JP2002277239A - 距離測定装置 - Google Patents

距離測定装置

Info

Publication number
JP2002277239A
JP2002277239A JP2001079367A JP2001079367A JP2002277239A JP 2002277239 A JP2002277239 A JP 2002277239A JP 2001079367 A JP2001079367 A JP 2001079367A JP 2001079367 A JP2001079367 A JP 2001079367A JP 2002277239 A JP2002277239 A JP 2002277239A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance image
distance
unit
unit area
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001079367A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4644958B2 (ja
Inventor
Yuji Takada
裕司 高田
Satoshi Furukawa
聡 古川
Atsuyuki Hirono
淳之 広野
Motoo Igari
素生 井狩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2001079367A priority Critical patent/JP4644958B2/ja
Priority to EP02251893.0A priority patent/EP1243944B1/en
Priority to EP08009991.4A priority patent/EP1998187B1/en
Priority to US10/098,566 priority patent/US6639656B2/en
Publication of JP2002277239A publication Critical patent/JP2002277239A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4644958B2 publication Critical patent/JP4644958B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483Details of pulse systems
    • G01S7/486Receivers
    • G01S7/487Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection
    • G01S7/4876Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection by removing unwanted signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/04Systems determining the presence of a target

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】距離画像に含まれるノイズ成分を除去する。 【解決手段】距離測定装置Aは、同期用クロック信号発
生部1、変調光発光部2、受光部3並びに復調処理部4
を備え、測定対象物を含む被写体の距離画像を取得す
る。復調処理部4では信号レベルLV(Sk)の変動が
閾値SHを超えればノイズ成分とみなして棄却する。そ
の結果、棄却されずに残った単位領域Skにて測定対象
物TGのみを示す距離画像が得られることになり、測定
対象物TGとの間の距離やその外形がノイズの影響を受
けずに精度良く測定可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人体などの測定対
象物との間の距離を、その形状まで含めて測定可能な距
離測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図18は従来の距離測定装置A’のブロ
ック図を示している。この従来装置A’は、受発光の同
期用クロック信号CKを発生する同期用クロック信号発
生部1と、所定周波数で輝度変調した変調光Ptを同期
用クロック信号CKに同期させて周囲に投光する変調光
発光部2と、人体などの測定対象物TGで反射した光を
受光し、受光した反射光を受光信号に変換して出力する
受光部3と、受光信号のうちで同期用クロック信号CK
に同期する信号成分、すなわち変調光Ptのうちで測定
対象物TGなどに反射して戻る変調光Pt’の信号成分
を復調処理することで測定対象物TGを含めた被写体と
の間の距離情報を示す画像(距離画像)を求める復調処
理部4’とを備えている。
【0003】受光部3は、光電変換機能を有する多数の
画素部がマトリクス状に配設されてなる二次元の受光素
子を有し、受光した光の強度に応じた信号電荷を各画素
部から読み出し、読み出した信号電荷を信号処理するこ
とで受光信号を得ている。
【0004】復調処理部4’は、例えばマイクロコンピ
ュータ並びにメモリ等で構成され、予め与えられるプロ
グラムを実行することによって上記復調処理を行い、受
光部3で受光した受光信号から変調光Ptの反射光(変
調光Pt’)に相当する信号成分を抽出して変調光Pt
と反射光(変調光Pt’)の時間差(位相差)に基づい
て被写体との間の距離を信号レベルによって表した距離
画像を求めている。そして、復調処理部4’において求
めた距離画像から測定対象物TGとの間の距離並びにそ
の外形(二次元形状)が測定可能である。なお、復調処
理部4’で取得された距離画像は表示装置Bに出力され
て表示される。
【0005】このような従来装置A’は、例えばレンズ
等の光学系を用いて受光部3の受光素子に光を集光する
ように構成され、監視エリア内の侵入者(測定対象物T
G)を監視する監視装置等に利用されている。
【0006】図19は復調処理部4’で取得された距離
画像の水平方向1ライン分を示しており、距離が近いほ
ど信号レベルが高くなっている。なお、同図は受光素子
の中央に外形が略球面の測定対象物TGが存在している
状態を表している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、受光部3で
は変調光Ptの反射光以外にも自然光や反射外乱光Pn
を受光しており(図18参照)、これらの中に含まれて
いる変調光Ptと同等の成分がノイズ成分となって距離
画像に重畳してしまう。例えば、図19に示すように測
定対象物TGの外形を示す半円形の波形の左右にノイズ
成分(微少時間にレベルが大きく変動する波形)が重畳
することになる。あるいは、受光部3に入射する光量が
不足した場合も受光素子の出力レベルが低下してしまう
ため、結果的に距離画像にノイズ成分が重畳することに
なる。なお、同図では省略しているが、測定対象物TG
の波形にもノイズ成分が重畳する場合もある。
【0008】而して、ノイズ成分が重畳した距離画像を
表示装置Bで表示した場合には非常に見づらい画像とな
り、しかも、後段の様々なデータ処理の妨げとなる虞が
あった。また、このようなノイズ成分は受光部3で受光
する光量が少ない場合や光量のばらつきが大きい場合に
増大することになる。
【0009】本発明は上記事情に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、距離画像に含まれるノ
イズ成分が除去可能な距離測定装置を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、被写体との間の距離情報を示す
距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距
離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被
写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体
との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得
する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単
位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベ
ル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離
画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記
閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離
画像処理手段とを備えたことを特徴とし、各単位領域内
における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場
合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄
却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除
去できる。その結果、レベル変動が前記閾値を超えない
単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどな
く、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響
を受けずに精度良く測定できる。
【0011】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、距離画像処理手段は、棄却した単位領域の距離画像
を、当該棄却された単位領域に近接し且つレベル変動が
前記閾値を超えない他の単位領域の距離画像を用いて補
間することを特徴とし、ノイズ成分とみなされた単位領
域を棄却したままとする場合には得られない測定対象物
の背景についての距離情報が得られる。
【0012】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、距離画像処理手段は、レベル変動が前記閾値を超え
ない他の複数の単位領域のレベルの平均値を算出し、当
該平均値で棄却した単位領域を補間することを特徴と
し、補間処理が簡素化できる。
【0013】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、距離画像処理手段は、レベル変動が前
記閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複
数の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続す
る複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レ
ベルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収ま
るレベルを有する複数の単位領域を選別することを特徴
とし、選別された単位領域には測定対象物の略中心の外
形が部分的に含まれており、測定対象物を部分的に検出
すればよい場合には処理に要する時間が短縮できる。
【0014】請求項5の発明は、上記目的を達成するた
めに、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得
し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外
形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した
光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に
応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取
得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切
り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定
の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ
成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えな
い単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段
とを備え、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみなした
単位領域を棄却したままとする第1の処理、棄却した単
位領域の距離画像を当該棄却された単位領域に近接し且
つレベル変動が前記閾値を超えない他の単位領域の距離
画像を用いて補間する第2の処理、棄却した単位領域に
近接し且つレベル変動が前記閾値を超えない他の複数の
単位領域のレベルの平均値を算出して当該平均値で棄却
した単位領域を補間する第3の処理、レベル変動が前記
閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複数
の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続する
複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レベ
ルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収まる
レベルを有する複数の単位領域を選別する第4の処理が
実行可能であって、外部から与えられる指令に基づい
て、隣接する複数の単位領域からなる複数のブロック毎
に第1〜第4の処理の何れかを選択して実行することを
特徴とし、各単位領域内における距離画像のレベル変動
が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像を
ノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に
含まれるノイズ成分が除去でき、その結果、レベル変動
が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノ
イズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やそ
の外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定できる。
また、ノイズ成分とみなされた単位領域を棄却したまま
とする場合には得られない測定対象物の背景についての
距離情報を得たければ第2の処理を実行し、補間処理の
簡素化が図りたければ第3の処理を実行し、測定対象物
を部分的に検出すればよい場合に処理に要する時間を短
縮したければ第4の処理を実行するというように、目的
や用途などの条件に応じて適切な測定が可能となって使
い勝手が向上する。
【0015】請求項6の発明は、請求項1〜5の何れか
の発明において、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみ
なした単位領域を棄却した後の距離画像の各単位領域に
対して単位領域の連続方向に微分処理を行うことで測定
対象物以外の背景に相当する距離画像を取り除くことを
特徴とし、測定対象物と背景との境界を明確にすること
ができる。
【0016】請求項7の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、距離画像取得手段は、受光素子が具備
する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の
基準領域を設定し、各基準領域における受光量が所定の
基準値を下回る場合には当該基準領域に対応する距離画
像の取得処理を行わないことを特徴とし、受光量が不足
する場合には距離画像の取得処理を行わずに済み、処理
に要する時間を短縮することができる。
【0017】請求項8の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、距離画像取得手段は、受光素子が具備
する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の
基準領域を設定し、連続する複数の基準領域における受
光量の平均値が所定の基準値を下回る場合には当該複数
の基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わないこ
とを特徴とし、受光量が不足する場合には距離画像の取
得処理を行わずに済み、処理に要する時間を短縮するこ
とができるとともに、基準領域毎の受光量の変動が激し
い場合に変動の激しい領域についてはまとめて距離画像
の取得処理対象から外すことができて距離測定の精度が
向上する。
【0018】請求項9の発明は、請求項7又は8の発明
において、距離画像取得手段は、受光量又はその平均値
が所定の基準値を下回らない基準領域に対して、隣接す
る基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超える
基準領域については距離画像の取得処理を行わないこと
を特徴とし、受光量が充分であっても受光量が大きく変
動する場合には距離測定の信頼性が低下することになる
が、隣接する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾
値を超える基準領域については距離画像の取得処理を行
わないことで距離測定の信頼性が向上する。
【0019】請求項10の発明は、上記目的を達成する
ために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得
し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外
形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した
光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に
応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取
得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値
を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみな
した前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手
段とを備えたことを特徴とし、取得した距離画像のレベ
ル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみな
し、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設
定することで距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき
る。その結果、均一なレベルに設定されていない範囲に
はノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離
やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定でき
る。
【0020】請求項11の発明は、請求項10の発明に
おいて、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が
閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報
と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が近接側
に突出する凸形状である場合にはノイズ成分とみなした
前記範囲を測定対象物よりも充分に遠方となるレベルに
設定することを特徴とし、測定対象物の外形を明確にす
ることができる。
【0021】請求項12の発明は、請求項10の発明に
おいて、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が
閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報
と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が遠方側
に突出する凹形状である場合にはノイズ成分とみなした
前記範囲を測定対象物よりも充分に近接側となるレベル
に設定することを特徴とし、測定対象物の外形を明確に
することができる。
【0022】請求項13の発明は、請求項10の発明に
おいて、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が
閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報
と判断し、当該測定対象物の端部に対して遠方と近接側
の両方に突出する凹凸形状である場合にはノイズ成分と
みなした前記範囲を測定対象物の凹部と凸部の略中間と
なるレベルに設定することを特徴とし、測定対象物の外
形を明確にすることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】(実施形態1)図1は本実施形態
のブロック図を示している。本実施形態は、従来例と同
様に同期用クロック信号発生部1、変調光発光部2、受
光部3並びに復調処理部4を備えており、同期用クロッ
ク信号発生部1、変調光発光部2、受光部3及び復調処
理部4によって測定対象物を含む被写体の距離画像を取
得する距離画像取得手段が構成され、復調処理部4にて
距離画像からノイズ成分を除去する距離画像処理手段が
構成されている。而して、同期用クロック信号発生部
1、変調光発光部2、受光部3及び復調処理部4による
距離画像の取得手順は従来例と共通であるから説明を省
略し、復調処理部4によって距離画像に含まれるノイズ
成分を除去する処理についてのみ説明する。なお、本実
施形態は監視エリア内の侵入者を監視する監視装置に用
いるものであり、測定対象物TGが一人の侵入者(人
体)に特定されるものとする。
【0024】図2は復調処理部4によるノイズ除去処理
を説明するためのフローチャートであり、図3は距離画
像の水平方向の信号レベルLV(Sk)の波形図であっ
て受光素子の中央に外形が略球面の測定対象物TGが存
在し且つ測定対象物TGの外形を示す半円形の波形の左
右にノイズ成分が重畳している状態を示している。ま
ず、復調処理部4では取得した距離画像をマトリクス状
に分割した複数の単位領域Sk(0≦k≦u)を定義
し、各単位領域Sk内における距離画像の信号レベルL
V(Sk)をメモリに格納する(ステップ1)。なお、
本実施形態では受光部3が具備する受光素子の隣接する
複数の画素部(例えば2×2の合計4個)に対応する領
域を単位領域Skとして定義しているが、これに限定さ
れるものではない。
【0025】次に復調処理部4では、各単位領域Sk内
における信号レベルの変動が所定の閾値SHを超えるか
否かを判断する(ステップ2)。例えば、図3における
区間δに対応する単位領域Sk内の信号レベルLV(S
k)を例にとると、この単位領域Skではノイズ成分が
重畳しているために、図4に示すように波形が大きく歪
んでいる。復調処理部4は、この単位領域Skの両端の
信号レベルLV(Sk)1,LV(Sk)3と変極点に相
当する信号レベルLV(Sk)2との差分LV(Sk)1
−LV(Sk)2,LV(Sk)2−LV(Sk)3)を
所定の閾値SHと比較し、少なくとも何れか一方の差分
が閾値SHを超えている場合、すなわち図4に示すよう
な場合には、その単位領域Skの距離画像(信号レベル
LV(Sk)1〜LV(Sk)3)をノイズ成分とみなし
て棄却(メモリから消去)する(ステップ3)。また、
少なくとも一方の差分が閾値SHを超えない場合には、
その単位領域Skの距離画像がノイズ成分ではないとみ
なしてメモリにそのまま保存しておく(ステップ4)。
そして、全ての単位領域Skについて上記ステップ2〜
ステップ4の処理を実行したか否かを判断し、全ての単
位領域Skについて処理が実行されていなければステッ
プ2に戻る(ステップ5)。而して、全ての単位領域S
kについて上記ステップ2〜ステップ4の処理を実行す
ればノイズ成分を除去することができ、ノイズ成分を除
いた測定対象物TGのみの距離画像が得られる。なお、
ノイズ成分とみなされて棄却された単位領域Skについ
ては信号レベルLV(Sk)をゼロ(無限遠)としてい
る(図3の点線部分)。
【0026】すなわち、本実施形態では測定対象物TG
が一つであり且つそれが人体であると特定されているた
め、信号レベルLV(Sk)の変動が閾値SHを超えな
ければ、その単位領域Skが人体のように滑らかな外形
を有する測定対象物TGを示すものと一義的に定めるこ
とができる。よって、信号レベルLV(Sk)の変動が
閾値SHを超えればノイズ成分とみなして棄却すること
により、棄却されずに残った単位領域Skにて測定対象
物TGのみを示す距離画像が得られることになり、測定
対象物TGとの間の距離やその外形がノイズの影響を受
けずに精度良く測定可能となる。なお、本実施形態では
測定対象物TGの外形が近接側に凸の半円形の場合を例
示したが、遠方側に凸の半円形や半円形以外の外形が滑
らかな任意の形状であっても同様にノイズ成分が除去で
きるものである。
【0027】ところで、本実施形態では受光部3に二次
元の受光素子を具備しているが、受光部3の構成はこれ
に限定されるものではなく、例えば、一次元の受光素子
を用いて変調光を走査する構成としてもよい。
【0028】(実施形態2)本実施形態は、棄却した単
位領域Skの距離画像を当該棄却された単位領域Skに
近接し且つ信号レベルLV(Sk)の変動が閾値SHを
超えない他の単位領域Skの距離画像を用いて補間する
処理を復調処理部4にて実行する点に特徴がある。な
お、本実施形態の構成は実施形態1と同一であるから図
示並びに説明は省略する。
【0029】以下、図5のフローチャートを参照して本
実施形態における復調処理部4のノイズ除去処理及び補
間処理について説明する。ステップ1〜ステップ5のノ
イズ除去処理は実施形態1と共通であり、本実施形態の
復調処理部4では、ノイズ成分を除いた測定対象物TG
のみの距離画像に対してノイズ成分とみなして棄却され
た単位領域Skの距離画像を補間する補間処理(ステッ
プ6)を実行する。
【0030】例えば、図6に示すように4つの連続する
区間δ1〜δ4に対応する各単位領域Sk-1,Sk,Sk
+1,Sk+2内の信号レベルLV(Sk)を閾値SHと比
較した結果、2つの単位領域Sk-1,Sk+1の距離画像を
ノイズ成分とみなして棄却し、残り2つの単位領域S
k,Sk+2の距離画像をノイズ成分とみなさずに残した
とする。このような場合、復調処理部4では距離画像が
棄却された2つの単位領域Sk-1,Sk+1に対して、その
両端の信号レベルLV(Sk-1)1とLV(Sk-1)3、L
V(Sk+1)1とLV(Sk+1)3、すなわちノイズ成分と
みなされずに残された2つの単位領域Sk,Sk+2の両
端の信号レベルLV(Sk-2)2とLV(Sk)1),L
V(Sk)2とLV(Sk+2)1を結ぶ直線で補間し、信
号レベルLV(Sk-1)1,LV(Sk-1)3(LV(S
k)1),LV(Sk)2(LV(Sk+1)1),LV(S
k+1)3(LV(Sk+2)1),LV(Sk+2)2,LV(S
k+2)3を結ぶ波形を単位領域Sk-1,Sk,Sk+1,Sk+
2の距離画像としてメモリに記憶する。
【0031】而して、距離画像が棄却された全ての単位
領域Skについて上記補間処理を実行すれば、図7に示
すように測定対象物TGの外形を示す半円形の波形と、
ノイズ成分が除去された背景を示す波形とからなる距離
画像が得られる。その結果、実施形態1のようにノイズ
成分とみなされた単位領域Skを棄却したままとする場
合には測定対象物TGの背景についての距離情報が得ら
れないが、本実施形態では背景の距離情報についての一
部の情報が残せるものである。
【0032】(実施形態3)本実施形態は、実施形態2
と同様に棄却した単位領域Skの距離画像を補間する処
理を復調処理部4にて実行するものであって、その補間
処理として、信号レベルLV(Sk)の変動が閾値SH
を超えない複数の単位領域Skの信号レベルLV(S
k)の平均値を算出し、この平均値で棄却した単位領域
Skを補間する点に特徴がある。なお、本実施形態の構
成も実施形態1と同一であるから図示並びに説明は省略
する。
【0033】以下、本実施形態における復調処理部4の
補間処理について説明する。但し、距離画像からノイズ
を除去するノイズ除去処理(図5のステップ1〜ステッ
プ5の処理)は実施形態1,2と共通であり、本実施形
態の復調処理部4では、ノイズ成分を除いた測定対象物
TGのみの距離画像に対して、ノイズ成分とみなして棄
却された単位領域Skの補間処理を実行する。
【0034】例えば実施形態2で例示した場合と同様
に、図8に示すように4つの連続する区間δ1〜δ4に
対応する各単位領域Sk-1,Sk,Sk+1,Sk+2内の信
号レベルLV(Sk)を閾値SHと比較した結果、2つ
の単位領域Sk-1,Sk+1の距離画像をノイズ成分とみな
して棄却し、残り2つの単位領域Sk,Sk+2の距離画
像をノイズ成分とみなさずに残したとする。このような
場合、復調処理部4ではノイズ成分とみなされずに残さ
れた2つの単位領域Sk,Sk+2の信号レベルLV(S
k)1),LV(Sk)3,LV(Sk+2)1〜LV(Sk+
2)3の平均値(算術平均値)Aveを求め、距離画像が
棄却された単位領域Sk+1及びその両隣の2つの単位領
域Sk,Sk+2の信号レベルLV(Sk),LV(Sk+
1),LV(Sk+2)を平均値Aveに置き換え、平均値
Aveに置き換えられたこれらの信号レベルLV(S
k),LV(Sk+1),LV(Sk+2)を結ぶ波形を単位
領域Sk,Sk+1,Sk+2の距離画像としてメモリに記憶
する。
【0035】而して、距離画像が棄却された全ての単位
領域Skについて上記補間処理を実行すれば、実施形態
2と同様に、図9に示すように測定対象物TGの外形を
示す半円形の波形と、ノイズ成分が除去された背景を示
す波形とからなる距離画像が得られる。しかも、本実施
形態ではノイズ成分でない信号レベルLV(Sk)を平
均値Aveで補間しているため、実施形態2に比較して
背景部分の情報量が低下するものの、全体的に平均化さ
れた距離画像が得られるとともに補間処理が簡素化でき
るという利点がある。
【0036】(実施形態4)本実施形態は、信号レベル
の変動が閾値SHを超えない単位領域Skが連続する場
合に連続する複数の単位領域Skの中間の単位領域を中
心領域とし、連続する複数の単位領域Skの内で中心領
域の信号レベルとこの信号レベルから所定量を加算又は
減算した信号レベルとの間に収まる信号レベルを有する
複数の単位領域Skを選別する処理を復調処理部4にて
実行する点に特徴がある。なお、本実施形態の構成は実
施形態1と同一であるから図示並びに説明は省略する。
【0037】以下、本実施形態における復調処理部4の
選別処理について説明する。但し、距離画像からノイズ
を除去するノイズ除去処理は実施形態1と共通であり、
本実施形態の復調処理部4では、ノイズ成分を除去する
過程で測定対象物TGのみの距離画像に対して以下のよ
うな選別処理を実行する。
【0038】例えば、図10に示すように測定対象物T
Gの外形を示す半円形の波形と、この半円形の波形の左
右にノイズ成分が重畳している状態の距離画像を例にと
って説明する。復調処理部4では、図10に示した半円
形の部分のように信号レベルLV(Sk)の変動が閾値
SHを超えない多数の単位領域Skが連続して存在して
いる場合、その連続する単位領域Skの両端の単位領域
Sk-m,Sk+mの中間の単位領域Skを中心領域CTと定
め、この中心領域CTの信号レベルLV(Sk)から所
定量Xを減算(又は加算)した信号レベルLV(S
k)’を求める。そして、復調処理部4では連続した複
数の単位領域Sk-m,Sk+mの中から、中心領域CTの信
号レベルLV(Sk)と所定量が減算された信号レベル
LV(Sk)’との間に信号レベルが収まる単位領域S
k-n〜Sk+n(但し、n≦m)を選別し、選別した単位領
域Sk-n〜Sk+nを別途メモリに格納する。
【0039】而して、上述のようにして選別された単位
領域Sk-n〜Sk+nには測定対象物TGの略中心の外形が
部分的に含まれており、監視装置に利用する場合のよう
に、測定対象物TGを部分的に検出すればよい場合には
処理に要する時間が短縮できるという利点がある。
【0040】(実施形態5)本実施形態は、外部から与
えられる指令に基づいて、復調処理部4が隣接する複数
の単位領域からなる複数のブロック毎に第1〜第4の処
理(後述する)の何れかを選択して実行する点に特徴が
ある。なお、本実施形態の構成は実施形態1と同一であ
るから図示並びに説明は省略する。
【0041】本実施形態における復調処理部4は、実施
形態1で説明したノイズ除去処理(第1の処理)と、実
施形態2で説明したノイズ除去処理及び補間処理(第2
の処理)と、実施形態3で説明したノイズ除去処理及び
補間処理(第3の処理)と、実施形態4で説明したノイ
ズ除去処理及び選別処理(第4の処理)とが選択的に実
行可能である。また、復調処理部4に対しては、複数の
単位領域を1つのブロックとして区分するブロック化信
号と、ブロック化信号によって区分された各ブロック毎
に第1〜第4の処理の何れかを選択する選択信号とが距
離測定装置Aの外部から与えられる。なお、ブロック化
信号は、第1〜第4の処理が実行される前に表示装置B
で表示された距離画像に対して、例えばオペレータがマ
ウス等の入力手段を用いて所望の範囲を指定することで
作成され、選択信号は、例えばオペレータがキーボード
やマウス等の入力手段を用いて第1〜第4の処理の何れ
かを指定することで作成される。
【0042】以下、図11のフローチャートを参照して
本実施形態における復調処理部4の処理動作を説明す
る。但し、第1〜第4の処理については既に実施形態1
〜4で説明しているので省略する。
【0043】まず、復調処理部4では外部から与えられ
るブロック化信号及び選択信号を取り込み、選択信号に
より第1〜第4の処理の何れが選択されているかを判断
して、ブロック化信号によって区分されたブロックに含
まれる複数の単位領域に対して選択された処理を実行す
る。そして、全ての単位領域について何れかの処理が実
行されるまで上記ステップを繰り返し、全ての単位領域
が何れかのブロックとして処理が実行されれば処理を終
了する。
【0044】例えば、ノイズ成分が多く且つ測定対象物
を除く背景の距離情報が特に必要でないようなブロック
に対しては第1の処理を実行して背景ごとノイズ成分を
除去すればよい。また、背景の距離情報が必要となるブ
ロックに対しては第2の処理を実行して背景の距離情報
をある程度残すようにすればよい。あるいは、背景の距
離情報を残しつつ処理時間を短縮したければ第3の処理
を実行すればよいし、人体のような測定対象物を部分的
に捉えるだけでよければ第4の処理を実行すればよい。
したがって本実施形態では、目的や用途などの条件に応
じて適切な測定が可能となって使い勝手が向上するもの
である。
【0045】ところで、実施形態1〜5において、ノイ
ズ成分とみなした単位領域を棄却した後の距離画像の各
単位領域に対して単位領域の連続方向に微分処理を行う
とともに測定対象物以外の背景に相当する距離画像を取
り除く処理を復調処理部4にて実行してもよい。すなわ
ち、復調処理部4にてこのような処理を実行すれば、測
定対象物と背景との境界を明確にすることができる。
【0046】(実施形態6)本実施形態は、受光部3で
受光する光量が不足する場合には復調処理部4による距
離画像取得処理を行わないようにしている点に特徴があ
る。なお、本実施形態の構成は実施形態1と同一である
から図示並びに説明は省略する。
【0047】本実施形態における復調処理部4では、受
光部3が具備する受光素子の画素部を所定数ずつに区切
ってなる複数の基準領域を設定し、各基準領域における
受光量(受光部3から出力される受光信号のレベル)が
所定の基準値を下回る場合には当該基準領域に対応する
距離画像の取得処理を行わない。例えば、各基準領域η
1,η2,…における受光量P1,P2,…が図12に
示すように分布している場合を例示して説明すると、復
調処理部4は各受光量P1,…を所定の基準値αと比較
し、受光量P2,P5が基準値αを下回る基準領域η
2,η5については距離画像取得処理を行わず、受光量
P1,P3,P4,…が基準値αを下回らない基準領域
η1,η3,η4,…についてのみ距離画像取得処理を
行う。そして、距離画像を取得した後は復調処理部4に
て実施形態1〜5で説明した何れかの処理(ノイズ除去
処理、補間処理、選別処理)を実行する。但し、基準値
αの値は測定環境や測定対象物等に応じて適宜設定すれ
ばよい。
【0048】而して、受光部3で受光する光量が不足し
ていれば測定対象物TGとの間の距離情報が正確には得
られないことから、本実施形態では受光部3で受光する
光量が不足する場合には復調処理部4による距離画像取
得処理を行わないようにすることで距離画像取得処理に
要する時間を短縮することができるものである。
【0049】(実施形態7)本実施形態は、実施形態6
と同様に受光部3で受光する光量が不足する場合には復
調処理部4による距離画像取得処理を行わないものであ
って、連続する複数の基準領域における受光量の平均値
が所定の基準値を下回る場合に光量が不足していると判
断し、当該機純量域に対しては復調処理部4による距離
画像取得処理を行わない点に特徴がある。なお、本実施
形態の構成も実施形態1と同一であるから図示並びに説
明は省略する。
【0050】復調処理部4では、例えば図13に示すよ
うに基準領域η1〜η3を区間K1、基準領域η3〜η
6を区間K2、基準領域η6,η7を区間K3とし、各
区間K1,K2,K3における受光量P1,P2,…の
算術平均を、区間K1の平均値MN1=(P1+P2+
P3)/3、区間K2の平均値MN2=(P3+P4+
P5+P6)/4、区間K3の平均値MN3=(P6+
P7)/2のようにして求める。一方、復調処理部4に
は区間K1〜K3に含まれる基準領域η1,…の個数に
応じた基準値、すなわち3個用の基準値α1、4個用の
基準値α2、2個用の基準値α3が予め設定されてお
り、区間K1の平均値MN1と基準値α1、区間K2の
平均値MN2と基準値α2、区間K3の平均値MN3と
基準値α3をそれぞれ比較し、基準値α1〜α3を下回
る区間K1,…に含まれる基準領域η1,…については
距離画像取得処理を行わず、基準値α1〜α3を下回ら
ない区間K1,…に含まれる基準領域η1,…について
のみ距離画像取得処理を行う。そして、距離画像を取得
した後は復調処理部4にて実施形態1〜5で説明した何
れかの処理(ノイズ除去処理、補間処理、選別処理)を
実行する。但し、基準値α1〜α3の値は測定環境や測
定対象物等に応じて適宜設定すればよい。
【0051】このような処理を復調処理部4にて行え
ば、個々の基準領域η1,…について基準値αとの比較
を行う実施形態6に比較して距離画像取得処理に要する
時間をさらに短縮することができる。しかも、基準領域
η1,…毎の受光量の変動が激しい場合に変動の激しい
領域についてはまとめて距離画像の取得処理対象から外
すことができるため、距離測定の精度が向上するという
利点がある。
【0052】(実施形態8)ところで、実施形態6又は
実施形態7で説明した処理を行うことで充分な受光量の
距離画像が得られるが、受光量が充分であっても受光量
が大きく変動する場合、例えば受光部3による受光範囲
内に光源が存在するような場合、やはり距離測定の信頼
性が低下することになる。
【0053】そこて、本実施形態では、受光量又はその
平均値が所定の基準値を下回らない基準領域に対して、
隣接する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を
超える基準領域については復調処理部4による距離画像
取得処理を行わないようにしている。
【0054】例えば、図14に示すように基準領域η1
〜η7の受光量P1〜P7が閾値αを超えている場合、
復調処理部4では隣接する基準領域η1とη2,η2と
η3,…の受光量の変動値(差分)P1−P2,P2−
P3,…を求め、変動値が所定の閾値βを超える受光量
P3〜P7については距離画像取得処理を行わないもの
である。
【0055】而して、隣接する基準領域間での受光量の
変動値が閾値βを超える基準領域については復調処理部
4による距離画像の取得処理を行わないようにしている
ため、距離測定の信頼性を向上することが可能となる。
但し、閾値βの値は測定環境や測定対象物等に応じて適
宜設定すればよい。
【0056】(実施形態9)本実施形態は、取得した距
離画像の信号レベルの変動が所定の閾値を超える範囲を
ノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした範囲を均一
な信号レベルに設定する処理を復調処理部4にて実行す
る点に特徴がある。
【0057】ここで、実施形態1で例示した図3の波形
図、すなわち、受光素子の中央に外形が略球面の測定対
象物TGが存在し且つ測定対象物TGの外形を示す半円
形の波形の左右にノイズ成分が重畳している状態を示す
距離画像の水平方向の信号レベルの波形図を参照して復
調処理部4のノイズ除去処理の動作を説明する。まず、
復調処理部4では、前記範囲として実施形態1で説明し
た単位領域を定義し、各単位領域内における距離画像の
信号レベルをメモリに格納し、各単位領域内における信
号レベルの変動が所定の閾値を超えるか否かを判断す
る。そして、復調処理部4では、各単位領域内における
信号レベルの変動が閾値を超えていればノイズ成分とみ
なし、ノイズ成分とみなした全ての単位領域の信号レベ
ルを別のメモリ(あるいは同じメモリの他の領域)に格
納するとともに元のメモリに格納されていた信号レベル
を所定のデフォルト値に置き換える。
【0058】ここで、本実施形態では実施形態1と同様
に、測定対象物TGが一つであり且つそれが人体である
と特定されているため、信号レベルの変動が閾値を超え
なければ、その単位領域が人体のように滑らかな外形を
有する測定対象物TGを示すものと一義的に定めること
ができる。よって、信号レベルの変動が閾値を超えれば
ノイズ成分とみなして信号レベルをデフォルト値に置き
換えることにより、デフォルト値に置き換えられずに残
った単位領域にて測定対象物TGのみを示す距離画像が
得られることになり、測定対象物TGとの間の距離やそ
の外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定可能とな
る。例えば、図15に示すようにノイズ成分とみなされ
なかった単位領域の信号レベルから得られる測定対象物
TGの外形が上に凸の場合、すなわち測定対象物TGが
その両端に対して中央の距離が短い外形である場合、デ
フォルト値Dとしてはゼロ(無限遠)に近い値とする。
また、図16に示すように測定対象物TGの外形が上に
凹(下に凸)の場合、すなわち測定対象物TGがその両
端に対して中央の距離が長い外形である場合には、デフ
ォルト値Dとして測定対象物TGの両端の信号レベルよ
りも充分に大きい値(例えば、測定距離の近接限界に近
い値)とすればよい。さらに、図17に示すように測定
対象物TGの端部に対して遠方と近接側の両方に突出す
る凹凸形状の外形である場合には、デフォルト値Dとし
て測定対象物TGの凹部(図17における極小値LVmi
n)と凸部(図17における極大値LVmax)の中間値、
すなわちD=(LVmax+LVmin)/2で求められる値
とすればよい。
【0059】
【発明の効果】請求項1の発明は、被写体との間の距離
情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物
との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置に
おいて、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光
して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離
画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像
を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離
画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位
領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル
変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像とし
て残す距離画像処理手段とを備えたので、各単位領域内
における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場
合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄
却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除
去でき、その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単
位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどな
く、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響
を受けずに精度良く測定できるという効果がある。
【0060】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、距離画像処理手段は、棄却した単位領域の距離画像
を、当該棄却された単位領域に近接し且つレベル変動が
前記閾値を超えない他の単位領域の距離画像を用いて補
間するので、ノイズ成分とみなされた単位領域を棄却し
たままとする場合には得られない測定対象物の背景につ
いての距離情報が得られるという効果がある。
【0061】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、距離画像処理手段は、レベル変動が前記閾値を超え
ない他の複数の単位領域のレベルの平均値を算出し、当
該平均値で棄却した単位領域を補間するので、補間処理
が簡素化できるという効果がある。
【0062】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、距離画像処理手段は、レベル変動が前
記閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複
数の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続す
る複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レ
ベルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収ま
るレベルを有する複数の単位領域を選別するので、選別
された単位領域には測定対象物の略中心の外形が部分的
に含まれており、測定対象物を部分的に検出すればよい
場合には処理に要する時間が短縮できるという効果があ
る。
【0063】請求項5の発明は、被写体との間の距離情
報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物と
の間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置にお
いて、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光し
て被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画
像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を
多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画
像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領
域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変
動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として
残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、
ノイズ成分とみなした単位領域を棄却したままとする第
1の処理、棄却した単位領域の距離画像を当該棄却され
た単位領域に近接し且つレベル変動が前記閾値を超えな
い他の単位領域の距離画像を用いて補間する第2の処
理、棄却した単位領域に近接し且つレベル変動が前記閾
値を超えない他の複数の単位領域のレベルの平均値を算
出して当該平均値で棄却した単位領域を補間する第3の
処理、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が連続
する場合に連続する複数の単位領域の中間の単位領域を
中心領域とし、連続する複数の単位領域の内で前記中心
領域のレベルと当該レベルから所定量を加算又は減算し
たレベルとの間に収まるレベルを有する複数の単位領域
を選別する第4の処理が実行可能であって、外部から与
えられる指令に基づいて、隣接する複数の単位領域から
なる複数のブロック毎に第1〜第4の処理の何れかを選
択して実行するので、各単位領域内における距離画像の
レベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の
距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって
距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、その結果、
レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離
画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間
の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測
定でき、また、ノイズ成分とみなされた単位領域を棄却
したままとする場合には得られない測定対象物の背景に
ついての距離情報を得たければ第2の処理を実行し、補
間処理の簡素化が図りたければ第3の処理を実行し、測
定対象物を部分的に検出すればよい場合に処理に要する
時間を短縮したければ第4の処理を実行するというよう
に、目的や用途などの条件に応じて適切な測定が可能と
なって使い勝手が向上するという効果がある。
【0064】請求項6の発明は、請求項1〜5の何れか
の発明において、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみ
なした単位領域を棄却した後の距離画像の各単位領域に
対して単位領域の連続方向に微分処理を行うことで測定
対象物以外の背景に相当する距離画像を取り除くので、
測定対象物と背景との境界を明確にすることができると
いう効果がある。
【0065】請求項7の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、距離画像取得手段は、受光素子が具備
する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の
基準領域を設定し、各基準領域における受光量が所定の
基準値を下回る場合には当該基準領域に対応する距離画
像の取得処理を行わないので、受光量が不足する場合に
は距離画像の取得処理を行わずに済み、処理に要する時
間を短縮することができるという効果がある。
【0066】請求項8の発明は、請求項1〜6の何れか
の発明において、距離画像取得手段は、受光素子が具備
する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の
基準領域を設定し、連続する複数の基準領域における受
光量の平均値が所定の基準値を下回る場合には当該複数
の基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わないの
で、受光量が不足する場合には距離画像の取得処理を行
わずに済み、処理に要する時間を短縮することができる
とともに、基準領域毎の受光量の変動が激しい場合に変
動の激しい領域についてはまとめて距離画像の取得処理
対象から外すことができて距離測定の精度が向上すると
いう効果がある。
【0067】請求項9の発明は、請求項7又は8の発明
において、距離画像取得手段は、受光量又はその平均値
が所定の基準値を下回らない基準領域に対して、隣接す
る基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超える
基準領域については距離画像の取得処理を行わないの
で、受光量が充分であっても受光量が大きく変動する場
合には距離測定の信頼性が低下することになるが、隣接
する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超え
る基準領域については距離画像の取得処理を行わないこ
とで距離測定の信頼性が向上するという効果がある。
【0068】請求項10の発明は、上記目的を達成する
ために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得
し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外
形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した
光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に
応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取
得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値
を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみな
した前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手
段とを備えたので、取得した距離画像のレベル変動が所
定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成
分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定することで
距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、均一なレベ
ルに設定されていない範囲にはノイズ成分がほとんどな
く、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響
を受けずに精度良く測定できるという効果がある。
【0069】請求項11の発明は、請求項10の発明に
おいて、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が
閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報
と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が近接側
に突出する凸形状である場合にはノイズ成分とみなした
前記範囲を測定対象物よりも充分に遠方となるレベルに
設定するので、測定対象物の外形を明確にすることがで
きるという効果がある。
【0070】請求項12の発明は、請求項10の発明に
おいて、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が
閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報
と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が遠方側
に突出する凹形状である場合にはノイズ成分とみなした
前記範囲を測定対象物よりも充分に近接側となるレベル
に設定するので、測定対象物の外形を明確にすることが
できるという効果がある。
【0071】請求項13の発明は、請求項10の発明に
おいて、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が
閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報
と判断し、当該測定対象物の端部に対して遠方と近接側
の両方に突出する凹凸形状である場合にはノイズ成分と
みなした前記範囲を測定対象物の凹部と凸部の略中間と
なるレベルに設定するので、測定対象物の外形を明確に
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1を示すブロック図である。
【図2】同上の動作説明用のフローチャートである。
【図3】同上の動作説明用の波形図である。
【図4】同上の動作説明図である。
【図5】実施形態2の動作説明用のフローチャートであ
る。
【図6】同上の動作説明図である。
【図7】同上の動作説明用の波形図である。
【図8】実施形態3の動作説明図である。
【図9】同上の動作説明用の波形図である。
【図10】実施形態4の動作説明用の波形図である。
【図11】実施形態5の動作説明用のフローチャートで
ある。
【図12】実施形態6の動作説明図である。
【図13】実施形態7の動作説明図である。
【図14】実施形態8の動作説明図である。
【図15】実施形態9の動作説明用の波形図である。
【図16】同上の動作説明用の波形図である。
【図17】同上の動作説明用の波形図である。
【図18】従来例を示すブロック図である。
【図19】同上の動作説明用の波形図である。
【符号の説明】
1 同期用クロック信号発生部 2 変調光発光部 3 受光部 4 復調処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広野 淳之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 井狩 素生 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA06 AA53 BB05 CC16 DD04 DD06 DD09 FF01 FF04 FF09 JJ03 JJ26 NN08 QQ24 QQ25 QQ34 RR06 SS13 UU05 2F112 AA09 BA05 BA07 CA12 EA03 FA03 FA19 FA21 FA33 FA45 FA50 GA10 5B057 BA02 CA13 CA16 CB13 CB16 CE02

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体との間の距離情報を示す距離画像
    を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びに
    その外形を測定する距離測定装置において、被写体に照
    射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の
    距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離
    画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に
    区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が
    所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノ
    イズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超
    えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理
    手段とを備えたことを特徴とする距離測定装置。
  2. 【請求項2】 距離画像処理手段は、棄却した単位領域
    の距離画像を、当該棄却された単位領域に近接し且つレ
    ベル変動が前記閾値を超えない他の単位領域の距離画像
    を用いて補間することを特徴とする請求項1記載の距離
    測定装置。
  3. 【請求項3】 距離画像処理手段は、レベル変動が前記
    閾値を超えない他の複数の単位領域のレベルの平均値を
    算出し、当該平均値で棄却した単位領域を補間すること
    を特徴とする請求項2記載の距離測定装置。
  4. 【請求項4】 距離画像処理手段は、レベル変動が前記
    閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複数
    の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続する
    複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レベ
    ルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収まる
    レベルを有する複数の単位領域を選別することを特徴と
    する請求項1又は2又は3記載の距離測定装置。
  5. 【請求項5】 被写体との間の距離情報を示す距離画像
    を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びに
    その外形を測定する距離測定装置において、被写体に照
    射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の
    距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離
    画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に
    区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が
    所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノ
    イズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超
    えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理
    手段とを備え、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみな
    した単位領域を棄却したままとする第1の処理、棄却し
    た単位領域の距離画像を当該棄却された単位領域に近接
    し且つレベル変動が前記閾値を超えない他の単位領域の
    距離画像を用いて補間する第2の処理、棄却した単位領
    域に近接し且つレベル変動が前記閾値を超えない他の複
    数の単位領域のレベルの平均値を算出して当該平均値で
    棄却した単位領域を補間する第3の処理、レベル変動が
    前記閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する
    複数の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続
    する複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該
    レベルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収
    まるレベルを有する複数の単位領域を選別する第4の処
    理が実行可能であって、外部から与えられる指令に基づ
    いて、隣接する複数の単位領域からなる複数のブロック
    毎に第1〜第4の処理の何れかを選択して実行すること
    を特徴とする距離測定装置。
  6. 【請求項6】 距離画像処理手段は、ノイズ成分とみな
    した単位領域を棄却した後の距離画像の各単位領域に対
    して単位領域の連続方向に微分処理を行うことで測定対
    象物以外の背景に相当する距離画像を取り除くことを特
    徴とする請求項1〜5の何れかに記載の距離測定装置。
  7. 【請求項7】 距離画像取得手段は、受光素子が具備す
    る複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の基
    準領域を設定し、各基準領域における受光量が所定の基
    準値を下回る場合には当該基準領域に対応する距離画像
    の取得処理を行わないことを特徴とする請求項1〜6の
    何れかに記載の距離測定装置。
  8. 【請求項8】 距離画像取得手段は、受光素子が具備す
    る複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の基
    準領域を設定し、連続する複数の基準領域における受光
    量の平均値が所定の基準値を下回る場合には当該複数の
    基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わないこと
    を特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の距離測定装
    置。
  9. 【請求項9】 距離画像取得手段は、受光量又はその平
    均値が所定の基準値を下回らない基準領域に対して、隣
    接する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超
    える基準領域については距離画像の取得処理を行わない
    ことを特徴とする請求項7又は8記載の距離測定装置。
  10. 【請求項10】 被写体との間の距離情報を示す距離画
    像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並び
    にその外形を測定する距離測定装置において、被写体に
    照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間
    の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距
    離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所
    定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成
    分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画
    像処理手段とを備えたことを特徴とする距離測定装置。
  11. 【請求項11】 距離画像処理手段は、距離画像のレベ
    ル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す
    距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央
    が近接側に突出する凸形状である場合にはノイズ成分と
    みなした前記範囲を測定対象物よりも充分に遠方となる
    レベルに設定することを特徴とする請求項10記載の距
    離測定装置。
  12. 【請求項12】 距離画像処理手段は、距離画像のレベ
    ル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す
    距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央
    が遠方側に突出する凹形状である場合にはノイズ成分と
    みなした前記範囲を測定対象物よりも充分に近接側とな
    るレベルに設定することを特徴とする請求項10記載の
    距離測定装置。
  13. 【請求項13】 距離画像処理手段は、距離画像のレベ
    ル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す
    距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して遠方
    と近接側の両方に突出する凹凸形状である場合にはノイ
    ズ成分とみなした前記範囲を測定対象物の凹部と凸部の
    略中間となるレベルに設定することを特徴とする請求項
    10記載の距離測定装置。
JP2001079367A 2001-03-19 2001-03-19 距離測定装置 Expired - Fee Related JP4644958B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001079367A JP4644958B2 (ja) 2001-03-19 2001-03-19 距離測定装置
EP02251893.0A EP1243944B1 (en) 2001-03-19 2002-03-16 Distance measuring apparatus
EP08009991.4A EP1998187B1 (en) 2001-03-19 2002-03-16 Distance measuring apparatus
US10/098,566 US6639656B2 (en) 2001-03-19 2002-03-18 Distance measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001079367A JP4644958B2 (ja) 2001-03-19 2001-03-19 距離測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002277239A true JP2002277239A (ja) 2002-09-25
JP4644958B2 JP4644958B2 (ja) 2011-03-09

Family

ID=18935830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001079367A Expired - Fee Related JP4644958B2 (ja) 2001-03-19 2001-03-19 距離測定装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6639656B2 (ja)
EP (2) EP1998187B1 (ja)
JP (1) JP4644958B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006011593A1 (ja) * 2004-07-30 2006-02-02 Matsushita Electric Works, Ltd. 個体検出器及び共入り検出装置
JPWO2004095059A1 (ja) * 2003-04-22 2006-07-13 株式会社島精機製作所 人体形状測定方法とその装置
JP2006194838A (ja) * 2005-01-17 2006-07-27 Asmo Co Ltd 電機子コアの検査方法及び検査装置
WO2011078264A1 (ja) * 2009-12-25 2011-06-30 本田技研工業株式会社 画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及び移動体
JP2016114522A (ja) * 2014-12-16 2016-06-23 スタンレー電気株式会社 距離画像生成装置、距離画像生成方法およびプログラム
WO2017169782A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 富士フイルム株式会社 距離画像処理装置、距離画像取得装置、及び距離画像処理方法
JP2019105654A (ja) * 2019-03-26 2019-06-27 株式会社デンソー ノイズ除去方法および物体認識装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60319228T2 (de) * 2002-07-15 2009-02-12 Matsushita Electric Works, Ltd., Kadoma Lichtempfangsvorrichtung mit regelbarer empfindlichkeit und gerät zur detektion der räumlichen information welche diese verwendet
JP3906818B2 (ja) 2003-04-07 2007-04-18 松下電工株式会社 受光素子の感度制御方法、強度変調光を用いた空間情報の検出装置
ATE392628T1 (de) * 2004-09-17 2008-05-15 Matsushita Electric Works Ltd Reichweitenbildsensor
JP4888065B2 (ja) * 2005-12-08 2012-02-29 オムロン株式会社 レーザスキャン装置
US8121351B2 (en) 2008-03-09 2012-02-21 Microsoft International Holdings B.V. Identification of objects in a 3D video using non/over reflective clothing
FR2953316B1 (fr) * 2009-11-30 2012-08-24 Eurocopter France Procede d'obtention d'une base locale d'elevation de terrain a partir d'un moyen de detection embarque a bord d'un vehicule et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
KR101722641B1 (ko) * 2010-12-23 2017-04-04 삼성전자주식회사 3차원 영상 획득 장치 및 상기 3차원 영상 획득 장치에서 깊이 정보를 추출하는 방법
US20130282338A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Microchip Technology Incorporated Method and System for Energy Efficient Measurement of Sensor Signals
JP5540217B2 (ja) 2012-09-19 2014-07-02 オプテックス株式会社 レーザースキャンセンサ
KR102237828B1 (ko) 2014-08-22 2021-04-08 삼성전자주식회사 동작 인식 장치 및 이를 이용한 동작 인식 방법
CN105785391B (zh) * 2016-03-17 2018-04-24 中国人民解放军海军工程大学 一种水下高重频脉冲激光全选通成像雷达
CN105699984B (zh) * 2016-04-11 2018-01-19 中国人民解放军海军工程大学 一种异步控制消除水下距离选通激光雷达盲区方法
JP6814053B2 (ja) * 2017-01-19 2021-01-13 株式会社日立エルジーデータストレージ 物体位置検出装置
JP7437743B2 (ja) * 2020-03-03 2024-02-26 オプテックス株式会社 レーザースキャンセンサ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08313215A (ja) * 1995-05-23 1996-11-29 Olympus Optical Co Ltd 2次元距離センサ
JPH09280818A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 物体表面計測方法及び装置
US5966678A (en) * 1998-05-18 1999-10-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for filtering laser range data
US6137566A (en) * 1999-02-24 2000-10-24 Eoo, Inc. Method and apparatus for signal processing in a laser radar receiver
JP2001067484A (ja) * 1999-08-30 2001-03-16 Fuji Heavy Ind Ltd ステレオ式車外監視装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2168870B (en) * 1984-05-10 1987-09-03 Secr Defence Imaging system
EP0462289B1 (en) * 1989-12-28 1994-11-02 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Apparatus for measuring three-dimensional coordinates
US5257121A (en) * 1990-08-29 1993-10-26 The Johns Hopkins University Multi-resolution spatial integration signal processor and method
US5194908A (en) * 1991-11-29 1993-03-16 Computing Devices Canada Ltd. Detecting target movement
CN1043464C (zh) * 1993-12-27 1999-05-26 现代电子产业株式会社 使用激光的汽车碰撞预防装置及其方法
DE4440613C1 (de) 1994-11-14 1996-07-25 Leica Ag Vorrichtung und Verfahren zur Detektion und Demodulation eines intensitätsmodulierten Strahlungsfeldes
US5644386A (en) * 1995-01-11 1997-07-01 Loral Vought Systems Corp. Visual recognition system for LADAR sensors
US5682229A (en) * 1995-04-14 1997-10-28 Schwartz Electro-Optics, Inc. Laser range camera
US5814808A (en) * 1995-08-28 1998-09-29 Matsushita Electric Works, Ltd. Optical displacement measuring system using a triangulation including a processing of position signals in a time sharing manner
DE19533061C2 (de) 1995-09-07 1997-07-03 Leica Ag Photoelektrische Halbleiter-Lichterfassungseinrichtung mit programmierbarem Offset-Strom und Bildsensor mit einer solchen Einrichtung
US6522395B1 (en) * 1999-04-30 2003-02-18 Canesta, Inc. Noise reduction techniques suitable for three-dimensional information acquirable with CMOS-compatible image sensor ICS
JP2000356677A (ja) 1999-06-15 2000-12-26 Topcon Corp 距離の測定装置と距離測定方法
US6323941B1 (en) * 1999-08-06 2001-11-27 Lockheed Martin Corporation Sensor assembly for imaging passive infrared and active LADAR and method for same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08313215A (ja) * 1995-05-23 1996-11-29 Olympus Optical Co Ltd 2次元距離センサ
JPH09280818A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 物体表面計測方法及び装置
US5966678A (en) * 1998-05-18 1999-10-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for filtering laser range data
US6137566A (en) * 1999-02-24 2000-10-24 Eoo, Inc. Method and apparatus for signal processing in a laser radar receiver
JP2001067484A (ja) * 1999-08-30 2001-03-16 Fuji Heavy Ind Ltd ステレオ式車外監視装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2004095059A1 (ja) * 2003-04-22 2006-07-13 株式会社島精機製作所 人体形状測定方法とその装置
US8330814B2 (en) 2004-07-30 2012-12-11 Panasonic Corporation Individual detector and a tailgate detection device
JP2006064695A (ja) * 2004-07-30 2006-03-09 Matsushita Electric Works Ltd 個体検出器及び共入り検出装置
WO2006011593A1 (ja) * 2004-07-30 2006-02-02 Matsushita Electric Works, Ltd. 個体検出器及び共入り検出装置
JP2006194838A (ja) * 2005-01-17 2006-07-27 Asmo Co Ltd 電機子コアの検査方法及び検査装置
JP4668629B2 (ja) * 2005-01-17 2011-04-13 アスモ株式会社 電機子コアの検査方法及び検査装置
WO2011078264A1 (ja) * 2009-12-25 2011-06-30 本田技研工業株式会社 画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及び移動体
JPWO2011078264A1 (ja) * 2009-12-25 2013-05-09 本田技研工業株式会社 画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及び移動体
JP5624998B2 (ja) * 2009-12-25 2014-11-12 本田技研工業株式会社 画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及び移動体
US9488721B2 (en) 2009-12-25 2016-11-08 Honda Motor Co., Ltd. Image processing apparatus, image processing method, computer program, and movable body
JP2016114522A (ja) * 2014-12-16 2016-06-23 スタンレー電気株式会社 距離画像生成装置、距離画像生成方法およびプログラム
WO2017169782A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 富士フイルム株式会社 距離画像処理装置、距離画像取得装置、及び距離画像処理方法
JPWO2017169782A1 (ja) * 2016-03-31 2019-02-14 富士フイルム株式会社 距離画像処理装置、距離画像取得装置、及び距離画像処理方法
JP2019105654A (ja) * 2019-03-26 2019-06-27 株式会社デンソー ノイズ除去方法および物体認識装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4644958B2 (ja) 2011-03-09
US20020131033A1 (en) 2002-09-19
EP1998187B1 (en) 2013-09-04
EP1243944B1 (en) 2013-08-28
EP1243944A2 (en) 2002-09-25
EP1998187A2 (en) 2008-12-03
EP1998187A3 (en) 2008-12-31
US6639656B2 (en) 2003-10-28
EP1243944A3 (en) 2004-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002277239A (ja) 距離測定装置
JP6150583B2 (ja) 画像処理装置、内視鏡装置、プログラム及び画像処理装置の作動方法
JP4889373B2 (ja) 3次元形状測定方法およびその装置
US9007602B2 (en) Three-dimensional measurement apparatus, three-dimensional measurement method, and computer-readable medium storing control program
US8830303B2 (en) Method and device for optical scanning of three-dimensional objects by means of a dental 3D camera using a triangulation method
US20180344176A1 (en) Information processing apparatus, speckle imaging system, and information processing method
JP2013156109A (ja) 距離計測装置
WO2014027523A1 (ja) 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび画像処理システム
WO2016206004A1 (zh) 一种获取深度信息的拍照设备和方法
US20060291702A1 (en) Pupil detection device and iris authentication apparatus
JPH11242745A (ja) 顔画像の計測・処理方法
JP2008264341A (ja) 眼球運動計測方法および眼球運動計測装置
CN107590828B (zh) 拍摄图像的虚化处理方法和装置
CN107454336B (zh) 图像处理方法及装置、电子装置和计算机可读存储介质
JPH09276219A (ja) 眼科装置
JP4743773B2 (ja) エッジ検出方法、装置、及びプログラム
JP2003329780A (ja) 夜間雲量測定方法および夜間雲量測定装置
JP2010237976A (ja) 光源情報取得装置、陰影検出装置、陰影除去装置、それらの方法、及びプログラム
CN116758137A (zh) 一种倒凹检测方法、装置、设备和存储介质
CN116168180A (zh) 点云处理方法、装置、设备及存储介质
KR100865275B1 (ko) 설진 영상의 촬영 방법 및 그 장치
CN107527381B (zh) 图像处理方法及装置、电子装置和计算机可读存储介质
EP2198780B1 (en) Method and device for optical scanning of three-dimensional objects by means of a dental 3D camera using a triangulation method
WO2019047983A1 (zh) 图像处理方法及装置、电子装置和计算机可读存储介质
JP4151624B2 (ja) 瞳孔検出装置、虹彩認証装置及び瞳孔検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070919

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100615

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100810

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100816

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101109

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101122

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4644958

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees