JP6618337B2 - 物体検出装置、物体検出方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
[物体検出システムの構成]
図1は、本発明の実施の形態1の物体検出装置を含む物体検出システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、物体検出システムは、物体検出装置1と、この物体検出装置1と通信可能に接続されたホストコンピュータ2とを備えている。物体検出装置1は、検出対象物体3に対して照射光を照射し、その反射光から画像を生成する。そして、物体検出装置1は、この画像から検出対象物体3を検出する。その検出結果を示すデータは物体検出装置1からホストコンピュータ2に対して送信され、これを受けたホストコンピュータ2が各種の処理に利用する。以下、物体検出装置1の詳細な構成について説明する。
図2は、本発明の実施の形態1の物体検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図2に示すように、物体検出装置1は、制御装置11と、カメラ12と、LED(Light Emitting Diode)装置13とを備えている。カメラ12は、CCD(Charged Coupled Device)等のイメージセンサを用いて構成される撮像装置である。また、LED装置13は、複数のLED素子を用いて構成される照明装置である。ここで、LED装置13が備えるLED素子は、赤外領域の波長の光を発する素子である。
図4は、物体検出装置1によって実行される物体検出処理の手順を示すフローチャートである。まず、照明駆動部113による駆動動作にしたがって、LED装置13が検出対象物体3に対して第1照射強度で照射光を照射し、この照射光の反射光を受けてカメラ12にて生成された第1画像を、画像取得部112にて取得する(S101)。次に、同様にしてLED装置13が検出対象物体3に対して第2照射強度で照射光を照射し、この照射光の反射光を受けてカメラ12にて生成された第2画像を、画像取得部112にて取得する(S102)。ここで、第1照射強度と第2照射強度とは異なっており、LED装置13の照射時間のデューティ比を変化させることにより設定される。その後、第1差分画像生成手段115が、上述したようにして取得された第1画像と第2画像との差分である差分画像を生成する(S103)。
Ir’/ Ir =I0’/I0 ・・・ 式2
これらの式1及び2によれば、反射光の輝度比の値は、距離r、角度θ、及び反射率ρに依存せずに定まることが分かる。そのため、この反射光の輝度比を用いることによって、光源から検出対象物体までの距離の大小等によらず当該物体の輪郭を精度良く得ることができ、また、物体の材質の影響を受けにくくすることができる。
実施の形態1の場合、2つの差分画像の比をとることにより得られる差分比画像に基づいて物体を検出している。これに対し、実施の形態2では、2つの差分画像の論理積をとることにより得られる論理積画像に基づいて物体の検出を行う。
実施の形態3では、実施の形態1及び2の場合と異なり、2つの差分画像の排他的論理和をとることにより得られる排他的論理和画像に基づいて物体の検出を行う。
上述した各実施の形態では、物体検出装置自体が、撮像装置であるカメラと光照射装置であるLED装置とを備えているが、物体検出装置が、外部に設けられた撮像装置及び光照射装置と接続されている構成であってもよい。図14は、そのような場合の物体検出装置を含む物体検出システムの構成を示すブロック図である。図14に示すとおり、物体検出装置100は、撮像素子及び発光素子を備えるカメラモジュール4、並びに外部照明装置5と接続されている。ここで、カメラモジュール4としては、例えば市販の赤外線ウェブカメラ等を用いることができる。このような構成の場合、カメラモジュール4の発光素子のON/OFF制御をすることができないが、外部照明装置5の点滅動作を物体検出装置100が制御することによって、上述した各実施の形態と同様に物体検出処理を実行することが可能になる。
11,21,31 制御装置
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 カメラインタフェース
105 タイマー
106 DMAC
107 USBポート
108 SIOポート
111 制御部
112 画像取得部
113 照明駆動部
114,214,314 物体検出部
115 第1差分画像生成手段
116 第2差分画像生成手段
117 差分比画像生成手段
217 論理積画像生成手段
317 排他的論理和画像生成手段
12 カメラ
13 LED装置
2 ホストコンピュータ
3 検出対象物体
4 カメラモジュール
5 外部照明装置
Claims (9)
- 検出対象の物体に対して赤外領域の波長の照射光が照射されたときに得られた当該物体を含む領域の撮像画像に基づいて、前記物体を検出する物体検出装置において、
第1の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第1の撮像画像と、前記第1の照射強度とは異なる第2の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第2の撮像画像との差により得られる第1差分画像を生成する第1差分画像生成手段と、
第3の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第3の撮像画像と、前記第3の照射強度とは異なる第4の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第4の撮像画像との差により得られる第2差分画像を生成する第2差分画像生成手段と、
前記第1差分画像生成手段によって生成された第1差分画像と、前記第2差分画像生成手段によって生成された第2差分画像との比により得られる差分比画像を生成する差分比画像生成手段と、
前記差分比画像生成手段によって生成された差分比画像に基づいて前記物体を検出する物体検出手段と
を備えることを特徴とする物体検出装置。 - 前記第1の照射強度と前記第2の照射強度との差に対する、前記第3の照射強度と前記第4の照射強度との差の比が、1.1以上である、
請求項1に記載の物体検出装置。 - 検出対象の物体に対して赤外領域の波長の照射光が照射されたときに得られた当該物体を含む領域の撮像画像に基づいて、前記物体を検出する物体検出装置において、
第1の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第1の撮像画像と、前記第1の照射強度とは異なる第2の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第2の撮像画像との差により得られる第1差分画像を生成する第1差分画像生成手段と、
第3の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第3の撮像画像と、前記第3の照射強度とは異なる第4の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第4の撮像画像との差により得られる第2差分画像を生成する第2差分画像生成手段と、
前記第1差分画像生成手段によって生成された第1差分画像と、前記第2差分画像生成手段によって生成された第2差分画像との論理積により得られる論理積画像を生成する論理積画像生成手段と、
前記論理積画像生成手段によって生成された論理積画像に基づいて前記物体を検出する物体検出手段と
を備えることを特徴とする物体検出装置。 - 検出対象の物体に対して赤外領域の波長の照射光が照射されたときに得られた当該物体を含む領域の撮像画像に基づいて、前記物体を検出する物体検出装置において、
第1の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第1の撮像画像と、前記第1の照射強度とは異なる第2の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第2の撮像画像との差により得られる第1差分画像を生成する第1差分画像生成手段と、
第3の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第3の撮像画像と、前記第3の照射強度とは異なる第4の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第4の撮像画像との差により得られる第2差分画像を生成する第2差分画像生成手段と、
前記第1差分画像生成手段によって生成された第1差分画像と、前記第2差分画像生成手段によって生成された第2差分画像との排他的論理和により得られる排他的論理和画像を生成する排他的論理和画像生成手段と、
前記排他的論理和画像生成手段によって生成された排他的論理和画像に基づいて前記物体を検出する物体検出手段と
を備えることを特徴とする物体検出装置。 - 前記第1の照射強度及び前記第2の照射強度の何れかと、前記第3の照射強度及び前記第4の照射強度の何れかとが同一である、
請求項1乃至4の何れかに記載の物体検出装置。 - 前記照射光の照射時間のデューティ比を変化させることによって照射強度を変化させるように構成されている、
請求項1乃至5の何れかに記載の物体検出装置。 - 前記物体検出手段によって検出された前記物体の輪郭を示す輪郭情報を外部のコンピュータに送信する送信手段
を更に備える、請求項1乃至6の何れかに記載の物体検出装置。 - 検出対象の物体に対して赤外領域の波長の照射光が照射されたときに得られた当該物体を含む領域の撮像画像に基づいて、前記物体を検出する物体検出方法において、
第1の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第1の撮像画像と、前記第1の照射強度とは異なる第2の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第2の撮像画像との差により得られる第1差分画像を生成するステップと、
第3の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第3の撮像画像と、前記第3の照射強度とは異なる第4の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第4の撮像画像との差により得られる第2差分画像を生成するステップと、
生成された第1差分画像と第2差分画像との比により得られる差分比画像を生成するステップと、
生成された差分比画像に基づいて前記物体を検出するステップと
を有することを特徴とする物体検出方法。 - コンピュータに、検出対象の物体に対して赤外領域の波長の照射光が照射されたときに得られた当該物体を含む領域の撮像画像に基づいて、前記物体を検出させるコンピュータプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
第1の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第1の撮像画像と、前記第1の照射強度とは異なる第2の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第2の撮像画像との差により得られる第1差分画像を生成するステップと、
第3の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第3の撮像画像と、前記第3の照射強度とは異なる第4の照射強度で前記波長の照射光が照射されたときに得られた第4の撮像画像との差により得られる第2差分画像を生成するステップと、
生成された第1差分画像と第2差分画像との比により得られる差分比画像を生成するステップと、
生成された差分比画像に基づいて前記物体を検出するステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
Priority Applications (1)
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JP2015230373A JP6618337B2 (ja) | 2015-11-26 | 2015-11-26 | 物体検出装置、物体検出方法、及びコンピュータプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015230373A JP6618337B2 (ja) | 2015-11-26 | 2015-11-26 | 物体検出装置、物体検出方法、及びコンピュータプログラム |
Publications (2)
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JP2017097689A JP2017097689A (ja) | 2017-06-01 |
JP6618337B2 true JP6618337B2 (ja) | 2019-12-11 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015230373A Active JP6618337B2 (ja) | 2015-11-26 | 2015-11-26 | 物体検出装置、物体検出方法、及びコンピュータプログラム |
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