JP2006322852A - Ranging device, ranging technique, and ranging program - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、所定範囲内に位置する物体までの距離を計測する距離計測装置、検出方法および検出プログラムに関する。 The present invention relates to a distance measuring device, a detection method, and a detection program for measuring a distance to an object located within a predetermined range.
近年、車両の大衆化にともない、車両に搭載される各種装置が実用化されている。このような車両搭載用装置として、自車両と先行車両との車間距離を計測し、計測した車間距離に基づいて警報出力などの各種処理を行なう距離計測装置がある。 In recent years, with the popularization of vehicles, various devices mounted on vehicles have been put into practical use. As such a vehicle-mounted device, there is a distance measuring device that measures an inter-vehicle distance between the host vehicle and a preceding vehicle and performs various processes such as alarm output based on the measured inter-vehicle distance.
従来から、このような距離計測装置として、レーダを備えた距離計測装置が提案されている(特許文献1参照)。このレーダ距離計測装置は、たとえば前方向に対してレーザ光等の発信波を発して、先行車両等の障害物からの反射波を検知することによって障害物の有無および障害物までの距離を検出している。 Conventionally, as such a distance measuring device, a distance measuring device including a radar has been proposed (see Patent Document 1). This radar distance measuring device detects the presence of an obstacle and the distance to the obstacle by emitting a transmitted wave such as a laser beam in the forward direction and detecting a reflected wave from an obstacle such as a preceding vehicle. is doing.
また、従来から、距離計測装置として、イメージセンサを有する光学式の距離計測装置が提案されている(特許文献2参照)。この距離計測装置は、左右二つのレンズと、これら左右のレンズにそれぞれ対応するイメージセンサを有する撮像部を備える。そして、イメージセンサから出力されたそれぞれの画像のうち、一方の画像の中から、他方の画像における任意の画像信号と整合する画像信号を検出し、検出した画像信号における移動量をもとに、三角測量の原理を用いて対象物までの距離を、画像信号ごとに演算する。 Conventionally, an optical distance measuring device having an image sensor has been proposed as a distance measuring device (see Patent Document 2). The distance measuring device includes an imaging unit having two left and right lenses and an image sensor corresponding to each of the left and right lenses. Then, among each image output from the image sensor, an image signal that matches an arbitrary image signal in the other image is detected from one image, and based on the amount of movement in the detected image signal, The distance to the object is calculated for each image signal using the principle of triangulation.
しかしながら、従来のレーダを備えた距離計測装置では、検出範囲が狭く、さらに各検出点間の間隔が広く、距離情報を疎らにしか取得することができなかった。このため、このような距離情報に基づいて警報出力などの各種処理を行なった場合、正確性に欠ける場合があった。 However, in the distance measuring device equipped with the conventional radar, the detection range is narrow and the distance between the detection points is wide, and the distance information can only be acquired sparsely. For this reason, when various processing such as alarm output is performed based on such distance information, accuracy may be lacking.
また、従来の光学式の距離計測装置では、レーダを備えた距離計測装置と比較し、演算点が多く、詳細な距離情報が取得できる一方、測定距離の範囲の広範囲化や測定の高精度化を図る場合には、膨大な演算時間を必要としていた。このため、従来の光学式の距離計測装置は、リアルタイムに演算結果を出力するために、演算時間および演算画素の間引き、測定距離範囲の狭小化、エッジ部分のみの演算処理、距離分解能を低下化などを行っていた。この結果、従来の光学式の距離計測装置では、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することができず、距離画像を用いた各種処理を精度よく、適切なタイミングで行うことができなかった。 In addition, the conventional optical distance measuring device has more calculation points and can acquire detailed distance information compared to a distance measuring device equipped with a radar. To achieve this, enormous calculation time is required. For this reason, the conventional optical distance measurement device thins out the calculation time and calculation pixels, narrows the measurement distance range, calculates only the edge portion, and reduces the distance resolution in order to output the calculation results in real time. And so on. As a result, the conventional optical distance measuring device cannot quickly acquire detailed distance information with high accuracy, and cannot perform various processes using the distance image accurately and at appropriate timing. It was.
この発明は、上記した従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、距離計測装置において、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することができる距離計測装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described drawbacks of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a distance measuring device capable of quickly acquiring detailed distance information with high accuracy in a distance measuring device. .
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる距離計測装置は、所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出手段と、少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野を有し、前記撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像手段と、前記画像信号群に基づいて前記撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する演算手段と、前記検出手段の検出値間を前記演算手段の演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a distance measuring device according to the present invention includes a detection unit that detects a distance to an object located within a predetermined detection range, and an imaging field including at least the detection range. An imaging means for generating an image signal group corresponding to the imaging visual field, an arithmetic means for calculating a distance to an object located in the imaging visual field based on the image signal group, and detection by the detection means Interpolation means for generating distance data by combining data within the detection range obtained by interpolating between the values with the calculation value of the calculation means and data outside the detection range including the calculation value corresponding to outside the detection range. It is characterized by that.
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記補間手段は、現処理中の前記検出範囲外データの取得完了までの間、前回の前記検出範囲外データを用いて前記距離データを生成することを特徴とする。 Further, in the distance measuring device according to the present invention, the interpolation means generates the distance data using the previous out-of-detection range data until the completion of acquisition of the out-of-detection range data being currently processed. Features.
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記補間手段は、前記検出手段が前記検出値を取得する間に、前記検出範囲内データを取得することを特徴とする。 The distance measuring apparatus according to the present invention is characterized in that the interpolation means acquires the data within the detection range while the detection means acquires the detection value.
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記検出手段の検出範囲を探索する検出範囲探索手段を備え、前記補間手段は、前記検出範囲探索手段の探索結果に基づいて前記検出範囲内データおよび前記検出範囲外データを取得することを特徴とする。 The distance measuring device according to the present invention further comprises detection range search means for searching for a detection range of the detection means, and the interpolation means is configured to detect the data within the detection range and the data based on the search result of the detection range search means. Data outside the detection range is acquired.
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記撮像手段は、第1の光路を介して撮像した第1の前記画像信号群と、第2の光路を介して撮像した第2の前記画像信号群とを生成し、前記演算手段は、前記第2の画像信号群の中から前記第1の画像信号群の任意の画像信号と整合する画像信号を検出し、検出した画像信号における前記任意の画像信号からの移動量に基づいて前記撮像視野内に位置する物体までの距離を演算することを特徴とする。 Further, in the distance measuring device according to the present invention, the imaging means has the first image signal group imaged through the first optical path and the second image signal group imaged through the second optical path. And the arithmetic means detects an image signal that matches an arbitrary image signal of the first image signal group from the second image signal group, and the arbitrary image in the detected image signal A distance to an object located in the imaging field of view is calculated based on a movement amount from the signal.
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記撮像手段は、一対の光学系と、一対の光学系が出力する光信号を電気信号に変換する一対の撮像素子と、を備えたことを特徴とする。 The distance measuring device according to the present invention is characterized in that the imaging means includes a pair of optical systems and a pair of imaging elements that convert optical signals output from the pair of optical systems into electrical signals. To do.
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記撮像手段は、一対の導光光学系と、各導光光学系に対応する撮像領域を有し各導光光学系が導いた光信号を各撮像領域において電気信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする。 In the distance measuring device according to the present invention, the imaging means has a pair of light guide optical systems and an imaging region corresponding to each light guide optical system, and takes each optical signal guided by each light guide optical system. And an image pickup device for converting into an electric signal in the region.
また、この発明にかかる距離計測装置は、当該距離計測装置は、車両に搭載されることを特徴とする。 The distance measuring device according to the present invention is characterized in that the distance measuring device is mounted on a vehicle.
また、この発明にかかる距離計測方法は、所定範囲内に位置する物体までの距離を計測する距離計測方法において、所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出ステップと、少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像ステップと、前記画像信号群に基づいて前記撮像視野に位置する物体までの距離を演算する演算ステップと、前記検出ステップにおいて検出された検出値間に前記演算ステップにおいて演算された演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間ステップと、を含むことを特徴とする。 Further, the distance measurement method according to the present invention is a distance measurement method for measuring a distance to an object located within a predetermined range, wherein the detection step detects the distance to an object located within a predetermined detection range, An imaging step for generating an image signal group corresponding to an imaging field including a detection range, an arithmetic step for calculating a distance to an object located in the imaging field based on the image signal group, and a detection step detected An interpolation step for generating distance data by combining data within the detection range interpolated with the calculation value calculated in the calculation step between the detection values and data outside the detection range consisting of the calculation value corresponding to the outside of the detection range; , Including.
また、この発明にかかる距離計測プログラムは、所定範囲内に位置する物体までの距離を計測する距離計測プログラムにおいて、所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出手順と、少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像手順と、前記画像信号群に基づいて前記撮像視野に位置する物体までの距離を演算する演算手順と、前記検出手順において検出された検出値間に前記演算手順において演算された演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手順と、を含むことを特徴とする。 Further, the distance measurement program according to the present invention is a distance measurement program for measuring a distance to an object located within a predetermined range, a detection procedure for detecting a distance to an object located within a predetermined detection range, and at least the above-mentioned An imaging procedure for generating an image signal group corresponding to an imaging field including a detection range, an arithmetic procedure for calculating a distance to an object located in the imaging field based on the image signal group, and detected in the detection procedure An interpolation procedure for generating distance data by combining data within the detection range interpolated with the calculation values calculated in the calculation procedure between the detection values and data outside the detection range consisting of the calculation values corresponding to outside the detection range; , Including.
本発明にかかる距離計測装置によれば、検出手段の検出値間を演算手段の演算値で補間した検出範囲内データと、検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手段を備えることによって、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することができ、この距離情報に基づいて、各種処理における警報出力などの安全運転支援処理を正確かつ的確なタイミングで行なうことが可能となる。また、本発明にかかる距離演算方法および距離演算プログラムを用いることによって、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することができる。 According to the distance measuring device of the present invention, the data within the detection range obtained by interpolating between the detection values of the detection means with the calculation value of the calculation means and the data outside the detection range composed of calculation values corresponding to outside the detection range are combined. By providing an interpolation means for generating distance data, it is possible to quickly acquire detailed distance information with high accuracy, and based on this distance information, safe driving support processing such as warning output in various processing is accurately and accurately performed. It is possible to carry out at a proper timing. Further, by using the distance calculation method and the distance calculation program according to the present invention, it is possible to quickly acquire detailed distance information with high accuracy.
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である距離計測装置について、車両に搭載される距離計測装置を例として説明する。この距離計測装置が出力する距離情報に基づいて他の装置などによる各種安全運転支援処理が行なわれる。なお、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。 Hereinafter, a distance measuring device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a distance measuring device mounted on a vehicle as an example. Various safe driving support processes are performed by other devices based on the distance information output by the distance measuring device. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In the description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
まず、実施の形態1にかかる距離計測装置について説明する。本実施の形態1にかかる距離計測装置は、レーダの検出値間を距離演算部の演算値で補間した検出範囲内データと、検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成している。図1は、本実施の形態1にかかる距離情報装置の概略構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
First, the distance measuring apparatus according to the first embodiment will be described. The distance measuring apparatus according to the first embodiment combines the detection range data obtained by interpolating between the detection values of the radar with the calculation value of the distance calculation unit and the out-of-detection range data including calculation values corresponding to outside the detection range. Generated distance data. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the distance information device according to the first embodiment.
図1に示すように、本実施の形態1にかかる距離計測装置1は、少なくともレーダ60の検出範囲を含む撮像視野を有し、この撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像部10と、撮像部10が生成した画像信号群に基づいて撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離演算部20と、距離計測装置を構成する各構成部の各処理および各動作を制御する制御部30と、距離情報を含む各種情報を出力する出力部40と、距離情報を含む各種情報を記憶する記憶部50と、所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出するレーダ60とを備える。撮像部10と、距離演算部20と、出力部40と、記憶部50と、レーダ60とは、制御部30に電気的に接続される。距離演算部20は、演算部21とメモリ22とを備える。制御部30は、演算範囲設定部33と時間を計測するタイマー34とを有する補間部31を備える。
As shown in FIG. 1, the
撮像部10は、右カメラ11aと左カメラ11bとを備える。右カメラ11aおよび左カメラ11bは、それぞれの撮像視野に対応した画像信号群を出力する。右カメラ11aおよび左カメラ11bは、それぞれ、レンズ12a,12bと、撮像素子13a,13bと、アナログ/デジタル(A/D)変換部14a,14bと、フレームメモリ15a,15bとを備える。レンズ12a,12bは、所定の視野角から入射する光を集光する。レンズ12a,12bにそれぞれ対応して配置される撮像素子13a,13bは、CCDまたはCMOSなどによって実現され、レンズ12a,12bを透過した光を検知してアナログ画像信号に変換する。A/D変換部14a,14bは、撮像素子13a,13bから出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。フレームメモリ15a,15bは、A/D変換部14a,14bから出力されたデジタル画像信号を記憶し、1枚の撮像画像に対応するデジタル画像信号群を、撮像視野に対応する画像信号群として随時出力する。
The
距離演算部20は、撮像部10から出力された画像信号群を処理して、撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する演算部21と、撮像部10から出力された画像信号群、演算部21が演算した演算値などを記憶するメモリ22とを備える。
The
演算部21は、ステレオ法を用いて、撮像部10から出力された画像信号群に基づいて撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する。演算部21は、右カメラ11aから出力された右画像信号群の中から、左カメラ11bから出力された左画像信号群中における任意の画像信号と整合する画像信号を検出し、検出した画像信号における任意の画像信号からの移動量Iをもとに、三角測量の原理によって距離を演算する。ここで述べた移動量は、一般的に言われる視差量を示す。演算部21は、以下の(1)式を用いて、撮像部10から対象物体である車両Cまでの距離Rを求める。(1)式において、fはレンズ12a,12bの焦点距離であり、Lはレンズ12a,12bの光軸間の幅である。また、移動量Iは、移動した画素の数と画素ピッチとをもとに求めてもよい。
R=f・L/I・・・(1)
演算部21は、各画像信号に対応した距離Rを演算し、演算値と撮像視野内における位置情報とをそれぞれ対応させた演算データ53を制御部30に出力する。ここで、距離演算部20が出力する演算データ53は、演算範囲設定部33が設定した各演算範囲に対応した演算データ53であるため、出力される各演算データ53の演算範囲は、それぞれ異なる場合がある。なお、ここでは簡単のため、平行ステレオで説明したが、光軸が角度を持って交差したり、焦点距離がおのおの違う、撮像素子とレンズの位置関係が異なる等をキャリブレーションし、レクティフィケーションにより補正し、演算処理による平行ステレオを実現しても良い。
The
R = f · L / I (1)
The
制御部30は、記憶部50に記憶された処理プログラムを実行するCPUなどによって実現され、撮像部10と距離演算部20と出力部40と記憶部50とレーダ60との各処理または動作を制御する。制御部30は、これらの各構成部位に入出力される情報について所定の入出力制御を行うとともに、これらの情報に対して所定の情報処理を行う。
The
補間部31は、レーダ60の検出データ51における検出値間を距離演算部20の演算値で補間した検出値内データと、レーダ60の検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データ54を生成する。また、補間部31は、現処理中の検出範囲外データの取得完了までの間、前回の検出範囲外データを用いて距離データ54を作成する。また、補間部31は、レーダ60が検出値を取得する間に、検出範囲内データを取得している。
The interpolating
演算範囲設定部33は、タイマー34の計時値をもとに距離演算部20における演算範囲を設定する。距離演算部20は、演算範囲設定部33が設定した演算範囲において演算処理を行なう。
The calculation
演算範囲設定部33は、タイマー34の計時値Tが所定時間Ts未満である場合には、レーダ60の検出範囲と同範囲である演算範囲を設定する。この場合、距離演算部20は、撮像部10から出力された画像信号群のうち、演算範囲設定部33によって設定されたレーダ60の検出範囲と同範囲である演算範囲に対応する画像信号に対して演算処理を行なう。また、補間部31は、距離演算部20から出力されたレーダ60の検出範囲と同等の演算範囲に対応する各演算値で、レーダ60の検出値間を補間することによって検出範囲内データを作成し、この検出範囲内データと前回の検出範囲外データとを組み合わせて距離データ54を作成する。
The calculation
一方、演算範囲設定部33は、タイマー34の計時値Tが所定時間Ts以上である場合には、距離演算部20が演算可能である全範囲を演算範囲として設定する。この場合、演距離演算部20は、撮像部10から出力された画像信号群における全ての画像信号に対して演算処理を行なう。補間部31は、距離演算部20から出力された演算値のうち、レーダ60の検出範囲と同等の演算範囲に対応する各演算値でレーダ60の検出値間を補間することによって検出範囲内データを作成し、この検出範囲内データと、距離演算部20から出力された演算データ53のうち検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせて距離データ54を作成する。なお、所定時間Tsは、たとえば、距離演算部20の処理能力をもとに設定される。
On the other hand, when the measured value T of the
出力部40は、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイなどによって実現され、距離情報に加え撮像部10が撮像した画像などの各種表示情報を表示出力する。また、出力部40は、スピーカをさらに備え、距離情報のほか、先行する車両Cと接近した旨を報知させる警告音声などの各種音声情報を出力する。
The
記憶部50は、処理プログラム等の各種情報が予め記憶されたROMと、各処理の演算パラメータ、各種構成部位から出力された各種情報、書込情報、あるいは音声情報等を記憶するRAMとを備える。記憶部50は、レーダ60から出力された検出データ51、距離演算部20から出力された距離データ53を記憶する。
The
レーダ60は、所定の発信波を送信し、この発信波が物体表面で反射した反射波を受信して、発信状態および受信状態をもとに、レーダ60から発信波を反射した物体までの距離と、この物体が位置する方向とを検出する。レーダ60は、発信波の送信角度、反射波の入射角度、反射波の受信強度、発信波を送信してから反射波を受信するまでの時間、反射波の周波数変化などをもとに、距離計測装置1から発信波を反射した物体までの距離を検出する。レーダ60は、検出範囲内に位置する物体までの検出距離値と、検出範囲内における位置情報とを対応させた検出データ51を制御部30に出力する。レーダ60は、発信波として、レーザ光、赤外線またはミリ波を送信する。
The
つぎに、距離計測装置1が行なう処理動作のうち、補間部31が距離データ54を出力するまでの処理動作について説明する。図2は、距離計測装置1において、補間部31が距離データ54の出力を完了するまでの処理手順を示すフローチャートである。
Next, processing operations performed until the
図2に示すように、まず、補間部31は、タイマー34の計時をスタートさせる(ステップS102)。制御部30は、レーダ60に対して検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出処理を指示し(ステップS104)、レーダ60は、制御部30の指示にしたがい、検出処理を行ない、検出データ51を制御部30に出力する。
As shown in FIG. 2, first, the
つぎに、演算範囲設定部33は、距離演算部20における演算範囲を設定する演算範囲設定処理を行なう(ステップS106)。制御部30は、撮像部10に対して撮像処理を指示し(ステップS108)、撮像部10は、制御部30の制御のもと、所定の撮像視野を撮像する撮像処理を行ない、右カメラ11aおよび左カメラ11bはそれぞれ画像信号群を出力する。その後、制御部30は、距離演算部20に対して、撮像部10から出力された画像信号群を処理して、撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する演算処理の指示を行なう(ステップS110)。距離演算部20では、制御部30の指示を受け、演算部21は、演算範囲設定部33が設定した演算範囲に対応する各画像信号に対して、距離値をそれぞれ演算する演算処理を行なう。距離演算部20は、演算範囲に対応する各画像信号に対する演算処理が終了した後、各演算値と、撮像視野内における位置情報とを対応させた演算データ53を制御部30に対して出力する。
Next, the calculation
補間部31では、検出データ51の検出値間を演算データ53の対応部における演算値で補間して検出範囲内データを作成し、この検出範囲内データと検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データ54を作成する補間処理を行ない(ステップS112)、補間部31は、作成した距離データ54を出力する(ステップS114)。そして、制御部30は、距離計測終了の指示が入力されたか否かを判断し(ステップS118)、距離計測終了の指示が入力されていないと判断された場合には(ステップS118:No)、ステップS104に進み、距離計測を継続する。一方、制御部30は、距離計測終了の指示が入力されたと判断した場合には(ステップS118:Yes)、タイマー34が計時中であるか否かを判断する(ステップS120)。補間部31がタイマー34が計時中でないと判断した場合には(ステップS120:No)、そのまま距離計測終了となる。また、制御部30は、タイマー34が計時中であると判断した場合には(ステップS120:Yes)、タイマー34の計時値を0に戻してリセットした後(ステップS122)、距離計測終了となる。
The
つぎに、図2に示す演算範囲設定処理について説明する。図3は、図2に示す演算範囲設定処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図4は、距離演算部20が演算可能である範囲を例示した図である。図4では、演算可能範囲とレーダ60の検出範囲とを重ね合わせるとともに、図4では、レーダ60における検出点を「●」で示している。
Next, the calculation range setting process shown in FIG. 2 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the calculation range setting process shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a range in which the
図3に示すように、演算範囲設定部33は、タイマー34の計時値Tが所定時間Ts以上であるか否かを判断する(ステップS142)。演算範囲設定部33は、タイマー34の計時値Tが所定時間Ts以上であると判断した場合には(ステップS142:Yes)、距離演算部20の演算範囲を、レーダ60の検出範囲と同範囲である領域Saおよびレーダ60の検出範囲外領域となる領域Sbに設定する(ステップS144)。具体的には、演算範囲設定部33は、図4に示すように、レーダ60の検出範囲と同範囲である領域Saおよび領域Saの外側の領域である領域Sb、すなわち、演算処理が可能である全範囲を演算範囲として設定する。補間部31は、タイマー34の計時値を0に戻してリセットし(ステップS146)。この結果、距離演算部20は、演算範囲設定部33が設定した領域Saおよび領域Sbである演算範囲に対応する各画像信号に対して、演算処理を行ない、それぞれの演算範囲に対応した演算データ53を出力する。
As illustrated in FIG. 3, the calculation
一方、演算範囲設定部33は、タイマー34の計時値Tが所定時間Ts以上ではない、すなわち、計時値Tが所定時間Tsに達していないと判断した場合には(ステップS142:No)、距離演算部20の演算範囲をレーダ60の検出範囲と同範囲である領域Saに設定し(ステップS148)、演算範囲設定処理を終了する。この結果、距離演算部20は、演算範囲設定部33が設定した領域Saである演算範囲に対応する各画像信号に対して、演算処理を行ない、それぞれの演算範囲に対応した演算データ53を出力する。
On the other hand, when the calculation
つぎに、図2に示す補間処理について説明する。図5は、図2に示す補間処理の処理手順を示すフローチャートである。図5に示すように、補間部31は、距離演算部20から出力された演算データ53を受信する(ステップS162)。つぎに、補間部31は、受信した演算データ53は領域Saに対応する演算結果であるか否かを判断する(ステップS164)。
Next, the interpolation process shown in FIG. 2 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the interpolation processing shown in FIG. As illustrated in FIG. 5, the
補間部31は、受信した演算データ53は領域Saに対応する演算結果であると判断した場合(ステップS164:Yes)、検出データ51を抽出する(ステップS166)。その後、記憶部50から前回の検出範囲外データを含む演算データを取得し、この演算データの中から、領域Sbに対する演算結果を抽出する(ステップS168)。補間部31は、検出データ51に、距離演算部20から出力された領域Saに対応する演算結果と、記憶部50から取得した領域Sbに対応する演算結果とを補充して(ステップS170)、距離データ54を作成する。その後、タイマー34の計時をスタートさせて(ステップS172)、補間処理を終了する。
When the
一方、補間部31は、受信した演算データ53は領域Saに対応する演算結果でないと判断した場合(ステップS164:No)、すなわち、領域Saおよび領域Sbに対応する演算結果であると判断した場合には、検出データ51を抽出し(ステップS174)、この検出データ51に、距離演算部20から出力された領域Saおよび領域Sbに対応する演算結果を補充して(ステップS176)、補間処理を終了する。
On the other hand, when the
つぎに、図5に示す補間処理について具体的に説明する。まず、図6を参照し、距離演算部20から出力された演算データ53が領域Saに対する演算結果である場合の補間処理について説明する。図6では、レーダ60によるレーダ検出点を「●」で示し、距離演算部20による演算点を「○」で示す。
Next, the interpolation process shown in FIG. 5 will be specifically described. First, with reference to FIG. 6, an interpolation process in the case where the
図6に示すように、補間部31は、距離演算部20から出力された演算データ53aが、領域Saに対する演算結果であると判断した場合には(ステップS164:Yes)、記憶部50から検出データ51aを抽出するとともに(ステップS166)、記憶部50に記憶された前回の検出範囲外データを含む演算データから、検出範囲外データ、すなわち、領域Sbに対応する演算データ53bを抽出する(ステップS168)。そして、補間部31は、検出レーダ51aの検出値間に演算データ53aの演算値を補間して検出範囲内データを作成する。この場合、距離データ54aにおける領域Saに対応する距離データが検出範囲内データとなる。また、補間部31は、この検出範囲内データと、検出範囲外に対応する領域Sbの演算データ53aとを組み合わせて距離データ54aを作成し、補間処理を終了する。
As illustrated in FIG. 6, when the
一方、図7を参照し、距離演算部20から出力された演算データ53が領域Saおよび領域Sbに対する演算結果である場合の補間処理について説明する。図7では、図6と同様に、レーダ60によるレーダ検出点を「●」で示し、距離演算部20による演算点を「○」で示す。
On the other hand, with reference to FIG. 7, an interpolation process in the case where the
図7に示すように、補間部31は、距離演算部20から出力された演算データ53cが、領域Saおよび領域Sbに対する演算結果であると判断した場合には(ステップS164:No)、検出データ51aを抽出する(ステップS174)。この場合、距離演算部20から出力された演算データ53cには、領域Sbに対応する演算結果が含まれているため、補間部31は、前回の検出範囲外データを記憶部50から抽出する必要はない。補間部31は、検出データ51aの検出値間に演算データ53cにおける領域Saの演算値を補間して検出範囲内データを作成する。そして、補間部31は、作成した検出範囲内データに、演算データ53cにおける領域Sbの演算データを検出範囲外データとして組み合わせて距離データ54bを作成し、補間処理を終了する。
As shown in FIG. 7, when the
このように、実施の形態1にかかる距離計測装置1では、レーダ60の検出値間を距離演算部20の演算値で補間した検出範囲内データと、レーダ60の検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを作成し、出力する。このため、本実施の形態1にかかる距離計測装置1では、広い範囲における高精度な距離情報を取得することが可能となる。
As described above, in the
また、本実施の形態1では、距離演算部20は、演算範囲設定部33が設定した演算範囲にしたがい、所定時間Tsごとに撮像部10から出力された全画像信号に対して距離値を演算し、それ以外では、演算可能範囲のうちレーダ60の検出範囲と同等の領域に対応する画像信号に対して距離値を演算している。すなわち、距離演算部20は、各演算処理において、常に撮像部10から出力された全画像信号に対して距離値を演算していない。このため、距離演算部が撮像部から出力された全画像信号に対して常に距離値を演算していた従来の距離計測装置と比較し、本実施の形態1では、演算対象となる画像信号数を低減することができる。この結果、本実施の形態1にかかる距離計測装置1では、従来の距離計測装置と比較して、演算処理における処理時間を短縮することが可能となり、迅速に距離情報を取得することが可能となる。
In the first embodiment, the
また、本実施の形態1にかかる距離計測装置1は、距離データ54を作成するごとに、レーダ60の検出値間に距離演算部20の演算値を補間した検出範囲内データを出力する。すなわち、図8に示す領域Saでは、常に最新の距離情報が含まれる。このため、図9に示すように、先行車両との車間距離を計測する場合には、先行する車両Cが位置する可能性が高い領域をレーダ60の検出範囲、すなわち、領域Saとして設定した場合、車両Cが位置する可能性が高い領域が高精度領域となる。この結果、本実施の形態1では、車両Cまでの距離情報をほぼリアルタイムで取得することができ、各種安全運転支援処理をタイミングよく行なうことが可能となる。一方、本実施の形態1では、検出範囲外データは、所定時間Tsごとに作成し、所定時間Ts経過前は、前回の検出範囲外データを用いて距離データ54を作成する。このため、図8に示す領域Sbは、所定時間Tsごとに距離情報が更新される標準精度領域となる。たとえば、図9に示すように、先行車両との車間距離を計測する場合には、先行する車両が位置する可能性が低い領域を、レーダ60の検出範囲外の領域、すなわち、領域Sbとして設定した場合、車両Cが位置する可能性が低い領域が標準精度領域となる。ここで、車両Cが位置する可能性が低い領域は、車両Cが位置する可能性が高い領域と比較し、高い頻度で距離値を取得する必要がない。したがって、本実施の形態1では、車両Cが位置する可能性が低い領域を標準精度領域として設定することによって、効率よく必要な距離情報を取得することができる。
In addition, the
したがって、本実施の形態1にかかるより計測装置1は、演算時間および演算画素の間引き、測定距離範囲の狭小化、エッジ部分のみの演算処理、距離分解能を低下化などを行うことなく、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することが可能であり、この結果、距離情報にもとづく各種安全支援処理をタイミングよく、正確に行うことができる。
Therefore, the measuring
(実施の形態2)
つぎに、実施の形態2について説明する。実施の形態1では、レーダの検出範囲が距離計測前に予め設定されていることを前提としていたが、本実施の形態2では、レーダの検出範囲が可変であり、この検出範囲が不明である場合について説明する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, it is assumed that the radar detection range is set in advance before the distance measurement, but in the second embodiment, the radar detection range is variable, and this detection range is unknown. The case will be described.
図10は、本実施の形態2にかかる距離計測装置の概略構成を示すブロック図である。図10に示すように、実施の形態2にかかる距離計測装置201は、実施の形態1にかかる距離計測装置1と同様に、撮像部10と、距離演算部20と、出力部40と、記憶部50とを備える。また、距離計測装置201は、検出範囲探索部232と演算範囲設定部233とタイマー234とを有する補間部231を備えた制御部230と、制御部230の制御によって検出範囲の変更が可能であるレーダ260とを備える。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the distance measuring apparatus according to the second embodiment. As illustrated in FIG. 10, the distance measurement device 201 according to the second embodiment is similar to the
制御部230は、実施の形態1における制御部30と同様の機能を備える。補間部231は、実施の形態1における補間部231と同様の機能を備える。検出範囲探索部232は、レーダ260から出力された検出データ251をもとに、レーダ260の検出範囲を探索する。演算範囲設定部233は、実施の形態1における演算範囲設定部33と同様の機能を有するとともに、検出範囲探索部232の探索結果をもとに、距離演算部20の演算範囲を設定する機能を有する。タイマー234は、実施の形態1におけるタイマー34と同様に時間を計測する機能を有する。
The
つぎに、距離計測装置201が行なう処理動作のうち、補間部231が距離データ254を出力するまでの処理手順について説明する。図11は、距離計測装置201が行なう処理動作のうち、補間部231が距離データ254を出力するまでの処理手順を示すフローチャートである。
Next, of the processing operations performed by the distance measuring device 201, a processing procedure until the
図11に示すように、まず、補間部231は、タイマー234の計時をスタートさせる(ステップS202)。次いで、制御部230は、実施の形態1と同様に、レーダ260に対して検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出処理を指示し(ステップS204)、レーダ260は、検出処理を行ない、検出データ251を制御部230に出力する。
As shown in FIG. 11, first, the
検出範囲探索部232は、レーダ60の検出範囲を探索する検出データ探索処理を行ない(ステップS208)、演算範囲設定部233は、検出範囲探索部232から出力された探索データ252を用いて、距離演算部20の演算範囲を設定する演算範囲設定処理を行なう(ステップS210)。制御部230は、実施の形態1と同様に、撮像部10に対して撮像処理を指示し(ステップS212)、撮像部10は、撮像処理を行なう。次いで、制御部230は、距離演算部20に対して演算処理を指示し(ステップS214)、距離演算部20は、撮像部10から出力された画像信号群のうち、演算範囲設定部233が設定した演算範囲に対応する各画像信号に対して距離値を演算する演算処理を行なう。そして、補間部231は、図5に示す処理手順と同様の処理手順を行なうことによって、補間処理を行ない(ステップS216)、距離データ254を出力する(ステップS218)。
The detection
制御部230は、実施の形態1と同様に、距離計測処理の終了の指示が入力されたか否かを判断し(ステップS220)、距離計測処理の終了が指示されていないと判断した場合には(ステップS220:No)、ステップS204に進み、距離計測を継続する。また、制御部230が距離計測処理の終了が指示されたと判断した場合には(ステップS220:Yes)、実施の形態1と同様に、補間部231は、タイマー234が計時中であるか否かを判断する(ステップS222)。補間部231は、タイマー234が計時中であると判断した場合には(ステップS222:Yes)、タイマー234の計時値をリセットし(ステップS224)、距離計測処理を終了し、また、タイマー234が計時中でないと判断した場合には(ステップS222:No)、そのまま距離計測処理を終了する。
As in the first embodiment, the
つぎに、図11に示す検出範囲探索処理について説明する。図12は、図11に示す検出範囲探索処理の処理手順を示すフローチャートである。図12に示すように、検出範囲探索部232は、まず、レーダ260から出力された検出データ251を参照する(ステップS232)。検出データ251では、検出範囲内に位置する物体までの距離を検出した検出値と、検出範囲内における位置情報とが対応している。このため、検出範囲探索部232は、この検出データ251を参照して、検出データ251中の位置情報をもとに、レーダ260の検出範囲を探索し(ステップS234)、探索データ252を出力する(ステップS236)。
Next, the detection range search process shown in FIG. 11 will be described. FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of the detection range search process shown in FIG. As shown in FIG. 12, the detection
つぎに、図11に示す演算範囲設定処理について説明する。図13は、図11に示す演算範囲設定処理の処理手順を示すフローチャートである。図13に示すように、演算範囲設定部233は、検出範囲探索部232から出力された探索データ252を参照する(ステップS242)。つぎに、演算範囲設定部233は、探索データ252におけるレーダ260の検出範囲を領域Saとして設定する(ステップS244)。また、演算範囲設定部233は、距離演算部20が演算可能である範囲のうち、領域Sa以外の領域、すなわち、レーダ260による非検出領域を領域Sbとして設定する(ステップS246)。このため、たとえば、図14に示すように、演算可能範囲24のうち、レーダ検出範囲62aに対応する領域が領域Saとして設定され、レーダ260の検出範囲外の領域である非検出領域63が領域Sbとして設定されることとなる。
Next, the calculation range setting process shown in FIG. 11 will be described. FIG. 13 is a flowchart showing a processing procedure of the calculation range setting process shown in FIG. As illustrated in FIG. 13, the calculation
そして、演算範囲設定部233は、タイマー234の計時値Tが所定時間Ts以上であるか否かを判断する(ステップS248)。演算範囲設定部233は、タイマー234の計時値Tが所定時間Ts以上であると判断した場合には(ステップS248:Yes)、距離演算部20の演算範囲を領域Saおよび領域Sb、すなわち、演算可能範囲全てを演算範囲として設定し(ステップS250)、タイマー234の計時値を0に戻してリセットする(ステップS252)。また、演算範囲設定部233は、タイマー234の計時値Tが所定時間Tsに達していないと判断した場合には(ステップS248:No)、距離演算部20の演算範囲を領域Saに設定する(ステップS254)。
Then, the calculation
その後、距離演算部20は、演算範囲設定部233によって設定された演算範囲にしたがって演算処理を行ない、補間部231は、実施の形態1と同様に、距離演算部20から出力された演算データ253の演算範囲を判断して、レーダ260の検出値間を距離演算部20の演算値で補間した検出範囲内データと、レーダ260階の検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データ254を作成することとなる。このため、実施の形態2にかかる距離計測装置201は、実施の形態1と同様の効果を奏することが可能となる。
Thereafter, the
また、演算範囲設定処理では、演算範囲設定部233が、検出範囲探索部232によって探索されたレーダ260の検出範囲に応じて、距離演算部20の演算範囲を設定することによって、図15に示すように、レーダ260の検出範囲がレーダ検出範囲62aからレーダ検出範囲62bに変化した場合であっても、このレーダ検出範囲62bに対応して演算範囲を柔軟に設定することができる。このため、本実施の形態2では、レーダ260の検出範囲が変化した場合であっても、レーダ260の検出範囲に対応する領域を常に高精度領域とした距離情報を出力することができ、高精度で詳細な距離情報を円滑に出力することが可能となる。
Further, in the calculation range setting process, the calculation
なお、本実施の形態1,2では、演算範囲設定部33,233は、距離演算部20の演算範囲を設定する機能を備えた場合について説明したが、さらに、一方の画像信号群における演算対象である画像信号と整合する画像信号を他方の画像信号群から探索する際の探索範囲を、レーダ60,260の検出結果をもとに設定してもよい。演算部21は、左画像信号群の演算対象である画像信号を通過する任意の直線と同一直線上に位置する右画像信号群の各画像信号と、演算対象である画像信号とを順次比較することによって、右画像信号群の中から演算対象である画像信号と最も整合する画像信号を検出している。演算範囲設定部33,233は、左画像信号群の演算対象である画像信号を通過する任意の直線と同一直線上の右画像信号群における領域のうち、レーダ60,260の検出データをもととした所定領域を探索範囲として演算対象である画像信号ごとに設定する。距離演算部20は、演算対象である画像信号を通過する任意の直線と同一直線上に位置する右画像信号群の各画像信号のうち、演算範囲設定部33,233が設定した探索範囲に対応する画像信号の中から、演算対象である画像信号と最も整合する画像信号を検出する。
In the first and second embodiments, the calculation
以下、図16および図17を参照して、演算範囲設定部33,233が探索範囲を設定する場合について説明する。図16は、横軸に演算対象である画像信号が位置する画素行における画素列数を示し、縦軸にレーダ60,260において検出されたレーダ検出点の検出距離を示す。図17は、撮像部10から出力される右画像信号群および左画像信号群の画像信号の配列を例示する図である。以下、図16における画素列「2」に位置する画像信号について説明する。なお、図16に示す画素列「2」に位置する画像信号は、図17における左画像信号群16bの画像信号162bであるとして説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 16 and FIG. 17, the case where the calculation
まず、演算範囲設定部33,233は、画像信号162bの近傍に位置するレーダ検出点161とレーダ検出点165とを通る一次関数を求める。この場合、図16に示すように、レーダ検出点161とレーダ検出点165とを通る一次関数は、直線laに対応した関数となる。演算範囲設定部33,233は、この直線laを中心として所定値eを直線laの上下に加えて形成された領域Scを求める。つぎに、演算範囲設定部33,233は、直線laが通る領域Scを距離演算部20における各画像信号に対する探索範囲として設定する。
First, the calculation
たとえば、演算範囲設定部33,233は、画素列「2」に位置する画像信号162bについては、画素列「2」上における領域Sc上の距離幅Y2を求め、演算範囲設定部33,233は、この距離幅Y2に対応する領域を画像信号162bに対応する探索領域とする。たとえば、この場合、図17に示す右画像信号群16aうち、画像信号162bと同一直線上の領域S11を、画像信号162bに対応する探索範囲とする。距離演算部20は、画像信号162bと整合する画像信号を領域S11内に位置する画像信号の中から検出し、画像信号162bに対応する右画像信号群16aの画像信号と、検出した画像信号との移動量Iをもとに、距離値を演算する。この結果、図18に示すような、演算点162が得られることとなる。また、レーダ検出点165およびレーダ検出点169間に位置する画像信号に関しては、図16に示すように、レーダ検出点165,169を通る直線lbを求め、この直線lbを通る領域Sdをもとに、各画像信号に対応する探索範囲を設定すればよい。
For example, the calculation
このように、演算対象である画像信号ごとに、近接するレーダ検出点をもとに探索範囲を設定することによって、整合が検討される画像信号数が低減され、整合する画像信号を検出するために要する処理時間を短縮することが可能となる。 In this way, for each image signal to be calculated, the search range is set based on the adjacent radar detection points, thereby reducing the number of image signals to be considered for matching and detecting matching image signals. The processing time required for the process can be shortened.
また、図16では、演算範囲設定部33,233は、直線laに所定値eを加えた領域Scをもとに探索範囲を設定した場合について設定したが、図19に示す所定の確率分布に基づいて形成された領域Seをもとに探索範囲を設定してもよい。
In FIG. 16, the calculation
また、演算範囲設定部33,233は、演算対象となる画像信号の近傍に位置するレーダ検出点または演算点をもとに、この演算対象となる画像信号に対応する探索範囲を設定してもよい。たとえば、演算範囲設定部33,233は、図20に示すように、画素列「2」に位置する画像信号に対して探索範囲を設定する場合、隣接するレーダ検出点161をもとに領域S2を設定し、この領域S2における距離幅Y32に対応する領域を探索範囲として設定する。また、演算範囲設定部33,233は、画素列「3」に位置する画像信号に対しては、隣接する演算点である演算点162cをもとに領域S3を設定し、この領域S3の距離幅Y33に対応する領域を探索範囲として設定する。
The calculation
また、本実施の形態1,2では、撮像部10において撮像された画像情報群における位置関係とレーダ60,260における検出範囲における位置関係との整合は、以下のように予め求めたうえで各処理を行う。たとえば、距離計測装置1,201は、形状が既知の物体に対して、撮像部10における撮像処理およびレーダ60,260における検出処理を行い、撮像部10における既知の物体の位置およびレーダ60,260における既知の物体の位置を求める。その後、距離計測装置1,201では、最小2乗法などを用いて、撮像部10における既知の物体の位置およびレーダ60,260における既知の物体の位置の関係を求め、撮像部10において撮像された画像情報群における位置関係とレーダ60,260における検出範囲における位置関係とを整合する。
In the first and second embodiments, the alignment between the positional relationship in the image information group captured by the
また、距離計測装置1,201では、撮像部10の撮像原点とレーダ60,260の検出原点とがずれている場合があっても、撮像点および検出点から距離計測装置1,201までの距離が十分に離れていた場合であれば、撮像原点と検出原点とがほぼ重なっているものとみなすことができる。さらに、撮像部10において撮像された画像情報群における位置関係とレーダ60,260における検出範囲における位置関係との整合が正確に行われている場合には、幾何変換によって、撮像原点と検出原点とのずれを補正することも可能である。
Further, in the
また、実施の形態1,2にかかる距離計測装置1,201では、各画像信号が位置する画素行に各レーダ検出点が所定間隔で位置する場合について説明したが、必ずしも、撮像部10から出力された各画像信号が位置する画素行に各レーダ検出点が存在するとは限らない。この場合、補間部31は、各画像信号の近傍に位置する複数のレーザ検出点をもとに、一次補間法などを用いて判定対象および修正対象となる各画像信号と同一画素行のレーザ補間値を求め、この補間値を用いればよい。
Further, in the
また、本実施の形態1,2における撮像部として、一対のレンズ12a,12bのそれぞれに対応する一対の撮像素子13a,13bを備えた撮像部10について説明したが、これに限らず、図21に示すように、一対の導光光学系と、各導光光学系に対応する撮像領域を有し各導光光学系が導いた光信号を各撮像領域において電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像部110としてもよい(たとえば、本出願人による特開平8−171151参照)。図21に示すように、撮像部110は、一対のミラー111a,111bと、ミラー111a,111bのそれぞれに対応するミラー112a,112bと、レンズ112cと、レンズ112cによって集光された光をアナログ画像信号に変換する撮像素子113と、撮像素子113から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変更するA/D変換部114と、デジタル信号を記憶するフレームメモリ115とを備える。ミラー111a,111bは、車両Cなどの被写体からの光を受光し、ミラー112a,112bは、ミラー111a,111bが受光した光をレンズ112cに反射する。このため、撮像素子113上には、各光学系に対応する画像がそれぞれ結像される。したがって、撮像部110は、図22に示すように、画像116aと画像116bとを含む画像116を出力する。このような画像116a,116bをもとに、距離演算部20において、各画像信号に対応する距離値を演算することが可能である。
Further, the
また、本実施の形態1,2では、複数のカメラを備えた距離計測装置1,201について説明したが、これに限らず、単数のカメラを備えた距離計測装置に適用してもよい。この場合、距離演算部20は、撮像部から出力された画像信号群をもとに、たとえば、シェイプフロムフォーカス法、シェイプフロムデフォーカス法、シェイプフロムモーション法またはシェイプフロムシェーディング法を用いて撮像視野内の距離を演算する。なお、シェイプフロムフォーカス法とは、最もよく合焦したときのフォーカス位置から距離を求める方法である。また、シェイプフロムデフォーカス法とは、合焦距離の異なる複数の画像から相対的なぼけ量を求め、ぼけ量と距離との相関関係をもとに距離を求める方法である。また、シェイプフロムモーション法とは、時間的に連続する複数の画像における所定の特徴点の移動軌跡をもとに物体までの距離を求める方法である。また、シェイプフロムシェーディング法とは、画像における陰影、対象となる物体の反射特性および光源情報をもとに物体までの距離を求める方法である。
In the first and second embodiments, the
また、撮像部10は、いわゆる3眼ステレオカメラ構造を構成してもよく、また、いわゆる4眼ステレオカメラ構造を構成してもよい。3眼ステレオカメラ構造または4眼ステレオカメラ構造である撮像部とした場合、3次元再構成処理などを行なうことによって、信頼性が高く、安定した距離演算結果を得ることができる距離計測装置を実現することが可能となる。特に、複数のカメラを2方向の基線長を持つように配置した場合、複数の物体が複雑な構成で配置する場合であっても、3次元再構成処理が可能となり、安定して距離演算結果を得ることができる。また、この場合、一方向の基線長方向にカメラを複数配置するマルチベースライン方式を採用することが可能となり、高精度の距離計測を実現することができる。
The
また、本実施の形態1,2では、レーダ60,260を備えた距離計測装置1,201について説明したが、レーダ60,260に代えて、赤外光または可視光を送信する半導体レーザ素子、発光ダイオードまたはレーザダイオード等の光源と、物体からの反射光を受信するフォトセンサ等の受光素子などによって実現された検出器を備えた距離計測装置であってもよいし、光波、マイクロ波、ミリ波、超音波等を利用して反射波の遅れから距離を計測するレーダ型検出器を備えた距離計測装置であってもよい。
In the first and second embodiments, the
また、本実施の形態1,2として、車両に搭載される距離計測装置1,201を例に説明したが、これに限らず、他の移動体に搭載される距離計測装置に対して適用してもよい。また、移動体に搭載される距離計測装置に限らず、たとえば、所定位置に固定した状態で検出範囲内の距離計測を行なう距離計測装置に適用してもよい。
Further, as the first and second embodiments, the
1、201 距離計測装置
10 110 撮像部
11a 右カメラ
11b 左カメラ
12a、12b、112c レンズ
13a、13b、113 撮像素子
14a、14b、114 A/D変換部
15a、15b、115 フレームメモリ
16、116、116a、116b 画像
20 距離演算部
24 演算可能範囲
21 演算部
22 メモリ
30、230 制御部
31、231 補間部
33、233 演算範囲設定部
34、234 タイマー
40 出力部
50 記憶部
51、51a、251 検出データ
53、53a、53b、253 演算データ
54、54a、54b、254 距離データ
60、260 レーダ
62、62a、62b レーダ検出範囲
63 非検出範囲
16a 右画像信号群
16b 左画像信号群
162b 画像信号
232 検出範囲探索部
252 探索データ
111a、111b、112a、112b ミラー
C 車両
1, 201
Claims (10)
少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野を有し前記撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像手段と、
前記画像信号群に基づいて前記撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する演算手段と、
前記検出手段の検出値間を前記演算手段の演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手段と、
を備えたことを特徴とする距離計測装置。 Detecting means for detecting a distance to an object located within a predetermined detection range;
An imaging unit having an imaging field including at least the detection range and generating an image signal group corresponding to the imaging field;
A computing means for computing a distance to an object located in the imaging field based on the image signal group;
Interpolating means for generating distance data by combining data within the detection range obtained by interpolating between the detection values of the detection means with the calculation value of the calculation means and data outside the detection range consisting of the calculation value corresponding to outside the detection range When,
A distance measuring device comprising:
前記補間手段は、前記検出範囲探索手段の探索結果に基づいて前記検出範囲内データおよび前記検出範囲外データを取得することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の距離計測装置。 A detection range search means for searching a detection range of the detection means;
The distance measurement according to any one of claims 1 to 3, wherein the interpolation unit acquires the data within the detection range and the data outside the detection range based on a search result of the detection range search unit. apparatus.
前記演算手段は、前記第2の画像信号群の中から前記第1の画像信号群の任意の画像信号と整合する画像信号を検出し、検出した画像信号における前記任意の画像信号からの移動量に基づいて前記撮像視野内に位置する物体までの距離を演算することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の距離計測装置。 The imaging means generates a first group of image signals captured through a first optical path and a second group of image signals captured through a second optical path;
The calculation means detects an image signal that matches an arbitrary image signal of the first image signal group from the second image signal group, and a movement amount of the detected image signal from the arbitrary image signal The distance measuring device according to claim 1, wherein a distance to an object located in the imaging field of view is calculated based on the distance.
一対の光学系と、
一対の光学系が出力する光信号を電気信号に変換する一対の撮像素子と、
を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の距離計測装置。 The imaging means includes
A pair of optical systems;
A pair of image sensors that convert optical signals output by the pair of optical systems into electrical signals;
The distance measuring device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
一対の導光光学系と、
各導光光学系に対応する撮像領域を有し各導光光学系が導いた光信号を各撮像領域において電気信号に変換する撮像素子と、
を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の距離計測装置。 The imaging means includes
A pair of light guiding optical systems;
An imaging device that has an imaging region corresponding to each light guide optical system and converts an optical signal guided by each light guide optical system into an electrical signal in each imaging region;
The distance measuring device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出ステップと、
少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像ステップと、
前記画像信号群に基づいて前記撮像視野に位置する物体までの距離を演算する演算ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された検出値間に前記演算ステップにおいて演算された演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間ステップと、
を含むことを特徴とする距離計測方法。 In a distance measurement method for measuring the distance to an object located within a predetermined range,
A detection step of detecting a distance to an object located within a predetermined detection range;
An imaging step for generating an image signal group corresponding to an imaging field including at least the detection range;
A calculation step of calculating a distance to an object located in the imaging field based on the image signal group;
A distance obtained by combining the detection range data interpolated with the calculation value calculated in the calculation step between the detection values detected in the detection step and the detection range data composed of the calculation value corresponding to the outside of the detection range An interpolation step to generate data;
A distance measurement method comprising:
所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出手順と、
少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像手順と、
前記画像信号群に基づいて前記撮像視野に位置する物体までの距離を演算する演算手順と、
前記検出手順において検出された検出値間に前記演算手順において演算された演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手順と、
を含むことを特徴とする距離計測プログラム。 In a distance measurement program that measures the distance to an object located within a predetermined range,
A detection procedure for detecting a distance to an object located within a predetermined detection range;
An imaging procedure for generating an image signal group corresponding to an imaging field including at least the detection range;
A calculation procedure for calculating a distance to an object located in the imaging field based on the image signal group,
A distance obtained by combining the detection range data interpolated with the calculation value calculated in the calculation procedure between the detection values detected in the detection procedure and the detection range data including the calculation value corresponding to the detection range outside the detection range An interpolation procedure to generate data;
The distance measurement program characterized by including.
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