JPH0443204B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光切断線検出装置に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

光切断線を用いて物体の３次元情報を得、その
物体の認識を行なう装置として光切断線検出装置
が知られている。光切断線を検出する手段として
TVカメラが用いられるが、光切断線の検出精度
の向上を図るうえで大事な要素である。また、光
切断線の検出精度悪化の原因としては、外光等の
ノイズがある。これは光切断線の抽出を不安定に
し、かつ、光切断線の幅をピンボケにし、精度を
下げている。

本発明は、これら光切断線の検出精度の向上を
図るためになされたものである。

まず、この種の公知例について説明する。「特
開昭57−174522号公報」はその１つであるが、先
に本出願人が開発したものである。同例は、物体
に照射した光切断線を含む画像をTVカメラで取
込み、明るさのピーク値を取る点を結んで光切断
線とみなし、検出するものである。しかしなが
ら、同方式によると、外光等によりピーク値をと
る点が変化するおそれがあり、抽出が不安定とな
る問題点を残すものであつた。また、光切断線の
ピントが合わないと光切断線の幅が広がり、抽出
精度の点でも問題を残すものであつた。

また、本出願人がさらに開発し、出願したもの
として「特開昭56−36004号公報」に示す形状検
出方法およびその装置がある。同方法は、被測定
物の上方よりスリツト光を投光し、そのスリツト
光により得られた像を両側斜め上方より検出し、
これを合成して１つの光切断像を形成するもので
ある。本発明は、同方法をもとに発明されたもの
である。

〔発明の目的〕

本発明は、前記した従来技術における問題点に
鑑みなされたものであつて、光切断線を利用した
レンジフアインダ等において精密な位置データを
高安定、高精度に検出できる光切断線検出装置を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、光切断線が当つた画像と、当
らない画像との差分をとり、その差分から光切断
線のみを抽出し、その抽出した光切断線の画像を
処理して光切断線の画面上における位置を、統計
的処理を加えて測定検出することによつて、光切
断線の位置を外光等のノイズや光切断線の幅等に
影響されることなく高精度、高安定に検出できる
ようにした点である。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面に従つて本発明の一実施例を詳
述する。第１図は光切断線を含む画像ａ、光切断
線を含まない画像ｂ、抽出した光切断線のみの画
像ｃを表わす概念図である。

第１図について説明すると、テレビカメラ等で
入力した光切断線像は、光切断線そのものの他
に、背景画像、外光等を含んでいるものである。
そのため、この画像から光切断線のみを抽出する
ことは困難である。そこで第１図に示すように、
光切断線を含む画像ａを取り込んだ直後に、光切
断線を含まない画像ｂを取り込み、両画像の明る
さの差をとることにより光切断線のみの画像ｃを
抽出するものである。同方法によると、背景、外
観等の影響を取り除き、光切断線のみを安定、か
つ精度よく検出するものである。

検出した光切断線は、第２図に示すように、あ
る程度の幅で、複数画素の幅をもつている。この
原因としては、TVカメラのピントずれ、レンズ
の歪み等が考えられる。幅をもつ光切断線のピー
ク値を光切断線の位置とすると、必ずしも幅の中
央が検出されるとは限らず、第３図に示すよう
に、光切断線の幅の範囲でばらつききが生じる。
このことを解決するための方法として、本発明の
実施例に示すように各列について明るさの重み付
き平均を取ることにより、精密な光切断線の位置
を検出することが可能になる。

次に、第４図に光切断線位置検出装置の全体構
成を示し、第５図のフローチヤートと共に説明す
る。第４図において、１はテレビカメラ、２は画
像処理装置、３は光切断線発生装置、４は画像処
理装置２に接続された光切断線抽出回路、５は同
じく画像処理装置２に接続された光切断線位置検
出回路である。６は測定物体、７は光切断線発生
装置３を制御する光切断制御回路である。

第４図の回路によれば、次のような手順で光切
断線の位置検出をする。

(1) 光切断線制御回路７により制御され、光切断
線発生装置３から出力された光切断線を物体６
にあてる。

(2) テレビカメラ１を用いて、その光切断線を含
んだ物体６の画像を入力する。

(3) 光切断線発生装置３よりの光切断線の照射を
遮断し、光切断線を含まない画像をテレビカメ
ラ１を用いて入力する。

(4) 光切断線抽出回路４を用いて２，３の画像の
各画素の明るさの引き算を行ない、光切断線の
みを抽出する。

(5) 光切断線位置測定回路５において、光切断線
のみの画像に対して、以下の統計処理を行な
う。例えば、256×240の画面において、 第Ｊ列目（０≦Ｊ≦239）の画素のＩ番目
（０≦Ｉ≦255）の明るさをＭ（Ｉ）とするとき、
光切断面の位置Ｘ（Ｊ）を次のように定義する。

これは、明るさＭ（Ｉ）の加重平均であるが、
光切断線のみの画像にも若干のノイズが含まれ
るので、ノイズを除去するためのしきい値TH
を決め、明るさＭ（Ｉ）がTH以上の場合にの
みＸ（Ｊ）の計算にくり込むことにする。また、
TH以上となるピータの山が複数個存在する場
合には、山の面積が最大のところでＸ（Ｉ）を
計算することにする。以上の統計処理アルゴリ
ズムを第６図に示す。

以上によつて、光切断線の安定、高精度な位置
測定が可能となる。

〔発明の効果〕

上述の実施例からも明らかなように本発明によ
れば、光切断線が照射された画像と照射されない
画像との差分をとり、その差分から光切断線のみ
を抽出し、その抽出した光切断線の画像を処理し
て光切断線の画面上における位置を、統計的処理
を加えて測定検出するようにしたものであるか
ら、光切断線を用いたレンジフアインダ等の３次
元センサの高精度化が図れると共に、外光等のノ
イズに影響されず光切断線が抽出でき、高精度、
高安定に光切断線位置を検出できるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明の実施例を説明するための図で
あつて、第１図は光切断線の検出原理を説明する
画像図、第２図は光切断線の検出幅を表わす画像
図、第３図は光切断線のピーク値のばらつきを表
わす画像図、第４図は本発明の一実施例を示す光
切断線検出装置の全体的構成図、第５図は光切断
線位置検出回路内で行なわれる処理を示すフロー
チヤート、第６図は統計処理アルゴリズムであ
る。 １……テレビカメラ、２……画像処理装置、３
……光切断線発生装置、４……光切断線抽出回
路、５……光切断線位置検出回路、６……測定物
体、７……光切断線制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測定物体を撮像するテレビカメラ等の撮像装
   置と、該撮像装置によつて撮像し、得られた測定
   物体の画像信号を処理する画像処理装置と、前記
   測定物体にスリツト光を照射する光切断線発生装
   置、並びにその制御回路とを具備して成る光切断
   線検出装置であつて、前記測定物体上に生じた光
   切断線をスリツト光の照射方向と異なる方向から
   前記撮像装置で撮像し、画像処理装置を介して得
   られた画像信号のうち、光切断線が当たつた場合
   の画像信号と当たらない場合の画像信号との差分
   とり、光切断線のみを抽出する光切断線抽出回路
   と、該抽出回路で抽出した複数画素に渡る光切断
   線の画像に対して撮像装置の走査線方向について
   の位置座標値にその位置座標値における明るさの
   値を重みとして掛けてなる加重平均処理を行つて
   各走査線方向における光切断線の位置測定をし、
   走査線方向と直交する方向についても順次該加重
   平均処理による光切断線の位置測定をする光切断
   線位置測定回路を設けたことを特徴とする光切断
   線検出装置。