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JPH0827839B2 - Slit image labeling device - Google Patents
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JPH0827839B2 - Slit image labeling device - Google Patents

Slit image labeling device

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JPH0827839B2
JPH0827839B2 JP62027949A JP2794987A JPH0827839B2 JP H0827839 B2 JPH0827839 B2 JP H0827839B2 JP 62027949 A JP62027949 A JP 62027949A JP 2794987 A JP2794987 A JP 2794987A JP H0827839 B2 JPH0827839 B2 JP H0827839B2
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JP
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slit
image
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slit light
light
Prior art date
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、例えばロボットの視覚などに適用される
光切断法を利用した3次元物体認識技術に関連し、殊に
この発明は、複数のスリット光を一斉照射して光切断法
を適用実施する場合において、各スリット光とそのスリ
ット像とを対応付けて、各スリット像のラベル付けを行
うためのスリット像のラベル付け装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a three-dimensional object recognition technique using a light-section method applied to, for example, the vision of a robot. The present invention relates to a slit image labeling device for labeling each slit image by associating each slit light with its slit image in the case of applying the light cutting method by irradiating slit light all at once.

<従来の技術> 一般に「光切断法」は、板状をなすスリット光を3次
元物体に向けて照射して物体表面にスリット光の交わり
線を生成し、この交わり線をテレビカメラで撮像するこ
とによりその光線像(以下これを「スリット像」とい
う)を求め、このスリット像上の各点の座標とスリット
光の平面の方程式とから前記交わり線上の点の3次元座
標を算出するものである。
<Prior Art> In general, the “light cutting method” irradiates a plate-shaped slit light toward a three-dimensional object to generate an intersecting line of the slit light on the object surface, and the intersecting line is imaged by a television camera. The ray image (hereinafter referred to as “slit image”) is obtained by calculating the three-dimensional coordinates of the points on the intersection line from the coordinates of each point on the slit image and the equation of the plane of the slit light. is there.

ところがこの種方法の場合、スリット光が照射された
部分についての情報しか得られず、これでは物体全体の
認識が困難である。
However, in the case of this kind of method, only the information about the portion irradiated with the slit light can be obtained, which makes it difficult to recognize the entire object.

そこで物体全体の情報を得るのに、反射鏡を用いてス
リット光を走査することで多数のスリット光を生成し、
各スリット光を物体表面に当てることにより、多数本の
交わり線を物体全体に分布させて形成する方法が提案さ
れた。
Therefore, in order to obtain information on the entire object, a large number of slit lights are generated by scanning the slit light using a reflecting mirror,
A method has been proposed in which a large number of intersecting lines are formed by being distributed over the entire object by applying each slit light to the surface of the object.

ところがこの方式の場合、スリット光の各走査位置で
交わり線の撮像を行うから、交わり線の撮像回数が多く
なり、認識処理に要する時間が長くなるという問題があ
る。
However, in the case of this method, since the intersecting line is imaged at each scanning position of the slit light, there is a problem that the number of times the intersecting line is imaged increases and the time required for the recognition process increases.

この問題を解消するため、近年、多数のスリット光を
同時生成して、これらを物体表面へ一斉に照射する方式
が提案されている。
In order to solve this problem, in recent years, a method has been proposed in which a large number of slit lights are generated at the same time and these are irradiated onto the object surface all at once.

この種照射方式を採用する場合、テレビカメラで得ら
れた複数の各スリット像がいずれのスリット光に対応す
るのかを判断する処理(これを「スリット像のラベル付
け」という)が必要となり、先般、その一方法としてス
リット光をグレイコードにより空間コード化して物体へ
照射する方式が提案された(昭和59年度電気通信学会総
合全国大会論文「グレイコード空間投影による距離画像
生成」)。
When adopting this type of irradiation method, it is necessary to perform a process (which is referred to as "slit image labeling") for determining which slit light each of the plurality of slit images obtained by the television camera corresponds to. As one of the methods, a method has been proposed in which slit light is spatially coded with a gray code to illuminate an object (The 59th General Meeting of the Institute of Electrical Communication of Japan, "Distance Image Generation by Gray Code Space Projection").

<発明が解決しようとする問題点> ところがこの方式の場合、物体表面の反射率のばらつ
きなどの外部要因の影響を受け易いという欠点があり、
しかも2N−1個(例えば256個)のスリット像を得るに
は少なくともN回(例えば8回)の撮像が必要であっ
て、撮像回数を減少するには限界があった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, this method has a drawback that it is susceptible to external factors such as variations in the reflectance of the object surface.
Moreover, at least N (e.g., 8) imagings are required to obtain 2 N -1 (e.g., 256) slit images, and there is a limit in reducing the number of imagings.

この発明は、上記問題を解消するためのものであっ
て、スリット像の個数に関係なく、わずか二回の撮像で
物体認識に必要な情報が得られかつ各スリット像のラベ
ル付けが可能な新規なスリット像のラベル付け装置を提
案することを目的とする。
The present invention is for solving the above-mentioned problems, and it is possible to obtain the information necessary for object recognition by imaging only twice and to label each slit image regardless of the number of slit images. An object of the present invention is to propose a labeling device for a simple slit image.

<問題点を解決するための手段> 上記目的を達成するため、この発明では、 複数のスリット光を前後二回にわたり物体へ一斉照射
するための投光手段と、 各スリット光の放射エネルギーを個々独立に設定して
制御するための制御手段と、 物体表面に生成される各スリット光の交わり線を撮像
して各スリット光のスリット像を求めるための撮像手段
と、 前後二回の光照射で得た二枚の画像につき対応する画
素の明るさ情報を同時に順次取り込んで二個の明るさ情
報の関係を求めるための明るさ情報処理手段と、 二個の明るさ情報の関係を各スリット光についての放
射エネルギーの前後二回の設定値の関係と照合すること
により各スリット像に各スリット光のラベルを割り付け
るラベル設定手段とを具備させることにした。
<Means for Solving Problems> In order to achieve the above object, in the present invention, a projecting means for irradiating an object with a plurality of slit light beams twice before and after, and radiant energy of each slit light beam are individually supplied. Control means for setting and controlling independently, imaging means for imaging the intersecting line of each slit light generated on the object surface to obtain the slit image of each slit light, and light irradiation twice before and after The brightness information processing means for simultaneously acquiring the brightness information of the corresponding pixels in the two obtained images at the same time to obtain the relationship between the two brightness information, and the relationship between the two brightness information for each slit light The label setting means for allocating the label of each slit light to each slit image by collating with the relationship between the radiant energy and the set value before and after twice.

<作用> 投光手段により物体へ複数のスリット光を一斉照射す
ると、物体表面には各スリット光の交わり線が同時生成
される。これら交わり線は撮像手段により撮像されて各
スリット光のスリット像が求められる。同様の動作が前
後二回にわたり実施され、これにより二枚の画像が得ら
れる。
<Operation> When a plurality of slit light beams are simultaneously emitted to the object by the light projecting means, intersection lines of the slit light beams are simultaneously generated on the surface of the object. These intersecting lines are imaged by the image pickup means to obtain the slit image of each slit light. The same operation is performed twice before and after, whereby two images are obtained.

これら二枚の画像につき対応する画素の明るさ情報が
明るさ情報処理手段に同時に順次取り込まれ、ここで二
個の明るさ情報の関係(例えば変化率)が求められる。
この二個の明るさ情報の関係はラベル設定手段において
各スリット光についての放射エネルギーの前後二回の設
定値の関係と照合される。照合の結果、両者が一致する
と、そのスリット像はそのスリット光に対応すると判断
され、そのスリット像に対し、一致にかかるスリット光
のラベルが付与される。
The brightness information of the pixels corresponding to these two images is sequentially taken into the brightness information processing means at the same time, and the relationship (for example, the rate of change) between the two brightness information is obtained here.
The relationship between the two pieces of brightness information is collated with the relationship between the set values of the radiant energy for each slit light before and after twice in the label setting means. If the two match as a result of the matching, the slit image is determined to correspond to the slit light, and the slit light is labeled with the slit light for matching.

よってこの装置の場合、スリット像の個数に関係なく
わずか二回の撮像で各スリット像のラベル付けが可能で
あり、その分物体認識の処理時間が短縮される。
Therefore, in the case of this apparatus, it is possible to label each slit image by imaging only twice regardless of the number of slit images, and the processing time for object recognition is shortened accordingly.

<実施例> 第1図は、この発明のスリット像のラベル付け装置が
組み込まれた3次元物体の認識システムを示しており、
マルチスリット光源1,スリット光変調部2,テレビカメラ
3および,画像処理装置4を含んでいる。
<Example> FIG. 1 shows a three-dimensional object recognition system incorporating a slit image labeling device of the present invention.
It includes a multi-slit light source 1, a slit light modulator 2, a television camera 3, and an image processing device 4.

図示例のマルチスリット光源1は、認識対象の3次元
物体5へ板状をなす複数のスリット光6を斜め上方位置
から平行に照射して、物体表面に各スリット光が交わる
交わり線7を生成する。この場合に、各スリット光6は
物体5に向けて一斉に照射され、この光照射は一回の物
体認識処理につき前後二回にわたって実行される。
The multi-slit light source 1 of the illustrated example irradiates the three-dimensional object 5 to be recognized with a plurality of plate-shaped slit lights 6 in parallel from an obliquely upper position, and generates an intersecting line 7 where the slit lights intersect on the object surface. To do. In this case, each slit light 6 is simultaneously irradiated toward the object 5, and this light irradiation is performed twice before and after one object recognition process.

スリット光変調部2は、複数の各スリット光6につき
1フレーム期間内に放射するエネルギーを設定値に制御
するためのものであり、その制御方法として1フレーム
期間内に点灯する時間の長短を制御する方式(PWM方
式),1フレーム期間内に点灯するパルス数を制御する方
式(PNM方式),1フレーム期間内のパルス点灯周波数を
制御する方式(PFM方式)のいずれか方式が採用され
る。各スリット光6に対する放射エネルギーの値の設定
は、各スリット光毎に独立して、しかも前後二回にわた
る光照射の都度に実施されることになる。
The slit light modulator 2 is for controlling the energy radiated within one frame period for each of the plurality of slit lights 6 to a set value, and as a control method thereof, controls the length of the lighting time within one frame period. One of the following methods is adopted: a PWM method, a method of controlling the number of pulses to be lit in one frame period (PNM method), and a method of controlling the pulse lighting frequency in one frame period (PFM method). The setting of the radiant energy value for each slit light 6 is performed independently for each slit light, and each time the light irradiation is performed twice before and after.

テレビカメラ3は、二回の光照射で物体表面に同時形
成される複数の交わり線7を物体5の真上位置よりその
都度撮像して、各スリット光6のスリット像を生成す
る。
The television camera 3 images a plurality of intersecting lines 7 simultaneously formed on the surface of the object by irradiating the light twice from the position directly above the object 5 each time to generate a slit image of each slit light 6.

第2図(1)(2)は、二回に撮像で得られた二枚の
画像9A,9aの一例を示している。
FIGS. 2 (1) and 2 (2) show an example of two images 9A and 9a obtained by imaging twice.

一枚目の画像9Aは第一回目の光照射による各スリット
光6のスリット像A1〜A3を、二枚目の画像9aは第二回目
の光照射による各スリット光6のスリット像a1〜a3を、
それぞれ含んでおり、各スリット像は1以上のセグメン
ト(例えばスリット像A1は三個のセグメントA11,A12,A
13より成る)で構成されている。
The first image 9A shows slit images A 1 to A 3 of each slit light 6 by the first light irradiation, and the second image 9a shows the slit image a of each slit light 6 by the second light irradiation. 1 to a 3 ,
Each slit image includes one or more segments (for example, the slit image A 1 has three segments A 11 , A 12 , and A).
Consisting of 13 ).

第1図に戻って画像処理装置4は、テレビカメラ3よ
り上記各画像9A,9aをその都度取り込み、各スリット像A
1〜A3,a1〜a3の各セグメントにつきその明るさ情報を利
用して各スリット像のラベル付け処理を行い、その後各
スリット像上の点の座標と各スリット光6の平面の方程
式とから前記交わり線7上の点の座標を算出して物体認
識する。
Returning to FIG. 1, the image processing apparatus 4 takes in each of the images 9A and 9a from the television camera 3 each time, and outputs each slit image A.
Labeling of each slit image is performed by using the brightness information for each segment of 1 to A 3 , a 1 to a 3 , and then the coordinates of the points on each slit image and the equation of the plane of each slit light 6 are calculated. From this, the coordinates of the point on the intersection line 7 are calculated to recognize the object.

なお第2図(1)中、I11,I12,‥‥は一枚目の画像9A
における各セグメントの明るさを、また第2図中、i11,
i12,‥‥は二枚目の画像9aにおける各セグメントの明る
さを、それぞれ示している。
In Fig. 2 (1), I 11 , I 12 , ... are the first image 9A.
The brightness of each segment, in addition in Figure 2, i 11,
i 12 , ... Show the brightness of each segment in the second image 9a.

いまあるスリット光の放射エネルギーをPとし、この
スリット光のスリット像の明るさをIとすると、この両
者間にはつぎの式の関係が成立する。
When the radiant energy of the existing slit light is P and the brightness of the slit image of this slit light is I, the relationship of the following equation is established between the two.

なお上式中、 はテレビカメラの位置・姿勢, は物体の位置・姿勢,αは物体の反射率を示し、またf
はこれら αの関数であることを示している。
In the above formula, Is the position and orientation of the TV camera, Is the position / orientation of the object, α is the reflectance of the object, and f
Are these It is a function of α.

つぎにスリット光の放射エネルギーをPからpへ変化
させたときに、そのスリット像の明るさがIからiへ変
化したと仮定した場合、つぎの式の関係が成立する。
Next, when it is assumed that the brightness of the slit image changes from I to i when the radiant energy of the slit light is changed from P to p, the following equation is satisfied.

この式によれば、スリット光の放射エネルギーの変
化率と対応するスリット像の明るさの変化率とは、テレ
ビカメラの位置・姿勢 光源の位置・姿勢 物体の位置・姿勢 物体の反射率αに依存しないで、互いに一致することが
わかる。
According to this equation, the change rate of the radiant energy of the slit light and the corresponding change rate of the brightness of the slit image are the position and orientation of the TV camera. Position / posture of light source Object position / posture It can be seen that they agree with each other without depending on the reflectance α of the object.

つぎの式は上記式をさらに一般化して表したもの
で、この式中、m=1,a=1,b=0,d=1,e=−1とした
とき、上記式の関係が導かれる。
The following equation is a more generalized expression of the above equation. In this equation, when m = 1, a = 1, b = 0, d = 1, e = 1, the relation of the above equation is derived. Get burned.

かくしてこの発明にかかる装置では、複数のスリット
光6を前後二回にわたり物体5に一斉照射した場合にお
いて、各スリット光について第一回目と第二回目の放射
エネルギーの関係(式の右辺の関係)と、各スリット
像について第一回目と第二回目の明るさの関係(式の
左辺の関係)とを求めてこれら両者を照合し、式の一
致が成立するものにつきそのスリット像にそのスリット
光のラベルを割り当てるよう構成される。この実施例の
場合、各スリット像についての明るさの変化率(式の
左辺)を求めて、各スリット光についての放射エネルギ
ーの変化率(式の右辺)と照合し、式の一致が成立
するものを互いに対応関係にあると判断してラベル付け
を行っている。
Thus, in the device according to the present invention, when a plurality of slit light beams 6 are radiated to the object 5 simultaneously twice before and after, the relationship between the radiant energies of the first time and the second time for each slit light (the relationship on the right side of the equation). And for each slit image, the relationship between the first brightness and the second brightness (relationship on the left side of the formula) is obtained, and these two are collated. Is configured to assign the label of. In the case of this embodiment, the rate of change in brightness (left side of the equation) for each slit image is obtained and collated with the rate of change in radiant energy (right side of the equation) for each slit light, and the equations match. Items are labeled by determining that they correspond to each other.

第3図は前記画像処理装置4の具体構成例を示し、ま
た第4図はその回路各部の信号波形を示す。
FIG. 3 shows a concrete example of the configuration of the image processing apparatus 4, and FIG. 4 shows signal waveforms of respective parts of the circuit.

第3図において、入力端子11にはテレビカメラ3より
ビデオ信号I′(t)(第4図(1)に示す)が与えら
れる。このビデオ信号I′(t)は一枚目の画像につい
てのビデオ信号A′(t)と二枚目の画像についてのビ
デオ信号B′(t)とが順次与えられる時系列信号
(I′(t)=A′(t)+B′(t))である。この
ビデオ信号I′(t)には第4図(1)に示す如く、ノ
イズ成分19が含まれており、このノイズ成分19はローパ
スフィルタ12で除去されてノイズ除去信号I(t)(=
A(t)+B(t))となる。
In FIG. 3, a video signal I ′ (t) (shown in FIG. 4 (1)) is applied to the input terminal 11 from the television camera 3. The video signal I '(t) is a time-series signal (I' (t) in which a video signal A '(t) for the first image and a video signal B' (t) for the second image are sequentially provided. t) = A '(t) + B' (t)). The video signal I ′ (t) contains a noise component 19 as shown in FIG. 4 (1). The noise component 19 is removed by the low-pass filter 12 and the noise removal signal I (t) (=
A (t) + B (t)).

ノイズ除去後の信号I(t)は、切換器13の切り換え
動作により第1画像信号A(t)(第4図(4)に示
す)と第2画像信号B(t)(第4図(5)に示す)と
に分離される。前記の切換器13には第1画像信号A
(t)に対応する時間幅だけオンとなる第1時間制御信
号G1(t)(第4図(2)に示す)と第2画像信号B
(t)(第4図(3)に示す)に対応する時間幅だけオ
ンとなる第2時間制御信号G2(t)とが与えられ、これ
ら制御信号G1(t),G2(t)の時間タイミングで前記
切換器13が切り換わる。
The noise-removed signal I (t) is the first image signal A (t) (shown in FIG. 4 (4)) and the second image signal B (t) (FIG. 4 ( 5)) and). The switching device 13 has a first image signal A
The first time control signal G 1 (t) (shown in FIG. 4 (2)) and the second image signal B which are turned on for the time width corresponding to (t)
A second time control signal G 2 (t) which is turned on for a time width corresponding to (t) (shown in FIG. 4 (3)) is given, and these control signals G 1 (t), G 2 (t ) The switch 13 is switched at the timing of time.

第1画像信号A(t)は、A/D変換器14に与えられて
第1時間制御信号G1(t)の時間タイミングでディジタ
ル信号に変換された後、画像メモリ15に一旦書き込まれ
る。
The first image signal A (t) is given to the A / D converter 14 and converted into a digital signal at the time timing of the first time control signal G 1 (t), and then temporarily written in the image memory 15.

一方第2画像信号B(t)は、他のA/D変換器16に与
えられて第2時間制御信号G2(t)の時間タイミングで
同様にアナログ−ディジタル変換された後、そのディジ
タル信号BD(t)がテーブルメモリ16に出力される。こ
の場合にアナログ−ディジタル変換のタイミングに同期
して画像メモリ15より第1画像信号A(t)のディジタ
ル信号AD(t)が読み出され、このディジタル信号A
D(t)は前記テーブルメモリ16へ出力される。このデ
ィジタル信号AD(t)は第1画像信号A(t)に対し一
枚目の画像と二枚目の画像との時間間隔tfだけ遅れてお
り(AD(t)=A(t−tf))、その結果、一枚目,二
枚目の各画像につき同一画素にかかる明るさ情報が同期
して次々にテーブルメモリ16に与えられることになる。
On the other hand, the second image signal B (t) is given to the other A / D converter 16 and similarly analog-digital converted at the time timing of the second time control signal G 2 (t), and then the digital signal thereof. B D (t) is output to the table memory 16. In this case, the digital signal A D (t) of the first image signal A (t) is read from the image memory 15 in synchronism with the timing of analog-digital conversion.
D (t) is output to the table memory 16. This digital signal A D (t) is delayed from the first image signal A (t) by the time interval t f between the first image and the second image (A D (t) = A (t -T f )), and as a result, the brightness information on the same pixel in each of the first and second images is synchronously applied to the table memory 16 one after another.

前記各画素の明るさ情報は、例えば8ビットのデータ
構成であって、テーブルメモリ17に対し二個の明るさ情
報(8ビット+8ビット=16ビット)がアドレス入力と
して与えられる。このテーブルメモリ17の中には、二個
の明るさ情報の全ての組み合わせに対して、前記の原理
に基づきそれぞれ割り付けられるスリット光のラベルが
格納されている。
The brightness information of each pixel has a data structure of, for example, 8 bits, and two brightness information (8 bits + 8 bits = 16 bits) are given to the table memory 17 as an address input. The table memory 17 stores the label of slit light, which is assigned based on the above principle, for all combinations of two pieces of brightness information.

つぎの式はテーブルメモリ17のテーブル内容、すな
わち二個のディジタル信号AD(t),BD(t)の入力に
対するテーブルメモリ17の出力θ(t)(第4図(6)
に示す)を示しており、同式中、関数Lは明るさの変化
率をラベルに変換する関数である。
The following equation expresses the table contents of the table memory 17, that is, the output θ (t) of the table memory 17 with respect to the inputs of the two digital signals A D (t) and B D (t) ((6) in FIG. 4).
In the same equation, the function L is a function for converting the rate of change in brightness into a label.

上記テーブルメモリ17の出力θ(t)は画像メモリ18
に与えられ、従ってこの画像メモリ18には各スリット像
の構成画素にラベルが割り付けられたラベル画像が生成
されることになる。
The output θ (t) of the table memory 17 is the image memory 18
Therefore, a label image in which a label is assigned to the constituent pixels of each slit image is generated in the image memory 18.

なお第4図(6)に示す出力θ(t)では、三個のラ
ベルを含んでおり、i1〜i6で示す画素群に対し、画素
i3,i6にはラベル1が、画素i2,i4にはラベル2が、画素
i1,i5にはラベル3が、それぞれ割り付けられる。
It should be noted that the output θ (t) shown in FIG. 4 (6) includes three labels, and the pixel group shown by i 1 to i 6
The label 1 is assigned to i 3 and i 6 , and the label 2 is assigned to pixel i 2 and i 4.
Label 3 is assigned to i 1 and i 5 , respectively.

第5図は画像処理装置4の他の構成例を示し、また第
6図はその回路各部の信号波形を示す。
FIG. 5 shows another example of the configuration of the image processing apparatus 4, and FIG. 6 shows the signal waveform of each part of the circuit.

この第5図に示す実施例は、前記第3図の実施例が二
個の明るさ情報をディジタル量で処理するハード構成で
あるのに対し、二個の明るさ情報をアナログ量で処理す
るハード構成である点で相違する。
The embodiment shown in FIG. 5 has a hardware configuration for processing two pieces of brightness information in a digital amount in the embodiment shown in FIG. 3, whereas it processes two pieces of brightness information in an analog amount. The difference is that it is a hardware configuration.

第5図において、21は入力端子であって、テレビカメ
ラ3よりビデオ信号I′(t)(第6図(1)に示す)
が与えられる。このビデオ信号I′(t)は一枚目,二
枚目の各画像のビデオ信号A′(t),B′(t)を含む
時系列信号(I′(t)=A′(t)+B′(t))で
あって、ノイズ成分がローパスフィルタ22で除去されて
ノイズ除去信号I(t)(=A(t)+B(t))とな
る。
In FIG. 5, reference numeral 21 denotes an input terminal, which is a video signal I ′ (t) from the television camera 3 (shown in FIG. 6 (1)).
Is given. This video signal I '(t) is a time-series signal (I' (t) = A '(t) including video signals A' (t) and B '(t) of the first and second images. + B '(t)), and the noise component is removed by the low-pass filter 22 to become the noise removal signal I (t) (= A (t) + B (t)).

この信号I(t)のうち第1画像信号A(t)(第6
図(4)に示す)はA/D変換器23に与えられて第1時間
制御信号G1(t)(第6図(2)に示す)の時間タイミ
ングでディジタル信号に変換された後、画像メモリ24に
一旦書き込まれる。
Of this signal I (t), the first image signal A (t) (sixth image signal
(Shown in FIG. 4) is given to the A / D converter 23 and converted into a digital signal at the time timing of the first time control signal G 1 (t) (shown in FIG. 6 (2)). It is once written in the image memory 24.

ついで第2時間制御信号G2(t)(第6図(3)に示
す)の時間タイミングでこの画像メモリ24より第1画像
信号A(t)のディジタル信号が読み出され、このディ
ジタル信号はD/A変換器25でアナログ量の第1画像信号
X(t)(第6図(6)に示す)へ変換される。
Then, the digital signal of the first image signal A (t) is read out from the image memory 24 at the time timing of the second time control signal G 2 (t) (shown in FIG. 6 (3)). The D / A converter 25 converts the analog amount into the first image signal X (t) (shown in FIG. 6 (6)).

この第1画像信号X(t)と前記第2画像信号B
(t)(第6図(5)に示す)とは差動アンプ26に与え
られて両者の差信号Y(t)(=X(t)−B(t))
(第6図(7)に示す)が求められる。この場合に第1
画像信号X(t)は前記第1画像信号A(t)に対し一
枚目の画像と二枚目の画像との時間間隔tfだけ遅れてお
り(X(t)=A(t−tf))、その結果、一枚目,二
枚目の各画像につき同一画素にかかる明るさ情報が同期
して次々に差動アンプ26に与えられることになる。
The first image signal X (t) and the second image signal B
(T) (shown in FIG. 6 (5)) is applied to the differential amplifier 26 and the difference signal Y (t) (= X (t) -B (t)) between the two is given.
(Shown in FIG. 6 (7)) is required. In this case the first
The image signal X (t) is delayed from the first image signal A (t) by the time interval t f between the first image and the second image (X (t) = A (t−t). f )), and as a result, the brightness information on the same pixel in each of the first and second images is synchronously applied to the differential amplifier 26 one after another.

前記第1画像信号X(t)は反転回路27に与えられて
反転出力1/X(t)となり、さらにこの出力と前記差信
号Y(t)とが演算回路28に与えられ、つぎの式の演
算が実行されてアナログ量のラベル画像出力O(t)
(第6図(8)に示す)を得る。
The first image signal X (t) is given to the inverting circuit 27 to become the inverted output 1 / X (t), and this output and the difference signal Y (t) are given to the arithmetic circuit 28, and the following equation is obtained. Is executed to output an analog amount label image O (t)
(Shown in FIG. 6 (8)) is obtained.

つぎに第1図に基づき装置全体の動作を説明する。 Next, the operation of the entire apparatus will be described with reference to FIG.

まず複数個の各スリット光6につきその放射エネルギ
ーの値が個々独立に設定された後、全てのスリット光6
がマルチスリット光源1より物体5に向けて一斉照射さ
れる。各スリット光6の放射エネルギーはスリット光変
調部2によりそれぞれの設定値に制御されるもので、物
体5の表面には各スリット光6の放射エネルギーの大き
さに応じた明るさの交わり線が生成される。各交わり線
はテレビカメラ3により撮像され、全てのスリット像を
含む画像がテレビカメラ3の撮像面に生成されて、その
ビデオ信号が画像処理装置4へ送られる。
First, the value of the radiant energy of each slit light 6 is set independently, and then all slit light 6
Are simultaneously radiated from the multi-slit light source 1 toward the object 5. The radiant energy of each slit light 6 is controlled to each set value by the slit light modulator 2, and the surface of the object 5 has an intersection line of brightness according to the magnitude of the radiant energy of each slit light 6. Is generated. Each intersection line is imaged by the television camera 3, an image including all slit images is generated on the imaging surface of the television camera 3, and the video signal thereof is sent to the image processing device 4.

つぎに複数個の各スリット光6につき再度その放射エ
ネルギーの値が個々独立に設定され、各スリット光6が
マルチスリット光源1より物体5へ一斉照射される。こ
の場合に前記放射エネルギーの値は各スリット光毎に異
なった値に設定された変化率に基づき決定される。
Next, the values of the radiant energy of each of the plurality of slit light beams 6 are individually set again, and the slit light beams 6 are simultaneously irradiated from the multi-slit light source 1 to the object 5. In this case, the value of the radiant energy is determined based on the rate of change set to a different value for each slit light.

スリット光6の一斉照射により物体5の表面には各ス
リット光の交わり線が生成され、テレビカメラ3による
第2回目のスリット像の撮像が行われて、全スリット像
を含む画像がテレビカメラ3より画像処理装置4へ送ら
れる。
By irradiating the slit light 6 all at once, intersecting lines of each slit light are generated on the surface of the object 5, the second slit image is captured by the television camera 3, and an image including all slit images is displayed on the television camera 3. Is sent to the image processing device 4.

かくて第3図に示す構成の画像処理装置4では二枚の
画像に対し対応する二個の明るさ情報を同時に取り出し
てディジタル量で処理し、また第5図に示す構成の画像
処理装置では対応する二個の明るさ情報を同時に取り出
してアナログ量で処理して、各スリット像のラベル付け
が実行される。
Thus, in the image processing apparatus 4 having the configuration shown in FIG. 3, two pieces of brightness information corresponding to two images are simultaneously taken out and processed in digital amounts, and in the image processing apparatus having the configuration shown in FIG. Labeling of each slit image is performed by simultaneously extracting two corresponding pieces of brightness information and processing them with an analog amount.

<発明の効果> この発明は上記の如く、多数のスリット光を一斉に照
射してその画像処理を実行し、しかもスリット像の個数
に関係なくわずか二回の撮像で物体認識に必要な情報を
得かつ各スリット像のラベル付けを行うから、従来の方
式に比較して撮像回数が大幅に減少し得、認識処理時間
の短縮を実現できる。またラベル付けに際し、物体表面
の反射率のばらつきなどの外部要因の悪影響を受けず、
誤判定の虞れがない等、発明目的を達成した顕著な効果
を奏する。
<Effects of the Invention> As described above, the present invention irradiates a large number of slit lights at the same time to perform image processing thereof, and moreover, the information necessary for object recognition can be obtained by imaging only twice regardless of the number of slit images. Since each slit image is obtained and labeled, the number of times of imaging can be significantly reduced as compared with the conventional method, and the recognition processing time can be shortened. In addition, when labeling, it is not adversely affected by external factors such as variations in the reflectance of the object surface,
There is a remarkable effect that the object of the invention is achieved such that there is no risk of erroneous determination.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明のラベル付け装置が組み込まれた物体
認識システムの構成例を示すブロック図、第2図は二回
の撮像で得られる画像を示す説明図、第3図は画像処理
装置の一実施例を示す回路ブロック図、第4図は第3図
の回路構成例のタイムチャート、第5図は画像処理装置
の他の実施例を示す回路ブロック図、第6図は第5図の
回路構成例のタイムチャートである。 1……マルチスリット光源 2……スリット光変調部 3……テレビカメラ 4……画像処理装置 6……スリット光
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an object recognition system in which the labeling device of the present invention is incorporated, FIG. 2 is an explanatory diagram showing images obtained by two times of imaging, and FIG. 3 is an image processing device. FIG. 4 is a circuit block diagram showing one embodiment, FIG. 4 is a time chart of the circuit configuration example of FIG. 3, FIG. 5 is a circuit block diagram showing another embodiment of the image processing apparatus, and FIG. 6 is FIG. It is a time chart of a circuit configuration example. 1 ... Multi-slit light source 2 ... Slit light modulator 3 ... TV camera 4 ... Image processing device 6 ... Slit light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−195773(JP,A) 特開 昭63−196981(JP,A) 特開 昭63−201877(JP,A) JAACE ’87−5第31回システムと 制御研究発表講演会講演論文集、31 (1987)P.49−50 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 63-195773 (JP, A) JP 63-196981 (JP, A) JP 63-201877 (JP, A) JAACE '87 -5 Proc. Of the 31st System and Control Research Presentation, 31 (1987) P. 49-50

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のスリット光を前後二回にわたり物体
へ一斉照射するための投光手段と、 各スリット光の放射エネルギーを個々独立に設定して制
御するための制御手段と、 物体表面に生成される各スリット光の交わり線を撮像し
て各スリット光のスリット像を求めるための撮像手段
と、 前後二回の光照射で得た二枚の画像につき対応する画素
の明るさ情報を同時に順次取り込んで二個の明るさ情報
の関係を求めるための明るさ情報処理手段と、 二個の明るさ情報の関係を各スリット光についての放射
エネルギーの前後二回の設定値の関係と照合することに
より各スリット像に各スリット光のラベルを割り付ける
ラベル設定手段とを具備して成るスリット像のラベル付
け装置。
1. A light projecting means for irradiating an object with a plurality of slit lights simultaneously twice before and after, a control means for individually setting and controlling the radiant energy of each slit light, and an object surface. The image pickup means for obtaining the slit image of each slit light by imaging the intersecting line of each slit light generated, and the brightness information of the corresponding pixel for the two images obtained by the light irradiation twice before and after at the same time. A brightness information processing means for sequentially capturing and obtaining a relationship between two pieces of brightness information, and a relationship between the two pieces of brightness information is collated with a relationship between two set values before and after the radiant energy for each slit light. A slit image labeling apparatus comprising label setting means for allocating a label of each slit light to each slit image.
【請求項2】前記明るさ情報処理手段は、二個の明るさ
情報をディジタル量で処理するハード構成である特許請
求の範囲第1項記載のスリット像のラベル付け装置。
2. The slit image labeling apparatus according to claim 1, wherein the brightness information processing means has a hardware configuration for processing two pieces of brightness information in a digital amount.
【請求項3】前記明るさ情報処理手段は、二個の明るさ
情報をアナログ量で処理するハード構成である特許請求
の範囲第1項記載のスリット像のラベル付け装置。
3. The slit image labeling device according to claim 1, wherein said brightness information processing means has a hardware configuration for processing two pieces of brightness information in an analog amount.
【請求項4】前記明るさ情報処理手段は、一枚目の画像
を格納する画像メモリを備え、この画像メモリからのデ
ータ読出しと二枚目の画像のデータ入力とを同期させて
実行することにより、対応する画素の明るさ情報を同時
に取り込んでいる特許請求の範囲第1項乃至第3項記載
のスリット像のラベル付け装置。
4. The brightness information processing means includes an image memory for storing a first image, and data reading from the image memory and data input of a second image are executed in synchronization with each other. The slit image labeling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the brightness information of the corresponding pixels is simultaneously captured by the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2351796B (en) * 1999-06-22 2004-02-04 Caterpillar Inc Tiltable control console for a backhoe loader machine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JAACE’87−5第31回システムと制御研究発表講演会講演論文集、31(1987)P.49−50

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GB2351796B (en) * 1999-06-22 2004-02-04 Caterpillar Inc Tiltable control console for a backhoe loader machine

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