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JPH04250384A - Three-dimensional target identification device - Google Patents

Three-dimensional target identification device

Info

Publication number
JPH04250384A
JPH04250384A JP860491A JP860491A JPH04250384A JP H04250384 A JPH04250384 A JP H04250384A JP 860491 A JP860491 A JP 860491A JP 860491 A JP860491 A JP 860491A JP H04250384 A JPH04250384 A JP H04250384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intensity
antenna
target object
target
electromagnetic waves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP860491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nemoto
宏 根本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP860491A priority Critical patent/JPH04250384A/en
Publication of JPH04250384A publication Critical patent/JPH04250384A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately identify a target even when the wavelength of an electromagnetic wave is longer than the target by measuring the reflecting electromagnetic wave from the target at a plurality of measurement points, and by examining the intensity distribution of the reflecting electromagnetic wave of the target from the center to the edge. CONSTITUTION:A pulse of predetermined number is sent to an antenna scanner 22 by a microcomputer 28, and transmission and input antennae 21a, 21b are moved to predetermined measurement points, and the digital information indicating the intensity of the reflecting electromagnetic wave is stored from the output of an A/D converter 27. When the storage of the digital information is finished at all of the measurement points, a maximum value of the reflecting intensity is found out, and position coordinates (x,y) of the antennae 21a, 21b on that point are searched. A coordinate (x) is fixed, while a coordinate (y) is varied, so as to examine the intensity distribution at each measurement point, and it is judged if the intensity distribution is diminished in a simple mode. When it is not, a target is considered to have a curvature in the back surface, and an H signal is output to a line 30. When it is judged as simply diminishing, the coordinate (y) is fixed, and the same operation is carried out.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、電磁波の反射強度情
報を利用して物標を識別する三次元物標識別装置に関し
、特に物標が背面に曲率を有するか否かを検出すること
のできるようにした三次元物標識別装置に関する。
[Field of Industrial Application] This invention relates to a three-dimensional object marker identification device for identifying a target object using information on the reflection intensity of electromagnetic waves, and in particular to a device for detecting whether or not a target object has a curvature on its back surface. This invention relates to a device for identifying three-dimensional objects.

【0002】0002

【従来の技術】従来の電磁波の反射強度情報を利用して
物標を識別する物標識別装置の一例を図7に示す。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an example of a conventional object marker identification device for identifying targets using information on the reflection intensity of electromagnetic waves.

【0003】図7において、アンテナ1は水平方向(X
方向)に配設された送信用アンテナ1aおよび受信用ア
ンテナ1bからなり、この送信用アンテナ1aおよび受
信用アンテナ1bはアンテナ移動台2に配設される。ア
ンテナ移動台2は、図8に示すように、アンテナ移動台
2上のX−Z平面内において、送信用アンテナ1aおよ
び受信用アンテナ1bをスタート点Sからエンド点Eま
での間に設定された多数の測定点に移動できるようにな
っている。
In FIG. 7, the antenna 1 is placed in the horizontal direction (X
The transmitting antenna 1a and the receiving antenna 1b are arranged in the antenna moving table 2. As shown in FIG. 8, the antenna moving table 2 has a transmitting antenna 1a and a receiving antenna 1b set between a start point S and an end point E in the X-Z plane on the antenna moving table 2. It can be moved to multiple measurement points.

【0004】送信用アンテナ1aには、例えば60GH
zのミリ波帯の電磁波を発振するガン発振器3の出力が
ミリ波ケーブル4を介して接続され、この送信用アンテ
ナ1aからは例えば広がり角4度で前方に60GHzの
電磁波を送出する。
[0004] The transmitting antenna 1a has, for example, a 60GH
The output of a Gunn oscillator 3 that oscillates electromagnetic waves in the millimeter wave band z is connected via a millimeter wave cable 4, and from this transmitting antenna 1a, electromagnetic waves of 60 GHz are transmitted forward with a spread angle of 4 degrees, for example.

【0005】受信用アンテナ1bは、上記送信用アンテ
ナ1aから送出され前方の物標5で反射された60GH
zの反射電磁波を各測定点で受信する。なお、図7にお
いては物標5として台6の上に配設された球状の物体が
示されている。
[0005] The receiving antenna 1b receives the 60GH signal transmitted from the transmitting antenna 1a and reflected by the target object 5 in front.
The reflected electromagnetic wave of z is received at each measurement point. In addition, in FIG. 7, a spherical object disposed on a table 6 is shown as the target object 5.

【0006】受信用アンテナ1bの出力はミリ波ケーブ
ル7を介してスペクトラムアナライザ8に加えられる。 スペクトラムアナライザ8は受信用アンテナ1bの出力
から前方の物標5からの各測定点での反射電磁波の強度
を測定する。
The output of the receiving antenna 1b is applied to a spectrum analyzer 8 via a millimeter wave cable 7. The spectrum analyzer 8 measures the intensity of reflected electromagnetic waves at each measurement point from the target object 5 in front of the output of the receiving antenna 1b.

【0007】マイクロコンピュータ10は、スペクトラ
ムアナライザ8で測定された各測定点での反射電磁波の
強度をインターフェースバス(GP−IB)9を介して
受信し、この各測定点での反射電磁波の強度を複数のレ
ベル範囲に分類し、各レベル範囲に対して例えば単一色
の複数の階調を対応させ、各測定点での反射電磁波の強
度の色付けを行う。この各測定点での反射電磁波の強度
の色付けを行った信号はモニタディスプレイ11に送出
され、各測定点での反射電磁波の強度を例えば単一色の
複数の階調で表示する。
The microcomputer 10 receives the intensity of the reflected electromagnetic waves at each measurement point measured by the spectrum analyzer 8 via the interface bus (GP-IB) 9, and calculates the intensity of the reflected electromagnetic waves at each measurement point. It is classified into a plurality of level ranges, and each level range is associated with a plurality of gradations of, for example, a single color, and the intensity of the reflected electromagnetic waves at each measurement point is colored. A signal obtained by coloring the intensity of the reflected electromagnetic waves at each measurement point is sent to the monitor display 11, and the intensity of the reflected electromagnetic waves at each measurement point is displayed, for example, in a plurality of gradations of a single color.

【0008】この従来装置の動作を図9のフローチャー
トを参照してさらに説明する。
The operation of this conventional device will be further explained with reference to the flowchart of FIG.

【0009】まず、マイクロコンピュータ10からイン
ターフェースバス(CP−IP)9を介してスペクトラ
ムアナイライザ8の初期設定を行い、さらにアンテナ移
動台2にコマンドを送りアンテナ移動台2の初期設定を
する(ステップ101)。
First, the spectrum analyzer 8 is initialized from the microcomputer 10 via the interface bus (CP-IP) 9, and a command is sent to the antenna moving base 2 to initialize the antenna moving base 2 (step 101).

【0010】つぎに、送信用アンテナ1aおよび受信用
アンテナ1bをスタート点Sに移動する(ステップ10
2)。ここで、スペクトラムアナイライザ8によりこの
ときの反射電磁波の強度を測定し(ステップ103)、
この測定データをマイクロコンピュータ10に伝送する
(ステップ104)。
Next, the transmitting antenna 1a and the receiving antenna 1b are moved to the starting point S (step 10).
2). Here, the intensity of the reflected electromagnetic waves at this time is measured by the spectrum analyzer 8 (step 103),
This measurement data is transmitted to the microcomputer 10 (step 104).

【0011】続いて、マイクロコンピュータ10はアン
テナ移動台2を駆動して送信用アンテナ1aおよび受信
用アンテナ1bを次の測定点に移動する(ステップ10
5)。
Next, the microcomputer 10 drives the antenna moving table 2 to move the transmitting antenna 1a and the receiving antenna 1b to the next measurement point (step 10).
5).

【0012】次ぎに、アンテナ移動台2がエンド点Eに
あるか否かを調べ(ステップ106)、エンド点Eでな
いとステップ103に戻り、この動作をアンテナ移動台
2がエンド点Eに達するまで繰り返す。このようにして
、スタート点からエンド点までのすべての測定点のデー
タをマイクロコンピュータ10に取り込む。
Next, it is checked whether the antenna moving table 2 is at the end point E (step 106), and if it is not the end point E, the process returns to step 103, and this operation is continued until the antenna moving table 2 reaches the end point E. repeat. In this way, the data of all measurement points from the start point to the end point are loaded into the microcomputer 10.

【0013】アンテナ移動台2がエンド点Eに達すると
、マイクロコンピュータ10は各測定点における測定値
から最小受信強度および最大受信強度を検出し(ステッ
プ107)、最小受信強度と最大受信強度との間を例え
ば9分割し、各測定点での受信強度が1〜9のどの分類
に属するかを調べ、各測定点における受信強度に対して
1〜9の数値をつけるラベリングを行い(ステップ10
8)、最大受信強度の測定点(「1」の分類に属する点
)から最小受信強度の測定点(「9」の分類に属する点
)までを、受信強度に対応して単一色で階調を変えた色
付けを行い、これをモニタディスプレイ11上で画像化
する(ステップ109)。
When the antenna moving base 2 reaches the end point E, the microcomputer 10 detects the minimum received strength and the maximum received strength from the measured values at each measurement point (step 107), and calculates the difference between the minimum received strength and the maximum received strength. For example, the area is divided into 9 parts, and the received strength at each measurement point is checked to see which category from 1 to 9 it belongs to, and the received strength at each measurement point is labeled with a numerical value from 1 to 9 (step 10).
8) From the measurement point of maximum reception strength (point belonging to classification "1") to the measurement point of minimum reception strength (point belonging to classification "9"), gradation is done in a single color corresponding to reception strength. The images are colored differently, and this is converted into an image on the monitor display 11 (step 109).

【0014】[0014]

【発明が解決するための課題】しかしながら、このよう
な前方の物標からの多数点における受信強度を階調によ
りモニタ表示する従来装置にあっては、電磁波の投射面
積のほぼ等しい物標(例えば断面積のほぼ等しい正方形
の板と球)のような場合、測定に用いる電磁波の波長が
その物標の大きさに比較して大きい場合などにおいては
、その分解能からモニタ画像の物標のエッジ部が不鮮明
となり、両者を区別できないことがあった。例えば、こ
の装置をロボットの視覚センサなどに用いる場合を考え
ると、正方形の板と円柱とが識別できないことになり、
この場合作業誤りに繋がり、正確な作業ができないとい
う不具合があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional device that monitors and displays the reception intensity at multiple points from the target object in front using gradation, it is difficult to detect a target object whose electromagnetic wave projection area is approximately equal (for example, In cases where the wavelength of the electromagnetic waves used for measurement is large compared to the size of the target object (a square plate and a sphere with approximately equal cross-sectional area), the edge of the target object in the monitor image can be determined based on its resolution. sometimes became unclear and it was not possible to distinguish between the two. For example, if this device were to be used as a visual sensor for a robot, it would be impossible to distinguish between a square plate and a cylinder.
In this case, there was a problem that it led to errors in the work and the work could not be done accurately.

【0015】そこで、この発明は、電磁波の投射面積が
等しく、測定に用いる電磁波の波長がその物標の大きさ
に比較して大きい場合においても、物標の識別を正確に
行うことのできる三次元物標識別装置を提供することを
目的とする。
[0015] Therefore, the present invention provides a three-dimensional method that can accurately identify a target object even when the projected area of the electromagnetic waves is equal and the wavelength of the electromagnetic wave used for measurement is large compared to the size of the target object. The purpose is to provide an original identification device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために図1に示す如く構成され、多数点にて前
方に電磁波を照射しその反射強度を測定する電磁波送受
波手段aと、物標の中心部からエッジ部へかけての前記
反射強度の分布を測定する反射強度分布測定手段bと、
上測定手段bにより測定した反射強度の分布が物標の中
心部からエッジ部へかけて単調減少する場合は物標の背
面が曲率を有しないと判断する背面形状判断手段cとを
具備している。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention has an electromagnetic wave transmitting/receiving means a configured as shown in FIG. , reflection intensity distribution measuring means b for measuring the distribution of the reflection intensity from the center to the edge of the target;
and back surface shape determining means (c) for determining that the back surface of the target object does not have curvature when the distribution of reflection intensity measured by the measuring means (b) monotonically decreases from the center to the edge of the target object. There is.

【0017】[0017]

【作用】多数点にて反射強度を測定し、反射強度の分布
が物標の中心部からエッジ部へかけて単調減少する場合
は物標の背面が曲率を有しないと判断することで物標の
背面形状が異なる場合を区別して認識する。
[Operation] Measure the reflection intensity at multiple points, and if the distribution of reflection intensity monotonically decreases from the center to the edge of the target, it is determined that the back surface of the target has no curvature. Distinguish and recognize cases where the back shape of the back surface is different.

【0018】[0018]

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below based on the drawings.

【0019】まず、この発明の物標の検出原理について
説明する。物標として直径200mmの球と150mm
×150mmの平面板を想定し、これを図7に示した従
来装置で識別する場合を考える。ここで、図7の送信用
アンテナ1aから物標5に投射される電磁波を60GH
z(波長5mm)のミリ波とし、その広がり角を4度、
送信用アンテナ1aから物標5までの距離を2m、送信
用アンテナ1aのスキャニング範囲、すなわち、図8に
おける送信用アンテナ1aと受信用アンテナ1bの移動
範囲を水平方向300mm、垂直方向を300mmとす
る。この場合、すでに述べたように図7に示した従来装
置では、モニタディスプレイ11のモニタ画像には大き
な差は生じず、モニタディスプレイ11のモニタ画像か
らは球と平面板を識別することはできない。
First, the principle of detecting a target according to the present invention will be explained. A ball with a diameter of 200 mm and a ball with a diameter of 150 mm are used as targets.
Let us consider a case where a flat plate of 150 mm is identified using the conventional apparatus shown in FIG. Here, the electromagnetic wave projected from the transmitting antenna 1a in FIG. 7 to the target object 5 is 60GH.
Let's assume a millimeter wave of z (wavelength 5 mm), and its spread angle is 4 degrees,
The distance from the transmitting antenna 1a to the target object 5 is 2 m, and the scanning range of the transmitting antenna 1a, that is, the movement range of the transmitting antenna 1a and the receiving antenna 1b in FIG. 8 is 300 mm in the horizontal direction and 300 mm in the vertical direction. . In this case, as already mentioned, in the conventional device shown in FIG. 7, there is no significant difference in the monitor image on the monitor display 11, and the sphere and the flat plate cannot be distinguished from the monitor image on the monitor display 11.

【0020】しかし、物標5からの反射電磁波の強度分
布を子細に検討すると、物標5が球である場合と平面板
である場合とで顕著な差異が認められる。
However, when the intensity distribution of the reflected electromagnetic waves from the target object 5 is examined in detail, a remarkable difference is recognized between when the target object 5 is a sphere and when it is a flat plate.

【0021】図5(a)、(b)は、物標5が球である
場合と平面板である場合との反射電磁波の強度分布をっ
それぞれ示したものである。図5(a)、(b)におい
て、x−y平面の2軸が位置座標を示し、z軸が反射電
磁波の強度を示している。図5(b)から明らかなよう
に、物標が平面板の場合は、反射電磁波の強度分布が反
射電磁波の強度が最大の点から位置座標をどちらに移動
しても強度が単調に減少する、いわゆる単峰性の分布を
示しているのに対し、物標が球の場合は同図(c)に示
す如く、反射電磁波の強度分布に若干の増加、減少が生
じ、単峰性の分布を示さないことが解る。これは、いわ
ゆるクリーピングウェーブ現象により説明することがで
きる。
FIGS. 5A and 5B show the intensity distribution of reflected electromagnetic waves when the target object 5 is a sphere and a flat plate, respectively. In FIGS. 5(a) and 5(b), the two axes of the x-y plane indicate position coordinates, and the z-axis indicates the intensity of reflected electromagnetic waves. As is clear from Fig. 5(b), when the target is a flat plate, the intensity of the reflected electromagnetic wave decreases monotonically no matter which direction the position coordinate is moved from the point where the intensity of the reflected electromagnetic wave is maximum. , it shows a so-called unimodal distribution, whereas when the target is a sphere, as shown in the same figure (c), there is a slight increase or decrease in the intensity distribution of the reflected electromagnetic waves, resulting in a unimodal distribution. It can be seen that it does not show This can be explained by the so-called creeping wave phenomenon.

【0022】図6(a)、(b)、(c)はこのクリー
ピングウェーブ現象を説明するためのものである。例え
ば、物標5が図6(a)に示すように球であると、この
場合物標5の後部に曲率を有するので、図6(a)に示
した物標5とアンテナ1との位置関係においてはアンテ
ナ1の受信電磁波に物標から直接反射してくる波と、物
標5の球面に沿って物標の後部から回り込んでくる波が
存在する。これがクリーピングウェーブ現象である。こ
の場合、物標5から直接反射してくる波と物標の後部か
ら回り込んでくる波とが干渉し、アンテナ1の受信電磁
波を強め合う場合、または弱め合う場合が存在する。
FIGS. 6(a), (b), and (c) are for explaining this creeping wave phenomenon. For example, if the target object 5 is a sphere as shown in FIG. 6(a), the rear part of the target object 5 has a curvature in this case, so the position of the target object 5 and the antenna 1 shown in FIG. 6(a) is In this relationship, the electromagnetic waves received by the antenna 1 include a wave that is directly reflected from the target object and a wave that comes around from the rear of the target object along the spherical surface of the target object 5. This is the creeping wave phenomenon. In this case, the waves directly reflected from the target object 5 and the waves coming around from the rear of the target object may interfere, and the electromagnetic waves received by the antenna 1 may be strengthened or weakened by each other.

【0023】また、図6(b)に示した物標5とアンテ
ナ1との位置関係においては、アンテナ1から物標5へ
の投射電磁波が物標5から外れているので、本来なら物
標5からの反射電磁波は存在しないはずであるが、物標
5の後部から回り込んでくる波が生じ、これがアンテナ
1の受信電磁波となる場合がある。
Furthermore, in the positional relationship between the target object 5 and the antenna 1 shown in FIG. Although there should be no reflected electromagnetic waves from the target object 5, there are cases where waves coming around from the rear of the target object 5 occur and become electromagnetic waves received by the antenna 1.

【0024】これに対し、物標5が図6(c)に示すよ
うに平面板であると、上記のような波の回り込みによる
クリーピングウェーブ現象は生じない。
On the other hand, if the target object 5 is a flat plate as shown in FIG. 6(c), the creeping wave phenomenon due to the wraparound of waves as described above does not occur.

【0025】このため、物標が平面板である場合は、反
射電磁波の強度分布が反射電磁波の強度が最大の点から
位置座標をどちらに移動しても強度が単調に減少する、
いわゆる単峰性の分布を示すのに対し、物標が背面に曲
率を有する球の場合は反射電磁波の強度分布が複雑に増
加、減少して単峰性の分布を示さないのである。
Therefore, when the target is a flat plate, the intensity of the reflected electromagnetic waves decreases monotonically no matter which direction the position coordinates are moved from the point where the intensity of the reflected electromagnetic waves is maximum.
In contrast, when the target object is a sphere with a curvature on its back surface, the intensity distribution of reflected electromagnetic waves increases and decreases in a complex manner, and does not show a unimodal distribution.

【0026】この発明は上記現象に着目して、背面に曲
率を有する球などの物標と背面に曲率を有しない平面板
などの物標とを識別するようにしている。
The present invention pays attention to the above phenomenon and distinguishes between a target object such as a sphere having a curvature on its back surface and a target object such as a flat plate having no curvature on its back surface.

【0027】図2は、この発明の一実施例を示したもの
である。図2は図7に示した従来装置に対応するもので
、この図は図7に対応したものを上から見たものである
。なお、この実施例では小形化のために図7で示したス
ペクトラムアナライザ8の代わりに入力電磁波の大きさ
に対応する電圧信号を出力する検波器26、検波器26
の出力をディジタル信号に変換するアナログ/ディジタ
ル変換器(A/D変換器)27を用いて構成しているが
、この検波器26およびアナログ/ディジタル変換器2
7を図7の従来例と同様にスペクトラムアナライザから
構成するようにしてもよい。また、図7の従来例ではア
ンテナ移動台2としてX−Z方向に移動可能なアンテナ
スキャナを想定しているが、図2の実施例では比較的小
型化が可能なX軸方向に移動可能なX軸スキャナとZ軸
方向に移動可能なZ軸スキャナの2つの1軸スキャナの
組み合わせからなるアンテナスキャナ22から構成して
いる。このアンテナスキャナ22も図7と同様なアンテ
ナ移動台に置換することもできる。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention. FIG. 2 corresponds to the conventional device shown in FIG. 7, and this figure is a top view of the device corresponding to FIG. In this embodiment, in order to reduce the size of the spectrum, the spectrum analyzer 8 shown in FIG. 7 is replaced by a detector 26 that outputs a voltage signal corresponding to the magnitude of the input electromagnetic wave.
The detector 26 and the analog/digital converter 2 are configured using an analog/digital converter (A/D converter) 27 that converts the output of the
7 may be constructed from a spectrum analyzer as in the conventional example shown in FIG. Furthermore, in the conventional example shown in FIG. 7, an antenna scanner movable in the X-Z direction is assumed as the antenna moving table 2, but in the embodiment shown in FIG. The antenna scanner 22 is composed of a combination of two uniaxial scanners: an X-axis scanner and a Z-axis scanner movable in the Z-axis direction. This antenna scanner 22 can also be replaced with an antenna moving table similar to that shown in FIG.

【0028】まず、構成を説明すると、図2において、
アンテナ21は水平方向(X方向)に配設された送信用
アンテナ21aおよび受信用アンテナ21bからなり、
この送信用アンテナ21aおよび受信用アンテナ21b
はアンテナスキャナ22に配設される。
First, to explain the configuration, in FIG.
The antenna 21 consists of a transmitting antenna 21a and a receiving antenna 21b arranged in the horizontal direction (X direction),
This transmitting antenna 21a and receiving antenna 21b
is arranged in the antenna scanner 22.

【0029】アンテナスキャナ22は、X軸方向に移動
可能なX軸スキャナとZ軸方向に移動可能なZ軸スキャ
ナの2つの1軸スキャナの組み合わせからなり、X軸ス
キャナおよびZ軸スキャナはそれぞれ図示しないパルス
モータにより駆動され、図3に示すように、送信用アン
テナ21aおよび受信用アンテナ21bをX軸方向30
ポイント、Z軸方向30ポイントの計900ポイントの
測定点へ移動可能なように構成されている。このアンテ
ナスキャナ22による送信用アンテナ21aおよび受信
用アンテナ21bの移動は後述するマイクロコンピュー
タ28により制御される。
The antenna scanner 22 consists of a combination of two uniaxial scanners, an X-axis scanner movable in the X-axis direction and a Z-axis scanner movable in the Z-axis direction. As shown in FIG. 3, the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b are
It is configured to be able to move to a total of 900 measurement points, including 30 points in the Z-axis direction. The movement of the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b by the antenna scanner 22 is controlled by a microcomputer 28, which will be described later.

【0030】送信用アンテナ21aには、例えば60G
Hzのミリ波帯の電磁波を発振するガン発振器23の出
力がミリ波ケーブル24を介して接続され、この送信用
アンテナ21aは、例えば広がり角4度で前方に60G
Hzの電磁波を送出する。
[0030] The transmitting antenna 21a has, for example, a 60G
The output of a Gunn oscillator 23 that oscillates electromagnetic waves in the millimeter wave band of Hz is connected via a millimeter wave cable 24, and this transmitting antenna 21a has a spread angle of 4 degrees and a 60G beam forward.
Sends out Hz electromagnetic waves.

【0031】受信用アンテナ21bは上記送信用アンテ
ナ21aから送出され、前方の図示しない物標で反射さ
れた60GHzの反射電磁波を各測定点で受信する。
The receiving antenna 21b receives at each measurement point the 60 GHz reflected electromagnetic wave that is transmitted from the transmitting antenna 21a and reflected by a target (not shown) in front.

【0032】受信用アンテナ21bの出力はミリ波ケー
ブル25を介して検波器26に入力され、検波器26は
入力電磁波を検波して、入力電磁波の大きさに対応する
電圧信号を出力する。検波器26の出力はアナログ/デ
ィジタル変換器27に加えられ、アナログ/ディジタル
変換器27は検波器26のアナログ出力をマイクロコン
ピュータ28で処理できるディジタル信号に変換する。
The output of the receiving antenna 21b is input to the wave detector 26 via the millimeter wave cable 25, and the wave detector 26 detects the input electromagnetic wave and outputs a voltage signal corresponding to the magnitude of the input electromagnetic wave. The output of the wave detector 26 is applied to an analog/digital converter 27, which converts the analog output of the wave detector 26 into a digital signal that can be processed by the microcomputer 28.

【0033】マイクロコンピュータ28は、アナログ/
ディジタル変換器27から出力される各測定点での反射
電磁波の強度を示すデジタル信号が入力され、図6で説
明した従来例と同様に、各測定点での反射電磁波の強度
を複数のレベル範囲に分類し、各レベル範囲に対して例
えば単一色の複数の階調を対応させ、各測定点での反射
電磁波の強度の色付けを行い、また、この発明に基づく
物標が背面に曲率を有するか否かの判断を行い、その判
断結果をライン30に出力する。この判断の詳細につい
ては後に詳述する。
The microcomputer 28 is an analog/
A digital signal indicating the intensity of the reflected electromagnetic waves at each measurement point outputted from the digital converter 27 is input, and as in the conventional example explained in FIG. For example, each level range is assigned a plurality of gradations of a single color, and the intensity of reflected electromagnetic waves at each measurement point is colored. A determination is made as to whether or not this is the case, and the determination result is output to line 30. The details of this judgment will be explained in detail later.

【0034】マイクロコンピュータ28は、各測定点で
の反射電磁波の強度の色付けを行った信号をモニタディ
スプレイ29に送出し、モニタディスプレイ29は各測
定点での反射電磁波の強度を例えば単一色の複数の階調
で表示する。
The microcomputer 28 sends a signal in which the intensity of the reflected electromagnetic waves at each measurement point is colored to a monitor display 29, and the monitor display 29 displays the intensity of the reflected electromagnetic waves at each measurement point in a plurality of colors, for example, a single color. Display in gradation.

【0035】次に、この実施例の動作を図4のフローチ
ャートを参照して説明する。
Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to the flowchart of FIG.

【0036】まず、各測定点での反射電磁波の強度を測
定する(ステップ201)。このステップ201は図9
に示したステップ101〜106に対応する。ただし、
この実施例では、図7で示したスペクトラムアナライザ
8の代わりに検波器26およびアナログ/ディジタル変
換器27を用い、図7のアンテナ移動台2の代わりにX
軸方向に移動可能なX軸スキャナとZ軸方向に移動可能
なZ軸スキャナの2つの1軸スキャナの組み合わせから
なるアンテナスキャナ22を用いているので、ステップ
201の詳細は以下のようになる。
First, the intensity of reflected electromagnetic waves at each measurement point is measured (step 201). This step 201 is shown in FIG.
This corresponds to steps 101 to 106 shown in FIG. however,
In this embodiment, a detector 26 and an analog/digital converter 27 are used in place of the spectrum analyzer 8 shown in FIG. 7, and an X
Since the antenna scanner 22 is a combination of two uniaxial scanners, an X-axis scanner movable in the axial direction and a Z-axis scanner movable in the Z-axis direction, the details of step 201 are as follows.

【0037】すなわち、まず、マイクロコンピュータ2
3はアンテナスキャナ22の初期設定を行う。すなわち
、アンテナスキャナ22に初期設定の指令を行い、送信
用アンテナ21aおよび受信用アンテナ21bをスター
ト点、すなわち図3に示した測定点「1」の位置に移動
させ、この測定点「1」におけるアナログ/ディジタル
変換器27の出力から測定点「1」における反射電磁波
の強度を示すディタル情報を取り込む。
That is, first, the microcomputer 2
3 performs initial settings of the antenna scanner 22. That is, an initial setting command is given to the antenna scanner 22, the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b are moved to the starting point, that is, the position of measurement point "1" shown in FIG. Digital information indicating the intensity of reflected electromagnetic waves at measurement point "1" is taken in from the output of the analog/digital converter 27.

【0038】続いて、マイクロコンピュータ28は所定
数のパルスをアンテナスキャナ22のX軸スキャナに供
給し、送信用アンテナ21aおよび受信用アンテナ21
bをX軸方向に移動させ、送信用アンテナ21aおよび
受信用アンテナ21bを次の測定点「2」に移動させる
Next, the microcomputer 28 supplies a predetermined number of pulses to the X-axis scanner of the antenna scanner 22, and transmits the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21.
b is moved in the X-axis direction, and the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b are moved to the next measurement point "2".

【0039】ここで、マイクロコンピュータ28は、ア
ナログ/ディジタル変換器27の出力から測定点「2」
における反射電磁波の強度を示すディタル情報を取り込
む。
Here, the microcomputer 28 determines the measurement point "2" from the output of the analog/digital converter 27.
captures digital information indicating the intensity of reflected electromagnetic waves at

【0040】このようにして、マイクロコンピュータ2
8は測定点「1」から測定点「30」までにおけるの反
射電磁波の強度を示すディタル情報を取り込むと、所定
数のパルスをアンテナスキャナ22のY軸スキャナに供
給し、送信用アンテナ21aおよび受信用アンテナ21
bをZ軸方向に移動させ、送信用アンテナ21aおよび
受信用アンテナ21bを次の測定点「60」に移動させ
る。
In this way, the microcomputer 2
8 takes in digital information indicating the intensity of reflected electromagnetic waves from measurement point "1" to measurement point "30", supplies a predetermined number of pulses to the Y-axis scanner of the antenna scanner 22, and transmits the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21a. antenna 21
b is moved in the Z-axis direction, and the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b are moved to the next measurement point "60".

【0041】ここで、マイクロコンピュータ28は、ア
ナログ/ディジタル変換器27の出力から測定点「60
」における反射電磁波の強度を示すディタル情報を取り
込む。次に、マイクロコンピュータ28は所定数のパル
スをアンテナスキャナ22のX軸スキャナに供給し、送
信用アンテナ21aおよび受信用アンテナ21bをX軸
方向に移動させ、送信用アンテナ21aおよび受信用ア
ンテナ21bを次の測定点「59」に移動させる。
Here, the microcomputer 28 selects the measurement point "60" from the output of the analog/digital converter 27.
” The digital information indicating the intensity of reflected electromagnetic waves is captured. Next, the microcomputer 28 supplies a predetermined number of pulses to the X-axis scanner of the antenna scanner 22, moves the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b in the X-axis direction, and moves the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b. Move to the next measuring point "59".

【0042】ここで、マイクロコンピュータ28は、ア
ナログ/ディジタル変換器27の出力から測定点「59
」における反射電磁波の強度を示すディタル情報を取り
込む。このようにして、マイクロコンピュータ28は測
定点「60」から測定点「31」までにおける反射電磁
波の強度を示すディタル情報を取り込むと、所定数のパ
ルスをアンテナスキャナ22のY軸スキャナに供給し、
送信用アンテナ21aおよび受信用アンテナ21bをZ
軸方向に移動させ、送信用アンテナ21aおよび受信用
アンテナ21bを次の測定点「61」に移動させる。
Here, the microcomputer 28 selects the measurement point "59" from the output of the analog/digital converter 27.
” The digital information indicating the intensity of reflected electromagnetic waves is captured. In this way, the microcomputer 28 takes in the digital information indicating the intensity of the reflected electromagnetic waves from the measurement point "60" to the measurement point "31", and supplies a predetermined number of pulses to the Y-axis scanner of the antenna scanner 22.
The transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b are
The transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b are moved in the axial direction to the next measuring point "61".

【0043】以下同様にして、マイクロコンピュータ2
8は、アナログ/ディジタル変換器27の出力から、す
べての測定点「1」〜「900」における反射電磁波の
強度を示すディタル情報を取り込む。
Similarly, microcomputer 2
8 takes in digital information indicating the intensity of reflected electromagnetic waves at all measurement points "1" to "900" from the output of the analog/digital converter 27.

【0044】すべての測定点「1」〜「900」におけ
る反射電磁波の強度を示すディタル情報の取り込みが終
了すると、マイクロコンピュータ28は、各測定点での
反射電磁波の強度を示すディタル情報から反射強度の最
大値をみつけ(ステップ202)、この最大値を示す送
信用アンテナ21aおよび受信用アンテナ21bの位置
座標(x,y)を捜す(ステップ203)。
When the acquisition of the digital information indicating the intensity of the reflected electromagnetic waves at all measurement points "1" to "900" is completed, the microcomputer 28 calculates the reflected intensity from the digital information indicating the intensity of the reflected electromagnetic waves at each measurement point. The maximum value of is found (step 202), and the position coordinates (x, y) of the transmitting antenna 21a and receiving antenna 21b that indicate this maximum value are searched for (step 203).

【0045】続いて、座標xを固定し、座標yを変化さ
せて各測定点での強度分布を調べ、(ステップ204)
、この強度分布が単調に減少しているか否かを判断する
(ステップ205)。すなわち、y座標の変化毎に前回
の反射電磁波の強度と今回の強度とを比較して、今回の
強度が小さい場合に強度分布が単調に減少していると判
断する。この判断において、強度分布が単調に減少して
いないと判断されると(ステップ205でNO)、物標
は背面に曲率を有するものであるとして(ステップ20
8)、マイクロコンピュータ28はその旨の信号、例え
ばハイレベルの信号をライン30に出力し、このフロー
チャートを終了する。
Next, the intensity distribution at each measurement point is examined by fixing the coordinate x and changing the coordinate y (step 204).
, it is determined whether this intensity distribution is monotonically decreasing (step 205). That is, each time the y-coordinate changes, the intensity of the previous reflected electromagnetic wave is compared with the current intensity, and if the current intensity is small, it is determined that the intensity distribution is decreasing monotonically. In this judgment, if it is judged that the intensity distribution is not monotonically decreasing (NO in step 205), the target object is assumed to have a curvature on its back surface (step 20
8), the microcomputer 28 outputs a signal to that effect, for example, a high level signal, to the line 30, and this flowchart ends.

【0046】一方、ステップ205の判断において、強
度分布が単調に減少していると判断されると(ステップ
205でYES)、次に、座標yを固定し、座標xを変
化させて各測定点での強度分布を調べ、(ステップ20
6)、この強度分布が単調に減少しているか否かを判断
する(ステップ207)。この判断において、強度分布
が単調に減少していないと判断されると(ステップ20
7でNO)、物標は背面に曲率を有するものであるとし
て(ステップ208)、マイクロコンピュータ28はそ
の旨の信号、例えばハイレベルの信号をライン30に出
力し、このフローチャートを終了する。
On the other hand, if it is determined in step 205 that the intensity distribution is monotonically decreasing (YES in step 205), then the coordinate y is fixed and the coordinate x is changed to determine each measurement point. Examine the intensity distribution at (step 20
6), it is determined whether this intensity distribution is monotonically decreasing (step 207). In this judgment, if it is judged that the intensity distribution is not monotonically decreasing (step 20
7), the target object has a curvature on its back surface (step 208), and the microcomputer 28 outputs a signal to that effect, for example, a high-level signal, to the line 30, and ends this flowchart.

【0047】ただし、ステップ207の判断において強
度分布が単調に減少していると判断されると(ステップ
207でYES)、この場合は物標は背面に曲率を有し
ないものであるとして(ステップ209)、マイクロコ
ンピュータ28はその旨の信号、例えばローレベルの信
号をライン30に出力し、このフローチャートを終了す
る。
However, if it is determined in step 207 that the intensity distribution is monotonically decreasing (YES in step 207), then the target object is assumed to have no curvature on its back surface (step 209). ), the microcomputer 28 outputs a signal to that effect, for example, a low level signal, to the line 30, and this flowchart ends.

【0048】尚、上記実施例では反射強度が最大値とな
る送信用アンテナ21aおよび受信用アンテナ21bの
位置座標(x,y)を捜し、この点におけるy座標、ま
たはx座標を変化させて強度分布が単調に減少している
か否かを調べたが、これはあくまでも一実施例を示した
もので、x座標,y座標両方を変化させて、強度分布が
単調に減少しているか否かを調べて物標の背面が曲率を
有するものであるか否かを識別するように構成してもよ
い。
In the above embodiment, the position coordinates (x, y) of the transmitting antenna 21a and the receiving antenna 21b where the reflected intensity is the maximum value are searched, and the intensity is adjusted by changing the y or x coordinate at this point. We investigated whether the intensity distribution is decreasing monotonically, but this is just an example, and by changing both the x and y coordinates, we can check whether the intensity distribution is decreasing monotonically. It may be configured to check and identify whether or not the back surface of the target object has a curvature.

【0049】また、この実施例のフローチャートにおい
ては、モニタディスプレイ29に対する画像信号の形成
については示さなかったが、モニタディスプレイ29に
対する画像信号の形成については図4に示したフローチ
ャートと同様に行うことができる。すなわち、各測定点
における測定値から最小受信強度および最大受信強度を
検出し、最小受信強度と最大受信強度との間を例えば9
分割し、各測定点での受信強度が1〜9のどの分類に属
するかを調べ、各測定点における受信強度に対して1〜
9の数値をつけるラベリングを行い、最大受信強度の測
定点(「1」の分類に属する点)から最小受信強度の測
定点(「9」の分類に属する点)までを、受信強度に対
応して単一色で階調を変えた色付けを行い、これをモニ
タディスプレイ29上で画像化する。この場合、モニタ
ディスプレイ29の表示からは物標の形状に関する情報
が得られる。尚、このモニタディスプレイ29上での表
示はカラー表示を用いてもよい。
Although the flowchart of this embodiment does not show the formation of an image signal for the monitor display 29, the formation of an image signal for the monitor display 29 can be performed in the same manner as in the flowchart shown in FIG. can. That is, the minimum received strength and the maximum received strength are detected from the measured values at each measurement point, and the difference between the minimum received strength and the maximum received strength is, for example, 9.
The reception strength at each measurement point is divided into 1 to 9 categories, and the reception strength at each measurement point is divided into 1 to 9 categories.
Labeling is done with a numerical value of 9, and the points from the measurement point of the maximum reception strength (point belonging to the classification "1") to the measurement point of the minimum reception strength (point belonging to the classification "9") are labeled according to the reception strength. Coloring is performed using a single color with different gradations, and this is converted into an image on the monitor display 29. In this case, information regarding the shape of the target object can be obtained from the display on the monitor display 29. Note that color display may be used for the display on the monitor display 29.

【0050】また、上記実施例においては物標の背面が
曲率を有するものであるか否かを示す情報をライン30
に出力するように構成したが、これを直接モニタディス
プレイ29上に表示するように構成してもよい。
Further, in the above embodiment, information indicating whether the back surface of the target object has a curvature is provided on the line 30.
Although the configuration is configured to output the information to the screen, it may be configured to directly display it on the monitor display 29.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、反射強度の分布から物標の背面が曲率を有するか否か
の識別を行っているため、物標の前部の電磁波投射面積
が等しく、物標の識別が困難な場合においても正確に物
標間の識別を行うことができるという効果が得られる。 この発明の三次元物標識別装置は、例えば、部品を選別
するロボットの視覚センサへの応用が考えられる。
As explained above, according to the present invention, it is determined from the distribution of reflection intensity whether or not the back surface of the target object has a curvature. are the same, and even when it is difficult to identify the targets, it is possible to accurately identify the targets. The three-dimensional object label sorting device of the present invention can be applied, for example, to a visual sensor for a robot that sorts parts.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明のクレーム対応図。FIG. 1 is a diagram corresponding to claims of the present invention.

【図2】この発明の一実施例を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】図2に示した実施例の測定点の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of measurement points in the embodiment shown in FIG. 2;

【図4】図2に示した実施例の動作を説明するフローチ
ャート。
FIG. 4 is a flowchart explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 2;

【図5】この発明の識別原理を説明する電磁波の反射強
度の分布を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the distribution of reflected intensity of electromagnetic waves to explain the identification principle of the present invention.

【図6】この発明の識別原理に係わるクリーピングウェ
ーブ現象を説明する図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a creeping wave phenomenon related to the identification principle of the present invention.

【図7】物標識別装置の従来例を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a conventional example of an object label classification device.

【図8】図7に示した従来例の測定点の一例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an example of measurement points in the conventional example shown in FIG. 7;

【図9】図7に示した従来例の動作を説明するフローチ
ャート。
FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the conventional example shown in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a  電磁波送受波手段 b  反射強度分布測定手段 c  背面形状判断手段 1,21  アンテナ 1a,21a  送信用アンテナ 1b,21b  受信用アンテナ 2  アンテナ移動台 3,23  ガン発振器 4,24,7,25  ミリ波ケーブル5,5´  物
標 6  台 8  スペクトラムアナライザ 10,28  マイクロコンピュータ 11,29  モニタディスプレイ 26  検波器 27  A/D変換器
a Electromagnetic wave transmitting/receiving means b Reflection intensity distribution measuring means c Back shape determining means 1, 21 Antenna 1a, 21a Transmitting antenna 1b, 21b Receiving antenna 2 Antenna moving table 3, 23 Gun oscillator 4, 24, 7, 25 Millimeter wave Cable 5, 5' Target 6 Unit 8 Spectrum analyzer 10, 28 Microcomputer 11, 29 Monitor display 26 Detector 27 A/D converter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】多数点にて前方に電磁波を照射し、その反
射強度を測定する電磁波送受波手段と、物標の中心部か
らエッジ部へかけての前記反射強度の分布を測定する反
射強度分布測定手段と、上記測定手段により測定した反
射強度の分布が物標の中心部からエッジ部へかけて単調
減少する場合は物標の背面が曲率を有しないと判断する
背面形状判断手段と、を具備したことを特徴とする三次
元物標識別装置。
1. An electromagnetic wave transmitting/receiving means that irradiates electromagnetic waves forward at multiple points and measures the reflected intensity thereof, and a reflected intensity that measures the distribution of the reflected intensity from the center to the edge of a target object. a distribution measuring means; a back surface shape determining means for determining that the back surface of the target object does not have curvature if the distribution of reflection intensity measured by the measuring means monotonically decreases from the center to the edge of the target object; A three-dimensional object labeling device characterized by comprising:
JP860491A 1991-01-28 1991-01-28 Three-dimensional target identification device Withdrawn JPH04250384A (en)

Priority Applications (1)

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JP860491A JPH04250384A (en) 1991-01-28 1991-01-28 Three-dimensional target identification device

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JP (1) JPH04250384A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH075248A (en) * 1993-03-09 1995-01-10 Hughes Missile Syst Co Three-dimensional image radar

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH075248A (en) * 1993-03-09 1995-01-10 Hughes Missile Syst Co Three-dimensional image radar

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