と、第2図に示すように、走行が開始されると、前記回
転数センサ(S2)の検出情報に基づいて設定距離走行
する毎に、後述の境界検出処理が行われ、その検出情報
に基づいて、前記終端側の境界(Lりが検出されたか否
かを判別する。To explain the operation of the control device (11), as shown in FIG. , a later-described boundary detection process is performed, and based on the detection information, it is determined whether or not the boundary (L) on the terminal side is detected.
前記終端側の境界(L2)が検出された場合は、その画
像上の位置情報に基づいて、車体(V)の現在位置に対
する終端位置を算出して、その算出された位置まで前記
前後輪(1) 、 (2)をステアリングニュートラル
の状態に維持することにより、直進させた後、予め設定
記憶されたターンパターンに基づいて、次の作業行程に
向けてターンさせることになる。When the boundary (L2) on the terminal side is detected, the terminal position relative to the current position of the vehicle body (V) is calculated based on the position information on the image, and the front and rear wheels (L2) are moved to the calculated position. By maintaining the steering in the neutral state in 1) and (2), the vehicle is driven straight ahead and then turned toward the next work process based on a turn pattern that has been set and stored in advance.
前記終端側の境界(L2)が検出されなかった場合は、
検出された行程側の境界(シ1)に沿って自動走行する
ように、その行程側の境界(Ll)に対するずれを算出
して、操向制御されることになる。If the terminal side boundary (L2) is not detected,
The steering is controlled by calculating the deviation from the detected stroke side boundary (Ll) so that the vehicle automatically travels along the detected stroke side boundary (C1).
そして、例えば、予め設定された行程数を走行したか否
か、あるいは、設定された走行距離に達したか否か等を
判別することにより、作業終了か否かを判断して、作業
終了でない場合は、前述の境界検出処理以降の処理を繰
り返すことになり、一方、作業終了の場合は、前記車体
(V)を停止させて、全処理を終了することになる。Then, for example, by determining whether a preset number of strokes has been traveled or whether a preset distance has been reached, it is determined whether the work is complete or not. In this case, the processes after the boundary detection process described above will be repeated. On the other hand, in the case of finishing the work, the vehicle body (V) will be stopped and the entire process will be completed.
前記行程側の境界(Ll)に対するずれの算出について
説明を加えれば、車体横幅方向に向かう位置のずれと、
境界(Ll)の向きに対する傾きのずれとがあるが、そ
れらを定量的な値として算出してもよく、又、単にずれ
の方向だけを算出するようにしてもよい。To explain the calculation of the deviation with respect to the boundary (Ll) on the stroke side, the deviation in the position in the width direction of the vehicle body,
Although there is a deviation in the inclination with respect to the direction of the boundary (Ll), these may be calculated as quantitative values, or only the direction of deviation may be calculated.
又、操向制御の処理について説明を加えれば、平行ステ
アリング形式にて、車体横幅方向の位置のずれを修正し
、4輪ステアリング形式にて、向きのずれを修正するこ
とになる。但し、前記前後輪(1) 、 (2)のステ
アリング量に差を付けて、位置と向きのずれを同時に修
正するようにしてもよい。Further, to explain the steering control processing, the parallel steering type corrects positional deviations in the width direction of the vehicle body, and the four-wheel steering type corrects directional deviations. However, the steering amount of the front and rear wheels (1) and (2) may be different to correct the positional and orientation deviations at the same time.
次に、第1図に示すフローチャートに基づいて、前記境
界検出の処理について詳述する。Next, the boundary detection process will be described in detail based on the flowchart shown in FIG.
但し、以下に説明する境界検出の処理は、前記未処理作
業地(B)が処理済作業地(C)よりも暗く見える現象
を利用して行われるものである。However, the boundary detection processing described below is performed by utilizing the phenomenon that the untreated work area (B) appears darker than the treated work area (C).
すなわち、境界検出処理が開始されるに伴って、前記イ
メージセンサ(Sl)による撮像処理が行われると共に
、その撮像画像情報が、予め設定された画素密度に対応
して量子化される。That is, as the boundary detection process is started, the image sensor (Sl) performs an imaging process, and the captured image information is quantized in accordance with a preset pixel density.
次に、第3図にも示すように、処理対象となる画素(e
)の周囲に隣接する8画素(a=d、f−i)を含む9
画素を覆う3X3画素分のマスクを用いて、下記H)、
(ii)式に基づいて、画像上のX軸方向及びy軸方向
夫々における明るさ変化の微分値(SX) 、 (SY
)を演算する処理が、二次元方向に並ぶ各画素について
行われる。Next, as shown in FIG. 3, the pixel to be processed (e
) including 8 adjacent pixels (a=d, fi)
Using a 3x3 pixel mask that covers the pixels, perform the following H),
Based on equation (ii), the differential values (SX), (SY
) is performed for each pixel arranged in the two-dimensional direction.
5X(x、y) = (c+2f+i)−(a+2d+
g) −= (i )SY(x、y)= (g+2h+
i)−(a+2b+c) −・・・(ii )尚、こ
のX軸方向及びy軸方向夫々における明るさ変化の微分
値(SX) 、 (SY)を演算する処理が、微分手段
(100)に対応することになる。5X(x,y) = (c+2f+i)-(a+2d+
g) −= (i) SY(x, y)= (g+2h+
i) - (a+2b+c) -... (ii) The process of calculating the differential values (SX) and (SY) of brightness changes in the X-axis direction and the y-axis direction, respectively, is carried out by the differentiating means (100). We will deal with it.
そして、下記(iii )式に示すように、前記各微分
値(SX) 、 (SV)の絶対値を加算することによ
り、各画素(x、y)の明るさ変化の大きさを代表する
微分値(JP)を求める。Then, as shown in equation (iii) below, by adding the absolute values of the above-mentioned differential values (SX) and (SV), a differential representing the magnitude of the brightness change of each pixel (x, y) is calculated. Find the value (JP).
JP (x 、 y) =lSXI+1SYl
・・・−(iii )更に、下記(iv)式を用いて、
前記各微分値(SX) 、 (SY)から、前記各画素
(x+い毎の最大明るさ変化方向に対応する傾き(BP
)を演算する。JP (x, y) =lSXI+1SYl
...-(iii) Furthermore, using the following formula (iv),
From each of the differential values (SX) and (SY), the slope (BP) corresponding to the direction of maximum brightness change for each pixel (x+
) is calculated.
BP(x、y)=tan−’(SY/SX) ”・・・
(iv)但し、前記傾き(BP)は、X軸を基準にして
、時計回りの方向での角度変化として定義しである。BP (x, y) = tan-' (SY/SX) ”...
(iv) However, the tilt (BP) is defined as an angular change in the clockwise direction with respect to the X-axis.
尚、この傾き(BP)を求める処理が、傾き演算手段(
101)に対応することになる。Note that the process of calculating this slope (BP) is carried out by the slope calculation means (
101).
そして、前記微分値(JP)が予め設定された設定闇値
以上の大きさとなる画素のみを抽出するように2値化す
ることにより、明るさ変化が大なる箇所の画素を抽出す
る。Then, by performing binarization to extract only pixels whose differential value (JP) is greater than or equal to a preset darkness value, pixels at locations where brightness changes are large are extracted.
尚、この2値化処理が、2値化手段(102)に対応す
ることになる。Note that this binarization process corresponds to the binarization means (102).
次に、第4図にも示すように、前記傾き(BP)の値に
基づいて、前記X軸に対して±30度以内の傾きとなる
画素を再抽出することにより、後述のハフ変換処理の対
象となる画素の候補数を予め減らすようにする。Next, as shown in FIG. 4, based on the value of the inclination (BP), pixels whose inclination is within ±30 degrees with respect to the The number of target pixel candidates is reduced in advance.
説明を加えれば、前述の如く、車体(V)は未処理作業
地(B)と処理済作業地(C)との境界(L)に沿って
各作業行程を走行するようになっていることから、車体
(V)の向きや前記境界(L)に対する横幅方向の位置
がずれたとしても、大幅にずれることはないものであり
、従って、処理対象となる画素の最大明るさ変化方向の
傾きが±30度以内となるもののみを処理対象としても
、前記行程側の境界(Ll)は的確に検出できるのであ
る。To explain, as mentioned above, the vehicle body (V) travels each work process along the boundary (L) between the untreated work area (B) and the treated work area (C). Therefore, even if the orientation of the vehicle body (V) or the position in the width direction with respect to the boundary (L) shifts, it will not shift significantly. Therefore, the slope of the direction of maximum brightness change of the pixel to be processed Even if only those for which the angle is within ±30 degrees are to be processed, the boundary (Ll) on the stroke side can be accurately detected.
そして、前記角度制限を加えた各画素毎に、その画素を
通り、且つ、前記傾き(BP)と直交する直線を、下記
(v)式に示すように、ハフ変換処理を用いて求めると
共に、その頻度をヒス]・ダラムにとり、そして、その
ヒストグラムから、最大頻度となる一つの直線を求めて
、その直線を、前記作業行程に沿う方向に向かう境界(
Ll)に対応する直線として検出する。Then, for each pixel to which the angle restriction has been applied, a straight line that passes through that pixel and is orthogonal to the slope (BP) is determined using Hough transform processing, as shown in equation (v) below, and Take that frequency as Hiss] Durham, then find a straight line with the maximum frequency from the histogram, and connect that straight line to the boundary (
It is detected as a straight line corresponding to Ll).
ρ””’X−C03D+y−sinθ …・・・(v)
引き続き、前記傾き(BIB)の値に基づいて、前記行
程側の境界(1,1)に対して直交する方向となる27
0度近傍(240度以上〜300度以内)の傾きとなる
画素を再抽出する。つまり、前記終端側の境界(L2)
は、前記作業行程側の境界(Lυに対して直交する方向
にあり、且つ、前述の如く、車体(V)が前記境界(1
,+)に沿って走行するように操向制御されていること
からも、その傾き範囲が大きく異なることはない。従っ
て、前記作業行程に沿う方向の境界(L1)を検出する
場合と同様に、角度制限を加えて処理対象の画素を減ら
すことにより、精度を低下させることなく、画像処理の
高速化を図るようにしである。ρ""'X-C03D+y-sinθ......(v)
Subsequently, based on the value of the inclination (BIB), the direction 27 is perpendicular to the boundary (1, 1) on the stroke side.
Pixels with an inclination near 0 degrees (240 degrees or more to 300 degrees or less) are re-extracted. In other words, the terminal side boundary (L2)
is in the direction perpendicular to the boundary (Lυ) on the working stroke side, and as mentioned above, the vehicle body (V) is located at the boundary (1
, +), the range of inclination does not differ greatly. Therefore, as in the case of detecting the boundary (L1) in the direction along the work process, by adding angle restrictions and reducing the number of pixels to be processed, it is possible to speed up image processing without reducing accuracy. It's Nishide.
そして、第5図にも示すように、270度近傍に角度制
限されて抽出された画素の夫々について、前記傾き(B
P)と直交し、且つ、その画素を通る一つの直線を、前
述のハフ変換処理にて求め、それら直線から、最大頻度
となる一つの直線を抽出することにより、前記終端側の
境界(L2)に対応した直線を検出するのである。As shown in FIG. 5, the slope (B
A straight line that is perpendicular to P) and passes through the pixel is obtained by the Hough transform process described above, and from these straight lines, the one that has the highest frequency is extracted, thereby forming the terminal side boundary (L2 ) is detected.
尚、ハフ変換処理を用いて画素毎の直線を求める処理が
、直線演算手段(103)に対応し、その求められた直
線のうちの最大頻度のものを抽出する処理が、直線抽出
手段(104)に対応することになる。Note that the process of finding a straight line for each pixel using Hough transform processing corresponds to the straight line calculating means (103), and the process of extracting the one with the highest frequency among the found straight lines corresponds to the straight line extracting means (104). ).
但し、この境界検出の処理において、説明のために用い
た画面は仮想上のものであり、前記各境界(Ll)、
(Lx)に対応した直線が、実際に引かれることはなく
、最大頻度となる前記<v>式にて求められた値(ρ)
と、その値となる前記傾き(BP)から代入した角度(
θ)の値とを、検出した直線に対応する情報として使用
することになる。そして、境界に対するずれの算出や終
端位置の算出の処理において、それらの値(ρ)、(θ
)に基づいて、車体(V)に対する実際の境界(t r
) 。However, in this boundary detection process, the screen used for explanation is a virtual one, and each of the boundaries (Ll),
The straight line corresponding to (Lx) is not actually drawn, and the value (ρ) obtained from the above <v> formula that has the maximum frequency
and the angle (
θ) is used as information corresponding to the detected straight line. Then, in the process of calculating the deviation with respect to the boundary and the calculation of the end position, these values (ρ), (θ
), the actual boundary (t r
).
(l、z)の位置を算出することになる。The position of (l, z) will be calculated.
前記終端側の境界(L2)が検出されたか否かの判別に
ついて説明すれば、前述の境界検出処理が設定距離毎に
行われることから、今回の境界検出処理において検出さ
れた終端側の境界(L2)の位置が、前回の境界検出処
理において検出された終端側の境界(L2)の位置に、
車体前後方向に向けて前記設定距離を加算した位置の近
傍にあるか否かを判別することにより、検出された直線
が、終端側の境界(L2)であるか否かを判断するので
ある。To explain how to determine whether or not the terminal side boundary (L2) has been detected, since the aforementioned boundary detection process is performed for each set distance, the terminal side boundary (L2) detected in the current boundary detection process is The position of L2) is the position of the terminal side boundary (L2) detected in the previous boundary detection process,
By determining whether the detected straight line is near the position where the set distance is added in the longitudinal direction of the vehicle body, it is determined whether the detected straight line is the boundary (L2) on the terminal side.
ところで、前記イメージセンサ(Sl)が車体前方側の
作業地を斜め上方から揚傷するように取り付けられてい
ることから、その撮像画像情報から得られる各境界(L
l)、 (L2)の画面上の位置変化は、車体(V)に
対する実際の境界(Ll)、(Lx)の位置までの距離
に反比例して、遠方はど小さくなる状態′となる。By the way, since the image sensor (Sl) is installed so as to lift and damage the work area on the front side of the vehicle body from diagonally above, each boundary (L) obtained from the captured image information is
1) and (L2) on the screen are inversely proportional to the distance to the actual boundaries (Ll) and (Lx) relative to the vehicle body (V), and become smaller at far distances.
従って、前記終端側の境界(L2)の判別、その終端側
の境界(tz)までの距離の算出、並びに、検出された
行程側の境界(Lυに対するずれの算出の夫々において
、画面上の検出位置に対応して、車体(V)に対する実
際の位置に換算することになる。Therefore, in each of the determination of the terminal side boundary (L2), the calculation of the distance to the terminal side boundary (tz), and the calculation of the deviation with respect to the detected stroke side boundary (Lυ), the detection on the screen Corresponding to the position, it is converted into an actual position with respect to the vehicle body (V).
〔別実施例〕
上記実施例では、境界検出の処理を行う毎に、終端の検
出を同時に行うようにした場合を例示したが、例えば、
前記回転数センサ(Sりの検出情報を利用して、車体(
V)が作業行程の終端近傍に近づいた場合のみ行うよう
にしてもよい。[Another Embodiment] In the above embodiment, the case where the end detection is performed at the same time every time the boundary detection process is performed is illustrated, but for example,
The vehicle body (
V) may be performed only when the process approaches the end of the working process.
又、上記実施例では、2値化手段(102)を、X軸方
向の微分値(SX)とy軸方向の微分値(SY)とを加
算した微分値(JP)の大きさに基づいて、2値化する
ようにした場合を例示したが、例えば、行程側の境界(
Ll)を検出する場合は、画面上横方向に向けて明るさ
の変化があることを利用して、前記X軸方向の微分値(
SX)のみを用いてもよい。又、終端側の境界(L2)
を検出する場合は、画面上、上下方向に向けて明るさの
変化があることを利用して、前記y軸方向の微分値(S
Y)のみを用いるようにしてもよい。Furthermore, in the above embodiment, the binarization means (102) operates based on the magnitude of the differential value (JP) obtained by adding the differential value (SX) in the X-axis direction and the differential value (SY) in the y-axis direction. , we have given an example of a case in which binarization is performed, but for example, if the boundary on the process side (
When detecting the differential value (Ll), the differential value in the X-axis direction (
SX) may be used alone. Also, the boundary on the terminal side (L2)
When detecting the above-mentioned differential value in the y-axis direction (S
Only Y) may be used.
又、上記実施例では、2値化手段(102)にて抽出さ
れた各画素夫々の前記傾き(BP)に対応する直線を求
める直線演算手段(103)として、ハフ変換処理を用
いた場合を例示したが、直線演算手段(103)の具体
構成は各種変更できる。Further, in the above embodiment, a case is described in which Hough transform processing is used as the straight line calculation means (103) for calculating the straight line corresponding to the slope (BP) of each pixel extracted by the binarization means (102). Although an example has been given, the specific configuration of the linear calculation means (103) can be modified in various ways.
又、上記実施例では、本発明を芝刈り用の作業車を自動
走行させるための手段として用いた場合を例示したが、
本発明は、各種の作業地の境界を検出する手段として適
用できるものであって、各部の具体構成は、各種変更で
きる。Further, in the above embodiment, the present invention is used as a means for automatically driving a lawn mowing work vehicle, but
The present invention can be applied as means for detecting the boundaries of various work areas, and the specific configuration of each part can be modified in various ways.
尚、特許請求の範囲の項に図面との対象を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。Incidentally, although reference numerals are written in the claims section for convenience of reference to the drawings, the present invention is not limited to the structure of the attached drawings.
図面は本発明に係る(静像式の境界検出装置の実施例を
示し、第1図は境界検出処理のフローチャート、第2図
は作業車の走行制御・の概略を示すフローチャート、第
3図は微分処理の説明図、第4図及び第5図は境界の説
明図、第6図は制御構成を示すブロック図、第7図は作
業車の全体側面図、第8図は作業地の説明図である。
(B)・・・・・・未処理作業地、(C)・・・・・・
処理済作業地、くい・・・・・・境界、(Sl)・・・
・・・撮像手段、(SX) 、 (SY)・・・・・・
微分値、(BP)・・・・・・傾き、(100)・・・
・・・微分手段、(101)・・・・・・傾き演算手段
、(102)・・・・・・2値化手段、(103)・・
・・・・直線演算手段、(104)・・・・・・直線抽
出手段。The drawings show an embodiment of the static image type boundary detection device according to the present invention, FIG. 1 is a flowchart of boundary detection processing, FIG. 2 is a flowchart showing an outline of traveling control of a work vehicle, and FIG. An explanatory diagram of differential processing, Figs. 4 and 5 are explanatory diagrams of boundaries, Fig. 6 is a block diagram showing the control configuration, Fig. 7 is an overall side view of the work vehicle, and Fig. 8 is an explanatory diagram of the work area. (B)... Untreated work area, (C)...
Treated work area, pile...boundary, (Sl)...
...Imaging means, (SX), (SY)...
Differential value, (BP)... Slope, (100)...
... Differentiation means, (101) ... Slope calculation means, (102) ... Binarization means, (103) ...
... Linear calculation means, (104) ... Linear extraction means.
Claims (1)
L)に対応する直線を検出する撮像式の境界検出装置で
あって、作業地を二次元方向に亘って撮像する撮像手段
(S_1)、その撮像手段(S_1)の撮像情報より、
二次元方向に並ぶ各量子化画素の直交する2方向夫々の
明るさの微分値(SX)、(SY)を求める微分手段(
100)、求められた直交する2方向夫々の微分値(S
X)、(SY)より、最大明るさ変化方向に対応する傾
き(BP)を求める傾き演算手段(101)、前記微分
値(SX)、(SY)に基づいて明るさ変化が大なる箇
所の画素を抽出する2値化手段(102)、その2値化
手段(102)にて抽出された各画素夫々の前記傾き(
BP)と直交する直線を求める直線演算手段(103)
、その直線演算手段(103)によって求められた直線
のうちの最大頻度となるものを抽出する直線抽出手段(
104)の夫々を備えている撮像式の境界検出装置。Boundary between untreated work area (B) and treated work area (C) (
An imaging-type boundary detection device that detects a straight line corresponding to L), an imaging means (S_1) that images the work area in two-dimensional directions, and from the imaging information of the imaging means (S_1),
Differentiating means (
100), the obtained differential values in each of the two orthogonal directions (S
A slope calculating means (101) for calculating the slope (BP) corresponding to the maximum brightness change direction from Binarization means (102) for extracting pixels, and the slope () of each pixel extracted by the binarization means (102).
Linear calculation means (103) for finding a straight line perpendicular to BP)
, straight line extraction means (
104).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8764687A JPS63252205A (en) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | Imaging type boundary detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8764687A JPS63252205A (en) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | Imaging type boundary detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252205A true JPS63252205A (en) | 1988-10-19 |
| JPH0575329B2 JPH0575329B2 (en) | 1993-10-20 |
Family
ID=13920739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8764687A Granted JPS63252205A (en) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | Imaging type boundary detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63252205A (en) |
-
1987
- 1987-04-09 JP JP8764687A patent/JPS63252205A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0575329B2 (en) | 1993-10-20 |
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