JPH0624016B2 - Imaging type boundary detection device - Google Patents
Imaging type boundary detection deviceInfo
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- JPH0624016B2 JPH0624016B2 JP62241615A JP24161587A JPH0624016B2 JP H0624016 B2 JPH0624016 B2 JP H0624016B2 JP 62241615 A JP62241615 A JP 62241615A JP 24161587 A JP24161587 A JP 24161587A JP H0624016 B2 JPH0624016 B2 JP H0624016B2
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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
する箇所を二次元方向に亘って撮像する撮像手段、その
撮像情報の明るさに基づいて二次元方向に並ぶ各画素夫
々の微分値を求める微分手段、前記微分値が設定閾値よ
りも大なる画素を抽出する2値化手段、抽出された画素
を通り、且つ、複数段階に設定された傾きとなる複数本
の直線を、各抽出画素に求める直線演算手段、求められ
た複数種の直線のうちの最大頻度となる直線を抽出する
直線抽出手段の夫々を備えた撮像式の境界検出装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an imaging means for imaging a portion corresponding to a boundary between an unprocessed work site and a processed work site in a two-dimensional direction, and imaging information thereof. Differentiating means for obtaining a differential value of each pixel arranged in the two-dimensional direction based on brightness, binarizing means for extracting a pixel having a differential value larger than a set threshold, passing through the extracted pixels, and a plurality of Imaging provided with a straight line calculating means for obtaining a plurality of straight lines having gradients set in stages for each extracted pixel and a straight line extracting means for extracting a straight line having the maximum frequency of the obtained plurality of types of straight lines Expression boundary detection device.
〔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から、そ
の境界部分で大きな明るさ変化が生じる状態となること
を利用して、上記境界に対応する直線の情報を得るよう
にしたものである。[Prior Art] Since the brightness of the unprocessed work site and the processed work site looks different in this type of imaging-type boundary detection device, a large change in brightness occurs at the boundary portion. This is utilized to obtain information on the straight line corresponding to the boundary.
尚、得られた直線の情報は、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
情報等として用いられることになり、従って、上記直線
の検出は、作業車の走行に伴って、繰に返し行われるこ
とになる。The obtained straight line information will be used as control information for automatically traveling the work vehicle along the boundary between the unprocessed work site and the processed work site. As the work vehicle travels, the work is repeated.
但し、抽出された画素の夫々を通る複数本の直線の傾き
構造を全て求めると、演算量が多くなって、作業車の走
行速度に対応した速度で画像処理することが困難になる
ために、従来では、作業車が境界に沿って走行するよう
に操向制御されることから、撮像手段の撮像画面内にお
いて境界に対応する直線が、上記境界の長さ方向に対し
て大きく異なる傾きとなることはないことを利用して、
求める直線の傾き範囲を、上記境界の長さ方向に対して
設定範囲内に制限して、複数本の直線を求めるための演
算量を減らすようにしていた。However, if all the inclination structures of a plurality of straight lines passing through each of the extracted pixels are obtained, the amount of calculation increases, and it becomes difficult to perform image processing at a speed corresponding to the traveling speed of the work vehicle. Conventionally, since the work vehicle is steered so as to travel along the boundary, the straight line corresponding to the boundary in the image pickup screen of the image pickup means has a greatly different inclination with respect to the length direction of the boundary. Take advantage of the fact that
The range of inclination of the straight line to be obtained is limited within the set range in the length direction of the boundary to reduce the amount of calculation for obtaining a plurality of straight lines.
例えば、第7図(イ)に示すように、作業車が境界(L)に対
して適正状態に沿っている状態において、この境界(L)
に対応する直線が、作業車の進行方向に沿う撮像画面
(A)の中央を通るY軸上に位置する状態となるように撮
像視野を設定し、そして、適正状態における境界(L)の
長さ方向に対応するY軸方向に対して設定傾き範囲(±
θ1)内となる複数本の直線のみ求めるようにするので
ある。For example, as shown in FIG. 7 (a), when the work vehicle is in a proper state with respect to the boundary (L), the boundary (L)
A straight line corresponding to the image pickup screen along the traveling direction of the work vehicle
The imaging field of view is set so as to be positioned on the Y-axis passing through the center of (A), and the set tilt range (() corresponding to the length direction of the boundary (L) in the proper state is set. ±
Only a plurality of straight lines within θ 1 ) are obtained.
但し、第7図(イ)において、境界(L)の一部が撮像画面
(A)内に位置するように図示してあるが、撮像手段が撮
像する実際の視野範囲と境界(L)との位置関係を正確に
対応させたものではなく、図示した境界(L)上に位置す
る直線が最大頻度の直線に対応する状態となるように、
概念的に示したものである。However, in FIG. 7 (a), a part of the boundary (L) is the imaging screen.
Although it is illustrated as being located in (A), it does not correspond exactly to the positional relationship between the actual visual field range imaged by the imaging means and the boundary (L), but on the illustrated boundary (L). So that the straight line located at corresponds to the straight line with the maximum frequency,
It is shown conceptually.
しかしながら、制御遅れ等に起因して、作業車が検出さ
れた境界に対して適正状態に沿う状態に収束するまでに
は、遅れが生じるものである。However, due to a control delay or the like, a delay occurs until the work vehicle converges to a state in which it is in a proper state with respect to the detected boundary.
従って、上記従来のように境界に対して車体が適正状態
にある場合を基準にして、求める直線の傾き範囲を制限
すると、求められた最大頻度の直線と境界に対応する直
線とが一致しなくなる場合がある。Therefore, if the range of inclination of the straight line to be obtained is limited with reference to the case where the vehicle body is in the proper state with respect to the boundary as in the above-mentioned conventional case, the obtained straight line of maximum frequency and the straight line corresponding to the boundary do not match There are cases.
例えば、第7図(ロ)に示すように、境界(L)がカーブして
いるような場合には、境界(L)に対する作業車の追従が
遅れて、境界(L)に対応する直線の傾きつまり境界(L)の
長さ方向が、基準とするY軸方向に対して設定傾き範囲
(±θ1)外となって、境界を見失う虞れがある。For example, as shown in FIG. 7 (b), when the boundary (L) is curved, the work vehicle follows the boundary (L) late, and the straight line corresponding to the boundary (L) The inclination, that is, the length direction of the boundary (L) is outside the set inclination range (± θ 1 ) with respect to the reference Y-axis direction, and the boundary may be lost.
尚、第7図(ロ)においても同図(イ)の場合と同様に、撮像
画面(A)と境界(L)との位置関係は概念的なものであり、
実際の撮像視野と境界(L)との位置関係を正確に図示し
たものではない。In FIG. 7 (B), the positional relationship between the imaging screen (A) and the boundary (L) is conceptual, as in the case of FIG. 7B.
The actual positional relationship between the imaging field of view and the boundary (L) is not an accurate illustration.
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、求める複数本の直線の数を低減しながらも、
操向制御の制御遅れによって境界を見失うことがないよ
うにすることにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to reduce the number of straight lines to be obtained,
This is to prevent the boundary from being lost due to the control delay of the steering control.
本発明による撮像式の境界検出装置の特徴構成は、現ス
テップにおいて前記直線演算手段にて求める複数本の直
線の傾き範囲を、これよりも前のステップにおいて前記
直線抽出手段にて抽出された最大頻度となる直線の傾き
に対して設定傾き範囲となるように制限する傾き制限手
段が設けられていることを特徴構成とする。The characteristic configuration of the image pickup type boundary detection device according to the present invention is such that the inclination range of a plurality of straight lines obtained by the straight line calculating means in the present step is the maximum extracted by the straight line extracting means in the previous step. A characteristic configuration is that inclination limiting means is provided for limiting the inclination of the straight line which becomes the frequency so as to be within the set inclination range.
かかる特徴構成による作用及び効果は次の通りである。The operation and effect of this characteristic configuration are as follows.
すなわち、境界に対応する直線の検出のための処理が、
作業車の走行に伴って繰り返し行われることになり、そ
して、操向制御に制御遅れがあることからも、現ステッ
プよりも前のステップにおいて撮像情報から求めた境界
に対応する直線の傾きと、今回の撮像情報から求めた境
界に対応する直線の傾きとが大きく異なる状態となるこ
とはない。That is, the process for detecting the straight line corresponding to the boundary is
It will be repeated as the work vehicle travels, and since there is a control delay in the steering control, the inclination of the straight line corresponding to the boundary obtained from the imaging information in the step before the current step, The inclination of the straight line corresponding to the boundary obtained from the imaging information of this time does not significantly differ from the state.
従って、例えば第7図(ハ)に示すように、今回の撮像情
報から求める複数本の直線の傾きの範囲を、現ステップ
よりも前のステップで求めた最大頻度となる直線(Lm
ax)(図中、細い破線で示す直線)の傾きに対して設
定傾き範囲(±θ1)となるように制限すれば、今回の
直線検出において、境界(L)に対応する直線(図中、太
い破線で示す直線)が設定傾き範囲外となって、境界を
見失う虞れを回避できるのである。Therefore, for example, as shown in FIG. 7C, the range of the inclinations of the plurality of straight lines obtained from the imaging information of this time is the straight line (Lm that has the maximum frequency obtained in the step before the current step).
ax) (the straight line indicated by the thin broken line in the figure) is restricted so that it is within the set tilt range (± θ 1 ), the straight line corresponding to the boundary (L) in the current straight line detection (in the figure) , A straight line indicated by a thick broken line is outside the set inclination range, and it is possible to avoid the possibility of losing the boundary.
もって、境界に対応する直線を求めるための演算量の低
減を図りながらも、境界を見失うことがないようにでき
るに至った。As a result, it has become possible to avoid losing the boundary while reducing the amount of calculation for obtaining the straight line corresponding to the boundary.
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 with reference to the drawings.
第3図及び第4図に示すように、未処理作業地としての
未刈地(B)と処理済作業地としての既刈地(C)との境界
(L)に沿って自動走行する作業車(V)に、走行前方側の作
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(S1)が、走行前方側の前記境界(L)に対応
する箇所を斜め上方から撮像するように設けられてい
る。As shown in FIGS. 3 and 4, the boundary between the uncut land (B) as an unprocessed work site and the already cut land (C) as a processed work site.
(L) in the working vehicle (V) that automatically travels along the (V), the image sensor (S 1 ) as an imaging means for imaging the work site on the traveling front side in the two-dimensional direction, the boundary on the traveling front side ( It is provided so that a portion corresponding to L) is imaged obliquely from above.
尚、第3図中、(1)は前輪、(2)は後輪、(3)は
作業装置としての芝刈り装置、(H)は搭乗操縦用のステ
アリングハンドルである。In FIG. 3, (1) is a front wheel, (2) is a rear wheel, (3) is a lawn mowing device as a working device, and (H) is a steering handle for boarding operation.
前記イメージセンサ(S1)の撮像視野について説明を加え
れば、前記作業車(V)が、未刈地(B)と既刈地(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、前記イメージセンサ(S1)の視野の横幅方
向中央に位置する状態となるようにしてある。If the image pickup field of view of the image sensor (S 1 ) is further explained, the work vehicle (V) follows the proper condition with respect to the boundary (L) between the uncut land (B) and the already cut land (C). In this state, the boundary (L) is located at the center of the visual field of the image sensor (S 1 ) in the lateral width direction.
第2図に示すように、前記イメージセンサ(S1)の撮像情
報から前記境界(L)に対応する直線を求めるための各手
段、及び、その求められた直線の情報に基づいて、前記
作業車(V)が前記境界(L)に沿って自動走行するように、
ステアリング用のアクチュエータ(4)を制御する制御
手段の夫々を構成するマイクロコンピュータ利用の制御
装置(5)が設けられている。As shown in FIG. 2, each operation for obtaining a straight line corresponding to the boundary (L) from the imaged information of the image sensor (S 1 ) and the work based on the obtained straight line information So that the car (V) automatically runs along the boundary (L),
A control device (5) using a microcomputer is provided which constitutes each control means for controlling the steering actuator (4).
尚、図中、(S2)は前記作業車(V)の走行距離を検出する
距離センサであって、一つの作業行程を終了して次の作
業行程へ移動させるターン開始位置等の情報を検出する
ために設けられている。Incidentally, in the figure, (S 2 ) is a distance sensor for detecting the travel distance of the work vehicle (V), and information such as a turn start position for ending one work stroke and moving to the next work stroke is shown. It is provided to detect.
つまり、前記作業車(V)は、周囲を既刈地(C)で囲まれた
四角状の未刈地(B)の一辺から対辺に至る部分を、一つ
の作業行程として、前記作業車(V)が作業行程の長さ方
向に沿う側の前記未刈地(B)と既刈地(C)との境界(L)に
沿って自動走行するように、前記イメージセンサ(S1)の
撮像情報から検出された前記境界(L)に対応する直線の
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つまり前記未刈地(B)の対辺に
達するに伴って、その作業行程に交差する方向の次の作
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、所定範囲の芝刈り作業を自動的に行
うことになる。That is, the work vehicle (V), the portion from one side of the square uncut land (B) surrounded by the already cut land (C) to the opposite side, as one work stroke, the work vehicle ( V) of the image sensor (S 1 ) so that it automatically travels along the boundary (L) between the uncut land (B) and the already cut land (C) on the side along the length of the working stroke. Based on the information of the straight line corresponding to the boundary (L) detected from the imaging information, the steering is to be controlled, and
Repeating automatically turning toward the starting end of the next work stroke in the direction intersecting the work stroke as it reaches the end side of one work stroke, that is, the opposite side of the uncut land (B). Thus, the lawn mowing work within a predetermined range is automatically performed.
次に、第1図に示すフローチャートに基づいて、前記境
界(L)に対応する直線を検出するための画像処理につい
て説明する。Next, the image processing for detecting the straight line corresponding to the boundary (L) will be described based on the flowchart shown in FIG.
すなわち、前記作業車(V)が設定距離走行する毎に撮像
処理が行われて、前記イメージセンサ(S1)の撮像情報に
基づいて、予め設定された画素密度(32×32画素に
設定してある)に対応して各画素の明るさレベルが量子
化される。That is, the imaging process is performed each time the work vehicle (V) travels a set distance, and a preset pixel density (32 × 32 pixels is set based on the imaging information of the image sensor (S 1 ). The brightness level of each pixel is quantized.
次に、第5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)の値に基づ
いて、前記処理対象の画素(e)に対して前記境界(L)の長
さ方向に交差する方向となる画像上のX軸方向における
明るさの微分値の絶対値を、各画素夫々の微分値(IP)と
して求める処理が、下記(i)式を用いて二次元方向に並
ぶ各画素について行われる。Next, as shown in FIG. 5, the pixel (e) to be processed
Based on the values of 8 pixels (a to d, f to i) adjacent to the periphery of the image, the image is a direction intersecting the pixel (e) to be processed in the length direction of the boundary (L). The process of obtaining the absolute value of the differential value of the brightness in the X-axis direction as the differential value (IP) of each pixel is performed for each pixel arranged in the two-dimensional direction using the following equation (i).
IP(x,y)=|(c+2f+i)−(a+2d+g)|……(i) 但し、画面最外部に位置する画素は、それに隣接する画
素情報が無いために微分処理を行うことができないの
で、処理対象から除外することになる。IP (x, y) = | (c + 2f + i) − (a + 2d + g) | …… (i) However, the pixel located at the outermost part of the screen is differentiated because there is no pixel information adjacent to it. Since the processing cannot be performed, it is excluded from the processing target.
従って、実際に処理対象となる画素範囲は、量子化した
画素範囲(1乃至32)からX軸方向及びY軸方向の夫
々で、両端部に位置する1画素分を減じた範囲(2乃至
31)となる。Therefore, the pixel range to be actually processed is the quantized pixel range (1 to 32) in the X-axis direction and the Y-axis direction by subtracting one pixel located at both ends (2 to 31). ).
つまり、前記微分値(IP)を各画素毎に求める処理が微分
手段(100)に対応することになる。That is, the process of obtaining the differential value (IP) for each pixel corresponds to the differentiating means (100).
次に、画素の座標値(x,y)を最小値(x=2,y=
2)に初期設定して、その画素の微分値(IP)が予め設定
された設定値としての閾値以上であるか否かを判別する
ことにより微分値(IP)が設定値よりも大なる画素を抽出
し、ハフ変換を利用して、その抽出された画素を通り、
且つ、複数段階に設定された傾きとなる複数本の直線を
求めることになる。Next, the coordinate value (x, y) of the pixel is set to the minimum value (x = 2, y =
Initially set to 2), it is determined whether the differential value (IP) of the pixel is greater than or equal to a preset threshold value, and thus the pixel whose differential value (IP) is larger than the set value. Through the extracted pixels using the Hough transform,
In addition, a plurality of straight lines having inclinations set in a plurality of stages will be obtained.
つまり、前記微分値(IP)が閾値以上の画素を抽出する処
理が、求められた微分値が設定値よりも大なる画素を抽
出する2値化手段(101)に対応することになる。That is, the process of extracting the pixels whose differential value (IP) is equal to or larger than the threshold value corresponds to the binarizing means (101) which extracts the pixels whose calculated differential value is larger than the set value.
但し、ハフ変換では、抽出された画素を通る複数本の直
線を、下記(ii)式に基づいて、前記X軸に対して0度乃
至180度の範囲において、予め複数段階に設定された
極座標系における基準線としてのX軸に対する傾き
(θ)と、原点つまり画面中央からの距離(ρ)との組
み合わせとして求めることになる(第6図参照)。However, in the Hough transform, a plurality of straight lines passing through the extracted pixels are set to polar coordinates set in advance in a plurality of stages in the range of 0 to 180 degrees with respect to the X axis based on the following formula (ii). It is obtained as a combination of the inclination (θ) with respect to the X axis as the reference line in the system and the distance (ρ) from the origin, that is, the center of the screen (see FIG. 6).
ρ=x・cosθ+y・sinθ ……(ii) つまり、前記(ii)式にて、複数段階に設定された各傾き
(θ)毎の原点からの距離(ρ)を求める処理が、前記
2値化手段(101)にて抽出された画素を通り、且
つ、複数段階に設定された異なる傾きの複数本の直線
を、各抽出画素毎に求める直線演算手段(102)に対
応することになる。ρ = x · cos θ + y · sin θ (ii) That is, the process of obtaining the distance (ρ) from the origin for each inclination (θ) set in a plurality of stages in the equation (ii) is the binary value. This corresponds to the straight line calculation means (102) for obtaining, for each extracted pixel, a plurality of straight lines that pass through the pixels extracted by the conversion means (101) and have different inclinations set in a plurality of stages.
但し、前記ハフ変換にて求める各傾き(θ)の範囲は、
第6図及び第7図(ハ)にも示すように、今回の撮像情報
による境界検出処理としての現ステップでの処理よりも
前のステップとしての前回の境界検出処理において後述
の直線抽出手段(103)にて抽出された最大頻度とな
る直線(Lmax)の傾き(θmax)を基準にして、
予め設定された設定傾き範囲(±θ1)(±30度に設
定してある)内となる直線についてのみ演算するように
して、演算する傾き範囲を制限するようにしてある。However, the range of each inclination (θ) obtained by the Hough transform is
As shown in FIG. 6 and FIG. 7 (C), the straight line extraction means (described later) in the previous boundary detection processing as a step prior to the processing at the current step as the boundary detection processing based on the current imaging information ( Based on the slope (θmax) of the straight line (Lmax) that is the maximum frequency extracted in 103),
Only the straight line within the preset tilt range (± θ 1 ) (set to ± 30 degrees) is calculated, and the tilt range to be calculated is limited.
つまり、前記ハフ変換にて求める直線の傾き(θ)の範
囲を、前回の境界検出処理において抽出された最大頻度
となる直線の傾き(θmax)を基準にして、設定傾き
範囲(±θ1)に制限する処理が、前記直線演算手段
(102)にて求める複数本の直線の傾き範囲を制限す
る傾き制限手段(104)に対応することになる。That is, the range of the slope (θ) of the straight line obtained by the Hough transform is set based on the slope (θmax) of the maximum frequency extracted in the previous boundary detection processing as a set slope range (± θ 1 ). The process of limiting to (1) corresponds to the tilt limiting unit (104) that limits the tilt range of a plurality of straight lines obtained by the straight line computing unit (102).
尚、前記設定傾き範囲(±θ1)は、第6図では前記最
大頻度となる直線(Lmax)に対して直交する方向の
角度として図示し、第7図(ハ)では求めた最大頻度の直
線(Lmax)(図中、細い破線で示す直線)の長さ方
向を基準に図示してあるが、これは、第6図における直
線の傾きは極座標系における原点周りの角度として定義
され、第7図(ハ)における直線は、撮像画面(A)と地面上
における境界(L)とを対応させた状態の直交座標系の直
線として図示されているために、前記設定傾き範囲(±
θ1)の基準となる位置が異なる状態となるためであ
る。但し、前記設定傾き範囲(±θ1)の大きさ自体
は、極座標系においても直交座標系においても、その基
準とする位置が異なるだけで、同じ値となる。The set inclination range (± θ 1 ) is shown as an angle in a direction orthogonal to the straight line (Lmax) having the maximum frequency in FIG. 6, and the maximum frequency obtained in FIG. The length direction of a straight line (Lmax) (a straight line indicated by a thin broken line in the figure) is used as a reference, but the inclination of the straight line in FIG. 6 is defined as the angle around the origin in the polar coordinate system. The straight line in FIG. 7 (c) is shown as a straight line in the Cartesian coordinate system in a state where the imaging screen (A) and the boundary (L) on the ground are associated with each other.
This is because the reference position of θ 1 ) becomes different. However, the size itself of the set inclination range (± θ 1 ) has the same value in both the polar coordinate system and the Cartesian coordinate system, only the reference position is different.
又、第6図において、実線で示す直線は、今回の境界検
出において求められる最大頻度の直線を概念的に図示し
たものである。そして、第7図(ハ)において、前回求め
た最大頻度の直線(Lmax)を細い破線で、今回求め
られる最大頻度の直線を太い破線で、夫々、今回の撮像
表面(A)と地面上の境界(L)との位置関係に対応させた状
態で図示してある。Further, in FIG. 6, the straight line indicated by the solid line is a conceptual illustration of the maximum frequency line obtained in the current boundary detection. In FIG. 7 (c), the previously obtained maximum frequency straight line (Lmax) is a thin broken line, and the maximum frequency straight line obtained this time is a thick broken line, respectively, on the current imaging surface (A) and the ground surface. It is illustrated in a state corresponding to the positional relationship with the boundary (L).
但し、前記撮像画面(A)は長方形に図示されているが、
前述の如く前記イメージセンサ(S1)の視野方向が作業地
を斜めに見下ろす状態となるように設けられているの
で、第3図及び第4図にも示すように、前記イメージセ
ンサ(S1)が撮像する地面上の実際の撮像範囲は台形状と
なるものであり、前記第7図(ハ)に図示される撮像画面
(A)の形状は実際に撮像される視野範囲に対して正確に
対応するものではなく、画像上において求められる直線
と地面上の境界(L)との関係を概念的に図示したもので
ある。However, although the imaging screen (A) is illustrated as a rectangle,
As described above, since the visual field direction of the image sensor (S 1 ) is provided so as to obliquely look down on the work site, as shown in FIGS. 3 and 4, the image sensor (S 1) The actual image pickup range on the ground imaged by) is a trapezoidal shape, and the image pickup screen shown in FIG.
The shape of (A) does not exactly correspond to the visual field range actually imaged, but conceptually illustrates the relationship between the straight line obtained on the image and the boundary (L) on the ground. .
次に、求めた前記距離(ρ)と傾き(θ)の組み合わせ
を二次元ヒストグラムに加算する。Next, the obtained combination of the distance (ρ) and the inclination (θ) is added to the two-dimensional histogram.
そして、前記複数段階に設定された傾き(θ)の値が、
前回の境界検出処理にて求めた最大頻度の直線(Lma
x)の傾きに対して設定傾き範囲(+θ1)となる角度
に達するまで、前記二次元ヒストグラムを加算する処理
を繰り返した後、前記画素の座標値(x,y)が最大値
(x=31,y=31)に達するまで、その座標値を順
次更新しながら、前記微分値(IP)が設定値以上の画素を
抽出すると共に、抽出された各画素毎に、その画素を通
る直線に対応する傾き(θ)と原点からの距離(ρ)の
組み合わせのヒストグラムを加算する処理を繰り返し
て、抽出された全画素を通る複数種の直線の頻度を計数
することになる。Then, the value of the inclination (θ) set in the plurality of steps is
The maximum frequency straight line (Lma obtained in the previous boundary detection process
After the process of adding the two-dimensional histogram is repeated until the angle reaches the set tilt range (+ θ 1 ) with respect to the tilt of x), the coordinate value (x, y) of the pixel is the maximum value (x = (31, y = 31) until the coordinate value is sequentially updated, pixels with the differential value (IP) equal to or greater than the set value are extracted, and each extracted pixel is converted into a straight line passing through the pixel. The process of adding the histogram of the combination of the corresponding slope (θ) and the distance (ρ) from the origin is repeated to count the frequencies of a plurality of types of straight lines passing through all the extracted pixels.
抽出された全画素に対する直線の頻度の計数が完了した
後は、前記二次元ヒストグラムに加算された値から、最
大頻度となる前記傾き(θ)と原点からの距離(ρ)の
組み合わせを求めることにより、最大頻度となる一つの
直線を決定し、その直線を前記境界(L)に対応する直線
として求めることになる。After the frequency of straight lines for all the extracted pixels is completed, a combination of the inclination (θ) and the distance (ρ) from the origin, which is the maximum frequency, is obtained from the value added to the two-dimensional histogram. Thus, one straight line having the maximum frequency is determined, and the straight line is obtained as a straight line corresponding to the boundary (L).
つまり、この最大頻度となる傾き(θ)と原点からの距
離(ρ)との組み合わせを求める処理が、最大頻度とな
る直線を抽出する直線抽出手段(103)に対応するこ
とになる。That is, the process of obtaining the combination of the inclination (θ) having the maximum frequency and the distance (ρ) from the origin corresponds to the straight line extracting means (103) for extracting the straight line having the maximum frequency.
尚、前記境界(L)に対する作業車(V)のずれの算出は、求
められた最大頻度の直線を示す距離(ρ)と傾き(θ)
の値から、実際の地面に対応するX−Y座標系に写像す
ることにより、前記境界(L)に対する作業車(V)の実際の
位置を算出することになる。The deviation of the work vehicle (V) with respect to the boundary (L) is calculated by calculating the distance (ρ) and the inclination (θ) indicating a straight line with the obtained maximum frequency.
The actual position of the work vehicle (V) with respect to the boundary (L) is calculated by mapping from the value of to the XY coordinate system corresponding to the actual ground.
上記実施例では、各抽出画素を通る複数本の直線を、随
時演算して求めるようにした場合を例示したが、例え
ば、各画素毎に、その画素を通る直線を、0度乃至18
0度の範囲で予め複数段階に設定された傾き(θ)毎に
対応する距離(ρ)の値を求めて、それらの値をテーブ
ル化して記憶させておき、各抽出画素毎に、その画素の
座標値と最大頻度の直線(Lmax)の傾き(θma
x)とに基づいて、読み出す距離(ρ)の値の傾き範囲
を制限するようにしてもよく、直線演算手段(102)
並びにその直線演算手段(102)にて求める複数本の
直線の傾き範囲を制限する傾き制限手段(104)の具
体構成は各種変更できる。In the above-described embodiment, the case where a plurality of straight lines passing through each extracted pixel is calculated and obtained at any time is exemplified, but for example, for each pixel, the straight line passing through the pixel is 0 degrees to 18 degrees.
The value of the distance (ρ) corresponding to each inclination (θ) set in advance in a range of 0 degree is calculated, and these values are stored in a table and stored for each extracted pixel. Of the coordinate value and the maximum frequency line (Lmax) (θma
x) and the inclination range of the value of the read distance (ρ) may be limited, and the linear calculation means (102).
In addition, the specific configuration of the tilt limiting means (104) for limiting the tilt range of the plurality of straight lines obtained by the straight line calculating means (102) can be variously changed.
又、上記実施例では、本発明を芝刈り用の作業車(V)に
おける未処理作業地(B)と処理済作業地(C)との境界(L)
を検出する手段に適用した場合を例示したが、検出する
境界や作業地の具体的な形態、並びに、境界(L)を検出
するための各手段の具体構成は各種変更できる。Further, in the above embodiment, the present invention is a boundary (L) between the unprocessed work site (B) and the processed work site (C) in the lawn mowing work vehicle (V).
Although the case where it is applied to the means for detecting the above is illustrated, the specific form of the boundary and the work place to be detected, and the specific configuration of each means for detecting the boundary (L) can be variously changed.
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
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。It should be noted that reference numerals are added to the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the structures of the accompanying drawings by the entry.
図面は本発明に係る撮像式の境界検出装置の実施例を示
し、第1図は境界検出のフローチャート、第2図は制御
構成を示すブロック図、第3図は撮像視野の側面図、第
4図は作業地の説明図、第5図は微分処理の説明図、第
6図はハフ変換の説明図、第7図(イ),(ロ),(ハ)は撮像
画像の説明図である。 (B)……未処理作業地、(C)……処理済作業地、(L)……
境界、(S1)……撮像手段、(100)……微分手段、
(101)……2値化手段、(102)……直線演算手
段、(103)……直線抽出手段、(104)……傾き
制限手段。The drawings show an embodiment of an image pickup type boundary detection apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a flow chart of boundary detection, FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration, FIG. 3 is a side view of an image pickup visual field, and FIG. The figure is an explanatory view of the work place, FIG. 5 is an explanatory view of the differential processing, FIG. 6 is an explanatory view of the Hough transform, and FIGS. 7 (a), (b), and (c) are explanatory views of the captured image. . (B) …… Unprocessed work site, (C) …… Processed work site, (L) ……
Boundary, (S 1 ) ... Imaging means, (100) ... Differentiation means,
(101) ... binarization means, (102) ... straight line calculation means, (103) ... straight line extraction means, (104) ... tilt limiting means.
Claims (1)
界(L)に対応する箇所を二次元方向に亘って撮像する撮
像手段(S1)、その撮像情報の明るさに基づいて二次元方
向に並ぶ各画素夫々の微分値を求める微分手段(10
0)、前記微分値が設定閾値よりも大なる画素を抽出す
る2値化手段(101)、抽出された画素を通り、且
つ、複数段階に設定された傾きとなる複数本の直線を、
各抽出画素毎に求める直線演算手段(102)、求めら
れた複数種の直線のうちの最大頻度となる直線を抽出す
る直線抽出手段(103)の夫々を備えた撮像式の境界
検出装置であって、現ステップにおいて前記直線演算手
段(102)にて求める複数本の直線の傾き範囲を、こ
れよりも前のステップにおいて前記直線抽出手段(10
3)にて抽出された最大頻度となる直線の傾きに対して
設定傾き範囲となるように制限する傾き制限手段(10
4)が設けられている撮像式の境界検出装置。1. An image pickup means (S 1 ) for picking up an image of a portion corresponding to a boundary (L) between an unprocessed work site (B) and a processed work site (C) in a two-dimensional direction, of the image pickup information. Differentiating means (10) for obtaining the differential value of each pixel arranged in the two-dimensional direction based on the brightness.
0), a binarizing means (101) for extracting pixels having the differential value larger than a set threshold value, and a plurality of straight lines passing through the extracted pixels and having inclinations set in a plurality of stages,
An image capturing type boundary detection device comprising: a straight line calculating means (102) for each extracted pixel; and a straight line extracting means (103) for extracting a straight line having the maximum frequency among a plurality of kinds of straight lines thus obtained. Then, the slope range of the plurality of straight lines obtained by the straight line calculating means (102) at the current step is calculated by the straight line extracting means (10) at the step before this.
Inclination limiting means (10) for limiting the inclination of the straight line having the maximum frequency extracted in 3) within the set inclination range.
4) An image pickup type boundary detection device provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62241615A JPH0624016B2 (en) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | Imaging type boundary detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62241615A JPH0624016B2 (en) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | Imaging type boundary detection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6482278A JPS6482278A (en) | 1989-03-28 |
| JPH0624016B2 true JPH0624016B2 (en) | 1994-03-30 |
Family
ID=17076959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62241615A Expired - Lifetime JPH0624016B2 (en) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | Imaging type boundary detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624016B2 (en) |
-
1987
- 1987-09-25 JP JP62241615A patent/JPH0624016B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6482278A (en) | 1989-03-28 |
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