CN115707927A - 距离测定系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种距离测定系统，其能够良好地确保物体检测精度。本发明的距离测定系统具备处理器、距离测定装置以及热检测装置。在所述距离测定系统中，所述距离测定装置能够测定到被拍摄物的距离，能够生成与测定了距离的被拍摄物有关的距离图像。所述热检测装置能够测定被拍摄物的温度，能够生成与测定了温度的被拍摄物有关的温度图像。所述处理器能够使在同一视点取得的所述距离图像与所述温度图像协作，基于图像中的同一位置的距离值和温度值来判定被拍摄物是物体。

Description

距离测定系统

技术领域

本发明涉及距离测定系统。

背景技术

以往，有时在物体的检测中使用距离测定装置。在此，专利文献1公开了抑制人的误检测的技术。

即，专利文献1公开了一种信息处理装置(PC)，其设置有用于检测用户存在的温度传感器和测距传感器。在温度传感器的电子基板上安装有温度传感器元件，温度传感器元件检测存在于检测对象区域中的物体的温度。由此，温度传感器以非接触的方式检测与PC的显示画面相对的对象物体的温度。测距传感器能够测量直到与PC的显示画面相对的用户或物体的距离，并能够检测用户的在席和离席。并且，当到测距传感器测定到的物体的距离小于预定的距离阈值并且温度传感器检测到的物体的温度大于预定的温度阈值时，信息处理装置将物体判断为该信息处理装置的用户的人体。

但是，认为仅单纯地进行阈值判定，物体的检测精度有可能不足够。

专利文献1：日本特开2014-149761号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够良好地确保物体检测精度的距离测定系统。

根据本发明，提供以下所述的距离测定系统。距离测定系统具备处理器、距离测定装置以及热检测装置。距离测定装置测定距离来生成距离图像。热检测装置测定温度来生成温度图像。处理器使在同一视点取得的距离图像与温度图像协作，基于图像中的同一位置的距离值和温度值来判定被拍摄物为物体。

根据本发明，能够提供一种可良好地确保物体检测精度的距离测定系统。

附图说明

图1表示距离测定系统的硬件结构的一例。

图2表示三维距离测定装置生成的距离图像的一例。

图3表示热检测终端生成的温度图像的一例。

图4是用于说明物体检测程序的处理的一例的流程图。

图5表示使距离图像与温度图像协作的协作图像的一例。

图6用于说明基于距离数据的物体检测的一例。

图7用于说明温度传感器取得的温度值的距离依赖性。

图8用于说明使用距离测定系统的一例。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示距离测定系统的硬件结构的一例。如图1所示，距离测定系统1具备三维距离测定装置11(距离测定装置)、热检测终端31(热检测装置)、PC51(个人计算机)。

在本实施方式中，将三维距离测定装置11和热检测终端31配置为在同一视点进行测定。另外，三维距离测定装置11、热检测终端31以及PC51具备接口(未图示)。并且，PC51能够经由接口从三维距离测定装置11以及热检测终端31取得数据，进行数据处理。

首先，对三维距离测定装置11进行详细说明。三维距离测定装置11是能够测定到被拍摄物的距离来生成距离图像I1的装置，在本实施方式中，设为TOF传感器。TOF传感器基于所谓的TOF(飞行时间)来测定距离。三维距离测定装置11具备发光部12、受光部13、距离计算部16、距离图像生成部17。

发光部12射出由激光二极管(LD)或发光二极管(LED)等光源发出的脉冲状的照射光。受光部13利用CCD或CMOS等二维地排列像素的图像传感器对反射回来的脉冲状的反射光进行曝光，转换为电信号。

距离计算部16根据受光部13的输出信号计算到被拍摄物的距离。距离图像生成部17基于计算出的距离，生成用颜色来表现到被拍摄物的距离的距离图像I1。作为一个例子，距离图像生成部17能够生成到被拍摄物的距离越近越成为红色，到被拍摄物的距离越远越成为蓝色的图像(为了方便，在图中以灰度来表示)。

在此，参照图2详细说明三维距离测定装置11生成的距离图像I1。图2表示三维距离测定装置生成的距离图像的一例。

从三维距离测定装置11的发光部12照射照射光，受光部13接收从位于测定方向(即，成为三维距离测定装置11的视点的方向)的被拍摄物P1及被拍摄物P2反射的反射光。然后，由距离计算部16计算到被拍摄物P1和被拍摄物P2的距离，由距离图像生成部17生成包含与该距离对应的颜色的像素的距离图像I1。在该例子中，被拍摄物P2比被拍摄物P1远。因此，在该例子中，在距离图像I1中，被拍摄物P2通过表示比被拍摄物P1远的位置的颜色来表示。详细而言，在该例子中，被拍摄物P2由蓝色来表现，被拍摄物P1由绿色来表现。并且，根据图像传感器在各像素位置的受光定时的偏差，通过颜色来表现到被拍摄物各部分的距离值的差(即被拍摄物的凹凸形状)。

另外，被拍摄物P1相对于被拍摄物P2位于左侧。因此，在距离图像I1中，在被拍摄物P2的左侧显示被拍摄物P1。在此，在距离图像I1中，将左右方向设为x方向，将上下方向设为y方向，在以像素的颜色考虑距离z时，距离z1的被拍摄物P1显示在距离图像I1中(x1，y1)的位置，距离z2的被拍摄物P2显示在距离图像I1中(x2，y2)的位置。

以上对二维图像的距离图像I1进行了说明，但距离图像生成部17也能够生成与二维图像对应的三维图像的距离图像I1。在该三维图像中，被拍摄物用点群表示，到被拍摄物的距离由点群具有的颜色表现。在该例子中，与二维图像的情况同样，被拍摄物P1由绿色来表现，被拍摄物P2由蓝色来表现。

另外，三维距离测定装置11的距离计算部16和距离图像生成部17是程序，这些处理由三维距离测定装置11所具备的适当的处理装置21(例如，CPU)执行。另外，三维距离测定装置11也可以具备其他程序(例如，与动作控制相关的程序)。三维距离测定装置11还可以具备存储程序等数据的适当的存储装置22(例如ROM)。另外，三维距离测定装置11还可以具备在数据处理时暂时存储数据的RAM。

接着，对热检测终端31进行详细说明。热检测终端31是能够以非接触方式测定被拍摄物的温度来生成被拍摄物的温度的二维图像的装置。热检测终端31具备温度传感器32、温度计算部36和温度图像生成部37。

温度传感器32是用于温度测量的传感器，可以是公知的非接触式的传感器。温度传感器32例如取得从物体放射的红外线强度的信息。

温度计算部36根据来自温度传感器32的输出信号计算被拍摄物的温度。温度图像生成部37基于计算出的温度，生成用颜色来表现被拍摄物的温度T(在图中为Temp)的二维的温度图像I2。作为一例，温度图像生成部37能够生成越是高温越为红色或白色，越是低温越成为蓝色或黑色的图像(为了方便，在附图中用灰度表示)。

在此，参照图3详细说明热检测终端31生成的温度图像I2。图3表示热检测终端生成的温度图像的一例。

热检测终端31根据从位于测定方向(即，成为热检测终端31的视点的方向)的被拍摄物P1及被拍摄物P2放射的红外线等，测定被拍摄物P1及被拍摄物P2的温度。在此，由温度图像生成部37生成包含与该温度相对应的颜色的像素的温度图像I2。在该例子中，由于从被拍摄物P1和被拍摄物P2测定出相同程度的温度，所以通过同样的颜色来表示温度图像I2中的被拍摄物P1和被拍摄物P2。

在与上述三维距离测定装置11的情况相同的场所测定被拍摄物P1和被拍摄物P2。并且，如上所述，由于三维距离测定装置11和热检测终端31在同一视点进行测定，所以温度图像I2中的被拍摄物P1和被拍摄物P2显示在与距离图像I1相同的位置。即，在温度图像I2中，将左右方向设为x方向，将上下方向设为y方向，在以颜色来考虑温度T时，将温度T1(Temp1)的被拍摄物P1显示在与距离图像I1对应的(x1，y1)的位置，将温度T2(Temp2)的被拍摄物P2显示在与距离图像I1对应的(x2，y2)的位置。

温度计算部36和温度图像生成部37是程序，这些处理由热检测终端31所具备的适当的处理装置41(例如，CPU)执行。另外，热检测终端31只要能够适当地生成温度图像I2即可，例如，也可以具备照相机。而且，热检测终端31也可以使用由照相机取得的图像数据来生成温度图像I2。另外，热检测终端31也可以具备其他程序(例如，与动作控制相关的程序)。热检测终端31也可以具备存储程序等数据的适当的存储装置42(例如ROM)。另外，热检测终端31也可以具备在数据处理时暂时存储数据的RAM。

PC51可以是一般的计算机，具备处理器52和存储装置53。处理器52只要是执行预定处理的主体即可，作为一例可以是CPU，但也可以是其他的半导体器件(例如，GPU)。存储装置53能够存储用于处理的数据，能够设为ROM等适当的装置。另外，PC51也可以具备在数据处理时暂时存储数据的RAM。在本实施方式中，处理器51通过执行物体检测程序61来进行被拍摄物是否是物体的判定。

接着，对物体检测程序61的处理进行说明。图4是用于说明物体检测程序的处理的一例的流程图。在本实施方式中，物体检测程序61的处理主体是PC51的处理器52。

在执行物体检测程序61时，首先，从三维距离测定装置11和热检测终端31取得成为位置信息的距离数据和成为温度信息的温度数据，进行使距离数据与温度数据协作的处理(S101)。在步骤101中，作为一个例子，也可以取得包含距离值而成为位置信息的距离图像I1和包含温度值而成为温度信息的温度图像I2，进行使这些数据协作的处理，生成使距离图像I1与温度图像I2协作的协作图像I3。

作为一例，可以生成图5所示那样的三维图像的协作图像I3。在该协作图像I3中，与三维图像的距离图像I1同样地用点群表示被拍摄物，由此表示被拍摄物的形状。另外，协作图像I3包含基于所取得的温度图像I2的被拍摄物的温度信息。对作为协作图像I3而生成三维图像的例子进行了说明，但在步骤101中，也可以生成二维图像的协作图像I3。在二维图像的协作图像I3中，通过表示被拍摄物的像素来表示被拍摄物的形状，该协作图像I3包含基于所取得的温度图像I2的被拍摄物的温度信息。

接着，进行基于距离数据的物体检测(S102)。在此，参照图6详细说明步骤102的物体检测的一例。图6用于说明基于距离数据的物体检测的一例。

如图6所示，在使用三维图像的情况下，将在三维图像中输出了距离值的点群的部分作为体素群来处理，将纵向排列了2个以上体素的部分检测为物体。在此，作为一例，以相对于被拍摄物的大小成为20×20×20cm的方式设定1个体素的大小，但体素的大小例如也可以考虑作为对象的被拍摄物的一般的大小等来适当地变更。

另外，也可以基于纵向排列了2个以上体素的部分的移动距离、移动速度，将该部分检测为物体。另外，体素也可以形成为包含预定数量以上的点群。在此，可以根据距离值来确定体素所包含的点群的数量。

对基于三维图像的物体检测进行了说明，但也可以进行基于二维图像的物体检测。在使用二维图像的情况下，作为一个例子，可以将输出了距离值的像素的集合部分中的预定尺寸以上(或者比预定尺寸大)的集合部分检测为物体。

在步骤102中，在检测到物体的情况下，进行步骤103的处理。另一方面，在步骤102中没有检测到物体的情况下，不判定为被拍摄物是物体(S106)。

接着，进行基于温度数据的温度检测，检测物体(S103)。即，在步骤103中，判定在步骤102中检测到物体的部分的温度是否在预定范围内。

然后，在对于在步骤102中检测到物体的部分检测到预定范围的温度时，检测到物体，判定为该部分(即，检测出的被拍摄物)是物体(S105)。另一方面，在未检测到预定范围的温度时，不判定为该部分是物体(S106)。既可以判定在步骤102中检测到物体的部分的整体的温度是否在预定范围内，也可以判定其一部分的温度是否在预定范围内。

另外，温度传感器32测定的温度取决于到被拍摄物的距离。即，如图7所示，到对象(在图7中为黑体)的距离值越短，温度传感器将被拍摄物的温度测定得比实际温度越高。因此，可以根据距离值对在步骤103中热检测终端31测定的温度进行修正(S104)。然后，在步骤104中，可以基于根据距离值修正后的温度值是否在预定范围内，进行物体的检测，并进行物体的判定。例如，能够在PC51的存储装置53中预先准备用于修正的数据(如图7所示，例如，将距离值与温度值关联起来的数据)。

在上述步骤102中，也可以基于在步骤101中取得的协作图像I3来进行处理。即，可以将在协作图像I3中输出了距离值的部分作为对象来处理。另一方面，也可以不是协作图像I3，而是将从三维距离测定装置11取得的距离图像I1中输出了距离值的部分作为对象进行处理。

另外，在上述步骤103中，可以基于在步骤101中取得的协作图像I3进行处理。即，在步骤103中，可以从协作图像I3取得在步骤102中检测到物体的部分的温度，判定温度值是否在预定范围内。另一方面，也可以不是协作图像I3，而是从热检测终端31所取得的温度图像I2中取得在步骤102中检测到物体的部分的温度，判定温度值是否在预定范围内。另外，同样也可以取得在步骤104中进行修正的温度。

在与步骤102～步骤104有关的处理中不使用协作图像I3的情况下(即，根据距离图像I1的具有距离值的像素或点群，检测被判定为是物体的被拍摄物，判定温度值是否处于预定温度范围的情况下)，可以省略在步骤101中生成协作图像I3的处理。

根据物体检测程序61的处理，通过物体检测处理来检测物体，判定是否具有预定范围的温度值，由此能够良好地判定被拍摄物是否是物体。

接着，参照图8对使用距离测定系统1的一例进行说明。在该例子中，三维距离测定装置11设置于室内的天花板C，进行对象区域的测定。另外，热检测终端31设置于三维距离测定装置11的下方(例如，固定在三维距离测定装置11的下方)，在与三维距离测定装置11相同的视点进行对象区域的测定。PC51只要能够从三维距离测定装置11以及热检测终端31取得数据即可，作为一例，可以配置在相同的室内，通过有线通信取得数据。另一方面，PC51也可以配置在外部的远程地点等，通过无线通信取得数据。

三维距离测定装置11照射照射光，并接收来自被拍摄物的反射光，由此能够测定到被拍摄物的距离，生成距离图像I1。在此，在被拍摄物位于反射率高的物体(例如，镜子、玻璃、透明的隔板等，有时称为反射体R)旁边时，有时用于测定的光会被反射体R反射。并且，三维距离测定装置11由于接收反射体R反射的光，三维距离测定装置11有时误检测在反射体R反射而拍入的被拍摄物的假物体。由此，三维距离测定装置11有时输出包含被拍摄物的假物体的距离数据。即，三维距离测定装置11有时计算与被拍摄物的假物体有关的距离值，生成包含被拍摄物的假物体的距离图像I1。因此，在这样的环境中仅通过三维距离测定装置11单纯地进行测定，无法确保良好的物体检测精度。

因此，在本实施方式的距离测定系统1中，从热检测终端31取得与距离图像I1对应的温度图像I2，基于图像中的同一位置的距离值和温度值来判定物体。由此，能够抑制物体的误检测而确保良好的物体检测精度。

在该例子中，由于作为被拍摄物将人体作为对象，所以能够基于测定的温度值是否处于与人体对应的温度范围(例如，35℃～40℃)来判定是否为物体。即，在将被拍摄物判定为人体(人)的情况下，能够在相当于人的体温的范围内设定温度范围。但是，作为被拍摄物也可以将人体以外作为对象。可以适当地设定与被拍摄物对应的温度范围，并基于该温度范围进行判定。

仅将被判定为物体的被拍摄物作为数据处理的对象，不将未被判定为物体的被拍摄物作为数据处理的对象，由此能够使移动路线跟踪和人数计数的精度良好。在此，作为一例，能够使用适当的应用来执行移动路线跟踪和人数计数。作为一例，PC51的处理器52可以进行使物体检测程序61与应用相协作的处理，由此来进行与移动路线跟踪、人数计数相关的处理。

如上所述，本发明并不限于上述实施方式，包括各种变形例。例如，上述实施方式是为了更好地理解本发明而详细说明的实施方式，并不限于必须具备说明的全部结构。另外，根据本实施方式，提供一种距离测定方法，使用了处理器52、测定距离来生成距离图像I1的距离测定装置(三维距离测定装置11)、测定温度来生成温度图像I2的热检测装置(热检测终端31)，处理器52使在同一视点取得的所述距离图像I1和所述温度图像I2协作，基于图像中的同一位置的距离值和温度值，判定被拍摄物为物体。

距离测定系统1可以具备多个三维距离测定装置11以及多个热检测终端31，使用从这些装置取得的数据来进行处理。在此，适当地配置三维距离测定装置11以及热检测终端31，以使三维距离测定装置11和热检测终端31的每个配对在同一视点进行测定。而且，在执行物体检测程序61时，处理器52可以基于从三维距离测定装置11与热检测终端31的各个配对取得的数据，判定被拍摄物是否为物体。

在上述说明中，PC51具备存储装置53。然而，只要处理器52能够进行预定的处理即可，处理器52也可以从外部(例如设置在外部的存储装置)取得数据来进行处理。在该情况下，可以省略PC51的存储装置53。

在以上的说明中，对使用PC51的例子进行了说明。然而，只要能够实现处理器52的预定处理即可，可以代替PC51而使用其他种类的电子计算机等。

附图标记的说明

1距离测定系统

11三维距离测定装置(距离测定装置)12发光部

13受光部

16距离计算部

17距离图像生成部

21处理装置

22存储装置31热检测终端(热检测装置)

32温度传感器

36温度计算部

37温度图像生成部

41处理装置

42存储装置51PC52处理器

53存储装置

61物体检测程序

I1距离图像

I2温度图像。

Claims (16)

1.一种距离测定系统，其特征在于，具备：

处理器；

距离测定装置，其测定距离来生成距离图像；以及

热检测装置，其测定温度来生成温度图像，

所述处理器使在同一视点取得的所述距离图像与所述温度图像协作，基于图像中的同一位置的距离值和温度值来判定被拍摄物是物体。

2.根据权利要求1所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器在所述被拍摄物的判定中，判定温度值是否处于预定的温度范围。

3.根据权利要求2所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据所述距离图像的具有距离值的像素或点群来检测被判定为物体的被拍摄物。

4.根据权利要求2所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器通过使所述距离图像与所述温度图像协作来生成包含所述被拍摄物的形状和温度信息的为三维图像的协作图像。

5.根据权利要求2所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器通过使所述距离图像与所述温度图像协作来生成包含所述被拍摄物的形状和温度信息的为二维图像的协作图像。

6.根据权利要求4所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据所述协作图像中的温度值处于预定温度范围的距离值的点群来检测被判定为物体的所述被拍摄物。

7.根据权利要求5所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据所述协作图像中的温度值处于预定温度范围的距离值的各像素来检测被判定为物体的所述被拍摄物。

8.根据权利要求1所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据距离值修正温度值来进行处理。

9.根据权利要求2所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据距离值修正温度值来进行处理。

10.根据权利要求3所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据距离值修正温度值来进行处理。

11.根据权利要求4所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据距离值修正温度值来进行处理。

12.根据权利要求5所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据距离值修正温度值来进行处理。

13.根据权利要求6所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据距离值修正温度值来进行处理。

14.根据权利要求7所述的距离测定系统，其特征在于，

所述处理器根据距离值修正温度值来进行处理。

15.根据权利要求1所述的距离测定系统，其特征在于，

所述热检测装置被设置在所述距离测定装置的下部。

16.根据权利要求2所述的距离测定系统，其特征在于，

在相当于人的体温的范围内设定将被拍摄物判定为人时的温度范围。

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