JP2007240275A - 距離計測装置・撮像装置、距離計測方法・撮像方法、距離計測プログラム・撮像プログラムおよび記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】精度の高い距離情報を取得すること。
【解決手段】本発明にかかる距離計測装置１は、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２４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、レーダ６０における検出値に基づいて演算部２４における演算値が正常または異常であるかを判定する判定部２２と、判定部２２が異常であると判定した演算値を修正する修正部２３と、を備える。本発明にかかる距離計測装置１によれば、判定部２２が異常であると判定した演算値を修正した距離データを出力するため、精度の高い距離情報を取得することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、所定の撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離計測装置・撮像装置、距離計測方法・撮像方法、距離計測プログラム・撮像プログラムおよび記憶媒体に関する。

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、たとえば警報出力などの各種処理を行なう距離計測装置がある。

従来から、このような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１参照）。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。従来の距離計測装置は、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演算する。

特公昭６３−４６３６３号公報

しかしながら、従来の距離計測装置では、外部環境の悪化や撮像部の振動などが発生した場合、撮像部から出力される画像が劣化してしまい、距離情報の精度が低くなるという問題があった。このような精度が低い距離情報を用いた場合、警報出力などの各種処理を正確に行なうことができなかった。

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、光学式の距離計測装置を用いるものであっても、精度の高い距離情報を取得することができる距離計測装置・撮像装置、距離計測方法・撮像方法、距離計測プログラム・撮像プログラムおよび記憶媒体を提供することを目的とする。

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、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、前記検出手段における検出値に基づいて前記演算手段における演算値が正常または異常であるかを判定する判定手段と、前記判定手段が異常であると判定した前記演算値を修正する修正手段と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる距離計測装置は、前記判定手段は、前記検出値と前記演算値との差分値が所定値以内であると判断した場合、前記演算値が正常であると判定することを特徴とする。

また、この発明にかかる距離計測装置は、前記修正手段は、前記演算手段に対して再度演算させることを特徴とする。

また、この発明にかかる距離計測装置は、前記演算手段は、前記演算値とともに該演算値よりも距離分解能の低い候補値を出力し、前記修正手段は、前記演算値を前記検出値との差分値が前記所定値以内である前記候補値に書き替えることを特徴とする。

また、この発明にかかる距離計測装置は、前記修正手段は、前記検出値との差分値が前記所定値以内である前記候補値がないと判断した場合には、修正対象である前記演算値を排除することを特徴とする。

また、この発明にかかる距離計測装置は、前記修正手段は、前記検出値との差分値が前記所定値以内である前記候補値がないと判断した場合には、前記演算値を、所定の関数を用いて補間した補間値に書き替えることを特徴とする。

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。

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。

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。

また、この発明にかかる距離計測装置は、前記検出手段によって予め検出された前記検出値を記憶する記憶手段を備え、前記判定手段は、前記記憶手段に記憶された前記検出値に基づいて前記演算手段における演算値が正常または異常であるかを判定することを特徴とする。

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。

また、この発明にかかる撮像装置は、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、前記演算手段と異なる手段によって求められた前記物体までの距離情報を入力する入力手段と、前記入力手段により入力した距離情報に基づいて前記演算手段における演算値が正常または異常であるかを判定する判定手段と、前記判定手段が異常であると判定した前記演算値を修正する修正手段と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる距離計測方法は、所定の撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離計測方法において、検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出ステップと、前記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内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ける検出値に基づいて前記演算ステップにおける演算値が正常または異常であるかを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて異常と判定された前記演算値を修正する修正ステップと、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかる撮像方法は、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内に位置する物体までの距離を演算する演算ステップと、前記演算ステップと異なるステップによって求められた前記物体までの距離情報を入力する入力ステップと、前記入力ステップにより入力した距離情報に基づいて前記演算ステップにおける演算値が正常または異常であるかを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて異常であると判定した前記演算値を修正する修正ステップと、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかる距離計測プログラムは、所定の撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離計測プログラムにおいて、検出範囲内に位置する物体までの距離を検出し、前記撮像視野に対応する画像信号群を生成し、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し、前記検出手順における検出値をもとに、前記演算手順における演算値が正常または異常であるかを判定し、前記判定手順において異常と判定された前記演算値を修正することを特徴とする。

また、この発明にかかる撮像プログラムは、撮像視野に対応する画像信号群を生成し、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し、前記演算手順と異なる手順によって求められた前記物体までの距離情報を入力し、前記入力手順により入力した距離情報に基づいて前記演算手順における演算値が正常または異常であるかを判定し、前記判定手順において異常であると判定した前記演算値を修正することを特徴とする。

また、この発明にかかる記憶媒体は、検出範囲内に位置する物体までの距離を検出し、所定の撮像視野に対応する画像信号群を生成し、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し、前記検出手順における検出値をもとに、前記演算手順における演算値が正常または異常であるかを判定し、前記判定手順において異常と判定された前記演算値を修正して所定の撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離計測プログラムを記憶することを特徴とする。

また、この発明にかかる記憶媒体は、撮像視野に対応する画像信号群を生成し、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し、前記演算手順と異なる手順によって求められた前記物体までの距離情報を入力し、前記入力手順により入力した距離情報に基づいて前記演算手順における演算値が正常または異常であるかを判定し、前記判定手順において異常であると判定した前記演算値を修正するプログラムを記憶することを特徴とする。

本発明にかかる距離計測装置および撮像装置によれば、検出手段による検出値をもとに演算手段が演算した演算値が正常または異常であるかを判定する判定手段と、判定手段が異常であると判定した演算値を修正する修正手段とを備えることによって、精度の高い距離情報を取得することができ、この距離情報に基づく各種安全運転支援処理を正確に行なうことが可能となる。また、本発明にかかる距離計測方法・撮像方法、距離計測プログラム・撮像プログラムおよび記憶媒体を用いることによって、精度の高い距離情報を取得することができる。

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・撮像装置、距離計測方法・撮像方法、距離計測プログラム・撮像プログラムおよび記憶媒体について、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。

（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。本実施の形態にかかる距離計測装置は、所定の画像信号群を用いて演算された距離演算値を、レーダの検出値をもとに正常または異常であるかを判定し、異常であると判定された演算値を修正する。図１は、本実施の形態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。

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、所定の撮像視野を有し、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、距離演算処理を行なう演算部２４と画像信号群を記憶するメモリ２５とを備え、演算部２４における演算値が正常または異常であるかを判定する判定部２２と判定部２２が異常であると判定した演算値を修正する修正部２３とを有する演算制御部２１をさらに備える。

撮像部１０は、右カメラ１１ａと、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。

距離演算部２０は、演算部２４と、撮像部１０から出力された画像信号群や制御部３０から出力された検出データ５１などを記憶するメモリ２５とを備える。また、距離演算部２０は、判定部２２と修正部２３とを有する演算制御部２１を備える。

演算部２４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２４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。演算部２４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２４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て演算制御部２１に出力する。

演算制御部２１は、演算部２４およびメモリ２５の処理動作を制御する。判定部２２は、レーダ６０による検出データ５１を用いて演算部２４における各演算値が正常または異常であるかを順次判定する。判定部２２は、演算部２４から出力された演算値とレーダ６０による検出値とを比較して、演算値と検出値との差分値が所定値以内であると判断した場合には、この演算値は正常であると判定し、演算値と検出値との差分値が所定値を超えていると判断した場合には、この演算値は異常であると判定する。一方、修正部２３は、判定部２２が異常であると判定した演算値を修正する。修正部２３は、判定部２２が異常であると判定した演算値を演算部２４に再度演算させることによって、判定部２２が異常であると判定した演算値を修正する。演算制御部２１は、判定部２２が正常であると判定した演算値または演算部２４が再度演算した演算値と、撮像視野内における位置情報とをそれぞれ対応させた距離データ５２を制御部３０に出力する。

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。

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。

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５２を記憶する。

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。

つぎに、距離計測装置１が行なう処理動作のうち、距離演算部２０が距離データ５２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、距離演算部２０が距離データ５２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。

図２に示すように、まず、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の検出を指示し、レーダ６０は、制御部３０の指示にしたがい、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行なう（ステップＳ１０１）。レーダ６０は、検出処理が終了した後、制御部３０に検出データ５１を出力する。この場合、制御部３０は、記憶部５０に対して、検出データ５１を記憶させてもよい。次に、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（ステップＳ１０２）、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。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。この場合、制御部３０は、レーダ６０による検出データ５１を距離演算部２０に対して出力する。判定部２２は、この検出データ５１を用いて演算部２４が演算した各演算値に対する判定処理を行なう。

演算制御部２１は、制御部３０からの指示を受け、まず、演算が終了した画像信号の番号ｎを初期化して、ｎ＝０とする（ステップＳ１０４）。演算制御部２１は、演算部２４に対して、撮像部１０から出力された画像信号群のうち、演算対象である画像信号の距離を演算する距離演算処理を指示する。演算部２４は、この画像信号に対する距離演算処理を行ない（ステップＳ１０６）、演算値を演算制御部２１に出力する。判定部２２は、演算部２４から出力された演算値が正常または異常であるかを判定する判定処理を行ない（ステップＳ１０８）、判定結果を出力する。演算制御部２１は、判定部２２から出力された判定が正常判定または異常判定のいずれかであるかを判断し（ステップＳ１１０）、判定が正常判定であると判断した場合には（ステップＳ１１０：正常判定）、この演算値に対して修正する必要はないため、この演算値を演算データ５２の一部として採用する。一方、演算制御部２１は、判定部２２から出力された判定が異常判定であると判定した場合には（ステップＳ１１０：異常判定）、修正部２３に対して、この演算値に対する修正処理を指示する。修正部２３は、この演算値に対して修正処理を行ない（ステップＳ１１２）、修正値を出力する。この場合、演算制御部２１は、この修正値を演算データ５２の一部として採用する。

つぎに、この画像信号に対する演算が終了したため、演算制御部２１は、番号ｎをｎ＝ｎ＋１とする（ステップＳ１１４）。その後、演算制御部２１は、ｎ＝Ｎ（Ｎは、画像信号群に含まれる画像信号の全数量に対応する番号である。）か否かを判断し（ステップＳ１１６）、画像信号群に含まれる全ての画像信号について演算が終了したか否かを検討する。演算制御部２１がｎ＝Ｎでない（ステップＳ１１６：Ｎｏ）、すなわち、全ての画像信号に対して演算が終了していないと判断した場合には、ステップＳ１０６に進み、次に演算対象となる画像信号に対して上述した処理手順と同様の処理手順を行なう。一方、演算制御部２１がｎ＝Ｎである（ステップＳ１１６：Ｙｅｓ）、すなわち、全ての画像信号に対して演算が終了したと判断した場合には、演算制御部２１は、判定部２２によって正常であると判定された演算値または修正部２３によって修正された修正値と、撮像視野内における各位置情報とをそれぞれ対応させた距離データ５２を制御部３０に出力する（ステップＳ１１８）。

つぎに、図２に示す判定処理について説明する。図３は、図２に示す判定処理の処理手順を示すフローチャートである。図３に示すように、判定部２２は、まず、演算部２４が演算した演算値を取得する（ステップＳ１２２）。判定部２２は、レーダ６０から出力された検出データ５１のうち、演算対象である画像信号に対応する位置情報と最も近接する位置情報を有する検出値を取得する（ステップＳ１２４）。つぎに、判定部２２は、演算値と検出値とを比較し、演算値と検出値との差分値は所定値内であるか否かを判断する（ステップＳ１２６）。所定値は、レーダ６０における検出誤差および演算部２４における演算誤差などに対応する値であり、演算値と検出値との差分値がこの所定値以内である場合には、この画像信号に対応する演算値は必要精度を満たしているものと考えられる。判定部２２は、演算値と検出値との差分値は所定値以内であると判断した場合には（ステップＳ１２６：Ｙｅｓ）、必要精度を満たすため、この演算値は正常であると判定する（ステップＳ１２８）。一方、判定部２２は、演算値と検出値との差分値は所定値以内ではない、すなわち、所定値を超えていると判断した場合には（ステップＳ１２６：Ｎｏ）、必要精度を満たしていないため、この演算値は異常であると判定する（ステップＳ１３０）。判定部２２は、正常または異常であるとの判定結果を演算制御部２１に出力して（ステップＳ１３２）、判定処理を終了する。

つぎに、図３に示す判定処理について、図４を参照して、具体的に説明する。図４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が検出した検出距離および演算部２４が演算した演算距離を示す。また、図４では、画素列「１」，「４」，「７」，「１０」に対応する位置にレーダ６０による検出点があったものとする。なお、図４では、レーダ検出点を「○」で示し、演算部２４によって演算された演算点を「●」で示す。

まず、判定部２２が画素列「１」の演算点Ｃ１に対して判定処理を行なう場合について説明する。この場合、判定部２２は、演算点Ｃ１に最も近接するレーダ検出点として、同じ画素列「１」に位置するレーダ検出点Ｆ１を取得し（ステップＳ１２４）、演算点Ｃ１とレーダ検出点Ｆ１とを比較する。判定部２２は、図４に示すように、演算点Ｃ１とレーダ検出点Ｆ１との差分値Ｄ１が所定値Ｄ以内であると判断した場合には（ステップＳ１２６：Ｙｅｓ）、この演算点Ｃ１は正常であると判定する（ステップＳ１２８）。つぎに、判定部２２は、画素列「２」の演算点Ｃ２に対して判定処理を行なう場合、演算点Ｃ２に最も近接するレーダ検出点として、画素列「２」の隣の画素列「１」に位置するレーダ検出点Ｆ１を取得する（ステップＳ１２４）。判定部２２は、この演算点Ｃ２とレーダ検出点Ｆ１との差分値Ｄ２が所定値Ｄ以内であると判断した場合には（ステップＳ１２６：Ｙｅｓ）、この演算点Ｃ２であると判定する（ステップＳ１２８）。

また、判定部２２は、画素列「４」の演算点Ｃ４に対して判定処理を行なう場合、画素列「４」に位置するレーダ検出点Ｆ４を取得し（ステップＳ１２４）、この演算点Ｃ４とレーダ検出点Ｆ４とを比較する。この場合、図４に示すように、演算点Ｃ４とレーダ検出点Ｆ４との差分値Ｄ４が所定値Ｄを超えているため（ステップＳ１２６：Ｎｏ）、判定部２２は、この演算点Ｃ４は異常であると判定する（ステップＳ１３０）。さらに、判定部２２は、画素列「５」の演算点Ｃ５に対して判定処理を行なう場合、画素列「５」に最も近接する画素列「４」に位置するレーダ検出点Ｆ４を取得し（ステップＳ１２４）、この演算点Ｃ５とレーダ検出点Ｆ４とを比較する。この場合、図４に示すように、演算点Ｃ５とレーダ検出点Ｆ４との差分値Ｄ５が所定Ｄを超えているため（ステップＳ１２６：Ｎｏ）、判定部２２は、この演算点Ｃ５は異常であると判定する。このように、判定部２２は、判定対象となる演算値と、この演算値が対応する画像信号に最も近接した位置にあるレーダ検出点とを比較することによって判定処理を行なう。

つぎに、図２に示す修正処理について説明する。図５は、図２に示す修正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、修正処理の指示を受けた修正部２３は、演算部２４に対して、画像信号群の中から、修正対象となる演算値が対応する画像信号の再度取得を指示し、演算部２４は、指示された画像信号を画像信号群の中から取得する（ステップＳ１４２）。修正部２３は、演算部２４に対して、取得した画像信号に対する距離演算処理を指示し、演算部２４は、距離演算処理を行ない（ステップＳ１４４）、演算値を修正部２３に出力する。修正部２３は、この演算値を修正値として演算制御部２１に出力し、修正処理を終了する。図５に示すように、修正部２３は、演算部２４に対して、判定部２２によって異常と判定された演算値に対応する画像信号の再距離演算処理を指示する。

このように、本実施の形態１にかかる距離計測装置１では、判定部２２は、レーダ６０による検出値をもとに演算部２４が演算した演算値が正常であるか否かを判定する。一方、修正部２３は、判定部２２が異常であると判定した演算値を、演算部２４に再度演算させることによって修正している。この結果、演算制御部２１は、判定部２２が正常であると判定した演算値および修正部２３が修正した修正値を含む距離データ５２を出力する。したがって、演算制御部２１から出力される距離データ５２には、判定部２２が異常であると判定した演算値は含まれていない。このため、本実施の形態１にかかる距離計測装置１は、精度の高い距離データ５２を出力することができ、この距離データ５２に基づく各種安全運転支援処理を正確に行なうことが可能となる。

（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、再度距離演算処理を行なうことによって異常であると判定された演算値を修正したが、実施の形態２では、異常であると判定された演算値を、距離演算処理において出力された候補値のうち所定の条件を満たす候補値に書き換えて修正する。

図６は、実施の形態２にかかる距離計測像値の概略構成を示すブロック図である。図６に示すように、本実施の形態２にかかる距離計測装置２０１では、距離演算部２２０は、修正部２２に代えて修正部２２３を有する距離制御部２２１と、演算部２４に代えて演算部２２４とを備える。

距離演算部２２０は、実施の形態１における距離演算部２０と同様に、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。演算部２２４は、実施の形態１における演算部２４と同様に機能するとともに、演算値とともに、この演算値よりも距離分解能の低い候補値を出力する。演算部２２４は、右画像信号群の中から任意の画像信号と最も整合する第１の画像信号に基づく演算結果を演算値として出力する。演算部２２４は、任意の画像信号との整合度が第１の画像信号の次に高い第２の画像信号に基づく演算値を第２候補値として出力する。演算部２２４は、任意の画像信号との整合度の高さ順にしたがって、第３候補値、第４候補値以降をさらに出力してもよい。

演算制御部２２１は、実施の形態１における演算制御部２１と同様の機能を有する。修正部２２３は、判定部２２が異常であると判定した演算値を、この演算値とともに演算部２４から出力された候補値のうち、レーダ６０による検出値との差分値が所定値以内である候補値に書き換える。また、修正部２２３は、レーダ６０による検出値との差分値が所定値以内である候補値がないと判断した場合には、この演算値を採用せず、排除する。演算制御部２２１は、判定部２２が正常であると判定した演算値および修正部２２３によってレーダ６０による検出値との差分値が所定値以内であると判断された候補値を含む距離データ２５２を制御部３０に出力する。

つぎに、距離計測装置２０１が行なう処理動作のうち、距離演算部２２０が距離データ２５２を出力するまでの処理動作について説明する。図７は、図６に示す距離計測装置２０１において、距離演算部２２０が距離データ２５２を出力するまでの処理動作を示すフローチャートである。

図７に示すように、距離計測装置２０１は、実施の形態１と同様の処理手順を行なうことによって、レーダ６０による検出処理（ステップＳ２０１）、撮像部１０による撮像処理（ステップＳ２０２）、演算が終了した画像信号の番号ｎの初期化処理、すなわちｎ＝０化処理（ステップＳ２０４）、演算部２２４による距離演算処理（ステップＳ２０６）を行なう。演算部２２４は、距離演算処理において、演算値とともに候補値を演算制御部２２１に対して出力する。判定部２２２は、図３に示す処理手順の同様の処理手順を行なうことによって判定処理を行ない（ステップＳ２０８）、演算制御部２２１は、判定処理における判定が正常判定または異常判定であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。演算制御部２２１は、判定が正常判定であると判断した場合には（ステップＳ２１０：正常判定）、演算部２２４から出力された演算値を演算データ２５２の一部として採用する。一方、演算制御部２２１は、判定結果が異常判定であると判断した場合には（ステップＳ２１０：異常判定）、修正部２２３に対して、この演算値に対する修正処理を指示し、修正部２２３は、修正処理を行なう（ステップＳ２１２）。演算制御部２２１は、修正部２２３から出力された修正結果をもとに修正値の採用を行なう。

その後、実施の形態１と同様に、演算制御部２２１は、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ２１４）、ｎ＝Ｎであるか否かを判断し（ステップＳ２１６）、ｎ＝Ｎでないと判断した場合には（ステップＳ２１６：Ｎｏ）、ステップＳ２０６に進み、次に演算対象となる画像信号に対して上述した処理手順と同様の処理手順を行なう。また、演算制御部２２１は、ｎ＝Ｎであると判断した場合には（ステップＳ２１６：Ｙｅｓ）、判定部２２によって正常であると判定された演算値または修正部２２３から出力された修正結果と、撮像視野内における各位置情報とをそれぞれ対応させた距離データ２５２を制御部３０に出力する（ステップＳ２１８）。

つぎに、図７に示す修正処理について説明する。図８は、図７に示す修正処理の処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、修正部２２３は、まず、演算部２２４から出力された候補値のうち、第２候補値を選択する（ステップＳ２４２）。つぎに、修正部２２３は、レーダ６０による検出値と選択した候補値との差分値は所定値以内であるか否かを判断する（ステップＳ２４４）。修正部２２３は、レーダ６０による検出値と選択した候補値との差分値は所定値内であると判断した場合には（ステップＳ２４４：Ｙｅｓ）、判定部２２によって異常であると判定された演算値を、この候補値に書き換えて（ステップＳ２４６）、修正値として出力する。この候補値は、距離計測精度の高いレーダ６０による検出値との差分値が誤差範囲内であるため、判定部２２によって異常であると判定された演算値と比較し、演算結果として適当であると考えられるためである。演算制御部２２１は、この修正結果を受け、修正部２２３から出力された修正値を採用することとなる。

一方、修正部２２３は、レーダ６０による検出値と選択した候補値との差分値は所定値以内でないと判断した場合には（ステップＳ２４４：Ｎｏ）、この候補値は、距離精度の高いレーダ６０による検出値と誤差以上の差を有するため、演算結果として適当でないと考えられる。このため、修正部２２３は、演算結果として適当である候補値をさらに検討するため、次の候補値があるか否かを判断する（ステップＳ２４８）。修正部２３３は、第３候補値などの次の候補値がある場合には（ステップＳ２４８：Ｙｅｓ）、次の候補値を選択し（ステップＳ２４９）、ステップＳ２４４に進み、レーダ６０による検出値と選択した候補値との差分値は所定値内であるか否かを判断する。また、修正部２２３は、次の候補値はないと判断した場合には（ステップＳ２４８：Ｎｏ）、必要精度を満たす演算値および候補値がないため、この演算値を演算値なしとして排除する（ステップＳ２５０）。演算制御部２２１は、この演算値が排除された演算データ２５２を作成することとなる。

つぎに、図８に示す修正処理について、演算点の他に第２候補値が出力された場合を例とし、図９を参照して具体的に説明する。図９は、図４と同様に、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、縦軸に検出距離および演算距離を示す。また、図４と同様に、レーダ検出点を「○」で示し、演算部２２４による演算点を「●」で示す。

図９に示すように、画素列「４」の演算点Ｃ４について、判定部２２は、判定処理において、演算点Ｃ４とレーダ検出点Ｆ４との差分値Ｄ４が所定値Ｄを超えているため、異常であると判定する。つぎに、修正部２２３は、修正処理において、第２候補値である演算点Ｃ４２を選択し（ステップＳ２４２）、選択した演算点Ｃ４２とレーダ検出点Ｆ４との差分値を求める。演算点Ｃ４２とレーダ検出点Ｆ４との差分値Ｄ４２は所定値Ｄ以内であるため（ステップＳ２４４：Ｙｅｓ）、修正部２２３は、演算点Ｃ４２を演算点として設定し、演算点Ｃ４を演算点Ｃ４２に書き換え（ステップＳ２４６）、画素列「４」に位置する演算値の修正処理を終了する。

一方、画素列「５」の演算点Ｃ５では、第２候補値として選択した演算点Ｃ５２とレーダ検出点Ｆ４との差分値Ｄ５２は、所定値Ｄを超えているため（ステップＳ２４４：Ｎｏ）、修正部２２３は、第２候補値である演算点Ｃ５２を採用せず、次の候補値があるか否かを判断する（ステップＳ２４８）。この場合、図９に示すように、画素列「５」においては次の候補値がないため（ステップＳ２４８：Ｎｏ）、修正部２２３は、演算点Ｃ５を排除し（ステップＳ２５０）、画素列「５」に対応する演算値の修正処理を終了する。

このように、実施の形態２では、修正部２２３は、判定部２２によって異常であると判定された演算値を、演算部２２４から出力された候補値のうち、検出精度の高いレーダ６０による検出値との差分値が所定値以内である候補値に書き換えて修正している。また、修正部２２３は、レーダ６０による検出値との差分値が所定値以内である候補値がない場合には、修正対象である演算値を排除し、精度の低い演算値の出力を防止している。このため、演算制御部２２１から出力される距離データ２５２には、判定部２２によって正常であると判定された演算値のほか、修正部２２３によってレーダ６０による検出値との差分値が所定値以内であると判断された候補値のみが含まれ、レーダ６０による検出値との差分値が所定値を超えた値は含まれていない。この結果、本実施の形態２にかかる距離計測装置２０１は、精度の高い距離データ２５２を出力することができ、この距離データ２５２に基づく各種安全運転支援処理を正確に行なうことが可能となる。

（実施の形態３）
つぎに、実施の形態３について説明する。実施の形態３では、修正処理において、レーダ６０による検出値との差分値が所定値以内である候補値がない場合には、修正対象である演算点を排除し、所定の関数を用いて補間値で書き換える。

図１０は、実施の形態３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、本実施の形態３にかかる距離計測装置３０１における距離演算部３２０は、実施の形態１における修正部２３に代えて、修正部３２３を有する距離制御部３２１を備える。修正部３２３は、判定部２２が異常であると判定した演算値を、この演算値とともに出力された各候補値のうちレーダ６０による検出値との差分値が所定値以内である候補値に書き換える。また、修正部３２３は、レーダ６０による検出値との差分値が所定値以内である候補値がないと判断した場合には、修正対象である演算値を、所定の関数を用いて補間した補間値に書き換える。演算制御部３２１は、判定部２２が正常であると判定した演算値、修正部３２３によってレーダ６０による検出値との差分値が所定値以内であると判断された候補値または修正部３２３によって補間された補間値を含む距離データ３５２を制御部３０に出力する。

つぎに、距離計測装置３０１が行なう処理動作のうち、距離演算部３２０が距離データ３５２を出力するまでの処理動作について説明する。図１１は、図１０に示す距離計測装置３０１において、距離演算部３２０が距離データ３５２を出力するまでの処理動作を示すフローチャートである。

図１１に示すように、距離計測装置３０１は、実施の形態１と同様の処理手順を行なうことによって、レーダ６０による検出処理（ステップＳ３０１）、撮像部１０による撮像処理（ステップＳ３０２）、演算が終了した画像信号の番号ｎの初期化処理、すなわちｎ＝０化処理（ステップＳ３０４）を行なう。演算部２２４は、実施の形態２と同様の処理手順を行なうことによって、距離演算処理（ステップＳ３０６）を行なう。判定部２２は、図３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判定処理を行なう（ステップＳ３０８）。演算制御部３２１は、判定処理における判定が正常判定または異常判定であるかを判断し（ステップＳ３１０）、判定が正常判定であると判断した場合には（ステップＳ３１０：正常判定）、実施の形態１と同様に、演算部２２４から出力された演算値を演算データ３５２の一部として採用する。一方、演算制御部３２１は、判定が異常判定であると判断した場合には（ステップＳ３１０：異常判定）、修正部３２３に対して修正処理を指示し、修正部３２３は修正処理を行なう（ステップＳ３１２）。演算制御部２２１は、修正部２２３の修正結果をもとに、修正値の採用または補間値の採用を行なう。

次いで、実施の形態１と同様に、演算制御部３２１は、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ３１４）、ｎ＝Ｎであるか否かを判断し（ステップＳ３１６）、ｎ＝Ｎでないと判断した場合には（ステップＳ３１６：Ｎｏ）、ステップＳ３０６に進み、次に演算対象である画像信号に対して上述した処理手順と同様の処理手順を行なう。また、ｎ＝Ｎであると判断した場合には（ステップＳ３１６：Ｙｅｓ）、演算制御部３２１は、距離データ３５２を制御部３０に出力する（ステップＳ３１８）。

つぎに、図１１に示す修正処理について説明する。図１２は、図１１に示す修正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、修正部３２３は、実施の形態２における修正処理と同様に、演算部２２４から出力された第２候補値を選択し（ステップＳ３４２）、レーダ６０による検出値と選択した候補値との差分値は所定値以内であるか否かを判断し（ステップＳ３４４）、レーダ６０による検出値と選択した候補値との差分値は所定値以内であると判断した場合には（ステップＳ３４４：Ｙｅｓ）、演算値を、この候補値に書き換えて（ステップＳ３４６）、修正値として出力する。また、修正部３２３は、実施の形態２における修正処理と同様に、レーダ６０による検出値と選択した候補値との差分値は所定値以内でないと判断した場合には（ステップＳ３４４：Ｎｏ）、次の候補値はあるか否かを判断し（ステップＳ３４８）、次の候補値がある場合には（ステップＳ３４８：Ｙｅｓ）、この次の候補値を選択し（ステップＳ３４９）、ステップＳ３４４に進み、レーダ６０による検出値と選択した候補値との差分値は所定値以内であるかを判断する。

一方、修正部３２３は、次の候補値がないと判断した場合には（ステップＳ３４８：Ｎｏ）、実施の形態２における修正処理と同様に、この演算値を、演算値なしとして排除する（ステップＳ３５０）。修正部３２３は、排除した演算値を所定の関数を用いて補間する補間処理を行なう（ステップＳ３５２）。この補間処理では、レーダ６０による検出値、判定部２２が正常であると判定した演算値または修正部３２３がレーダ６０による検出値と選択した候補値との差分値は所定値以内であると判断した候補値をもとに、たとえば一次関数を用いて補間し、補間値を求める。したがって、修正部３２３は、この演算値を補間値に書き換え、この書き換えた補間値を修正結果として演算制御部３２１に出力する。この修正結果を受け、演算制御部３２１は補間値を採用する。

つぎに、図１２に示す修正処理について図１３を参照して具体的に説明する。図１３は、図４と同様に、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、縦軸に検出距離および演算距離を示す。また、図４と同様に、レーダ検出点を「○」で示し、演算部２２４による演算点を「●」で示す。また、補間処理において求められた補間点を「△」で示す。以下、図１３に示す画素列「５」の演算値を修正する場合について説明する。

図１３に示すように、判定処理において、判定部２２は、演算点Ｃ５と画素列「４」のレーダ検出点Ｆ４との差分値Ｄ５は、所定値Ｄを超えているため、演算点Ｃ４は、異常であると判定する。つぎに、修正部３２３は、次の候補値を選択する。この場合、次の候補値がないため（ステップＳ３４８：Ｎｏ）、修正部３２３は、この演算点Ｃ５を排除し（ステップＳ３５０）、レーダ検出点Ｆ４，Ｆ７を用いた補間処理を行なう（ステップＳ３５２）。具体的には、修正部３２３は、レーダ検出点Ｆ４，Ｆ７を通る直線ｌ５を求める。つぎに、修正部３２３は、この直線ｌ５を用いて、画素列「５」に対応する補間点Ｃ５３を求め、演算点Ｃ５を補間点Ｃ５３に書き換える。なお、図１３では、レーダ検出点Ｆ４，Ｆ７をもとに補間処理を行なった場合について例示したが、レーダ検出点のほかに、判定部２２によって正常と判定された演算値および修正部３２３レーダ６０による検出値との差分値が所定値以内であると判断された候補値をもとに補間処理を行なってもよい。

このように、実施の形態３では、修正部３２３は、レーダ６０による検出値と所定値以内である候補値がない場合には、判定部２２によって異常であると判定された演算値を所定関数を用いて求めた補間値に書き換えている。また、この補間値は、検出精度の高いレーダ６０の検出値、判定部２２によって正常であると判定された演算値または修正部３２３によってレーダ６０による検出値との差分値が所定値以内であると判断された候補値をもとに求められているため、要求された精度を満たす値であると考えられる。この結果、演算制御部３２１が出力する距離データ３５２は、判定部２２によって正常であると判定された演算値、修正部３２３によってレーダ６０による検出値との差分値が所定値以内であると判断された候補値および補間値によって構成される。このため、本実施の形態３に係る距離計測装置３０１は、精度が高く、演算対象である全ての画像信号に対応した演算値を含む距離データ３５２を出力することができ、この距離データ３５２に基づく各種安全運転支援処理を正確に行なうことができる。

（実施の形態４）
つぎに、実施の形態４について説明する。実施の形態１〜３では、距離演算部２０，２２０，３２０が各画像信号に対応する演算値ごとに判定処理および修正処理を行ない、判定処理および修正処理を終了した距離データを出力する場合について説明したが、実施の形態４では、距離演算部から出力された演算データを構成する各演算値に対して判定処理および修正処理を行なう。

図１４は、実施の形態４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１４に示すように、本実施の形態４にかかる距離計測装置４０１は、実施の形態１における制御部３０に代えて、演算制御部４３１を有する制御部４３０を備える。また、距離計測装置４０１は、演算部４２４とメモリ４２５とを有する距離演算部４２０を備える。

距離演算部４２０は、実施の形態１における演算部２４と同様に、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４２４と、実施の形態１におけるメモリ２５と同様に機能するメモリ４２５とを備え、演算部４２４が演算した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４５２を出力する。

制御部４３０は、実施の形態１における制御部３０と同様に、撮像部１０、距離演算部４２０、出力部４０、記憶部５０およびレーダ６０の処理動作を制御する。演算制御部４３１は、判定部３４２と修正部４３３とを備える。演算制御部４３１は、距離演算部４２０における処理動作を制御するとともに、判定部４３２および修正部４３３の処理動作を制御する。判定部４３２は、レーダ６０から出力された検出データ５１をもとに、距離演算部４２０から出力された演算データ４５２に各演算値が正常であるか否かを判定する。具体的には、判定部４３２は、演算データ４５２の各演算値と、レーダ６０による検出値とをそれぞれ比較し、検出値と演算値との差分値が所定値以内であると判断した場合には、この演算値は正常であると判定し、検出値と演算値との差分値が所定値を超えていると判断した場合には、この演算値は異常であると判定する。修正部４３３は、判定部４３２によって異常であると判定された演算値を修正する。また、演算制御部４３１は、距離演算部４２０から出力された演算データ４５２のうち、異常であると判定された演算値を修正した距離データ４５３を作成し、出力する。

つぎに、図１４に示す距離計測装置４０１が行なう処理動作のうち、演算制御部４３１が距離データ４５３を出力するまでの処理動作について説明する。図１５は、図１４に示す距離計測装置４０１において、演算制御部４３１が距離データ４５３を出力するまでの処理動作について説明する。

図１５に示すように、レーダ６０は、制御部４３０の制御のもと、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行なう（ステップＳ４０１）。制御部４３０は、レーダ６０から検出データ５１を受信する（ステップＳ４０２）。つぎに、撮像部１０は、制御部４３０の制御のもと、撮像処理を行なう（ステップＳ４０３）。その後、距離演算部４２０は、距離演算処理を行ない（ステップＳ４０４）、演算データ４５２を制御部４３０に出力する。制御部４３０は、この演算データ４５２を受信する（ステップＳ４０６）。

つぎに、制御部４３０は、受信した演算データ４５２の各演算値に対する判定処理および修正処理を行なう。まず、演算制御部４３１は、判定が終了した画像信号の番号ｍを初期化して、ｍ＝０とする（ステップＳ４１０）。その後、演算データ４５２および検出データ５１の中から、判定対象となる演算値と、検出値とを取得する（ステップＳ４１１）。ここで、判定部２２は、判定対象である演算値に対応する位置情報と最も近接する位置情報を有する検出値を取得している。判定部４３２は、この演算値と検出値とを比較して、演算値と検出値との差分値は所定値以内であるか否かを判断する（ステップＳ４１２）。判定部４３２は、演算値と検出値との差分値が所定値以内であると判断した場合には（ステップＳ４１２：Ｙｅｓ）、この演算値は正常であると判断する（ステップＳ４１４）。一方、判定部４３２は、演算値と検出値との差分値が所定値以内でなく、所定値を超えていると判断した場合には（ステップＳ４１２：Ｎｏ）、この演算値は異常であると判定する（ステップＳ４１６）。演算制御部４３１は、修正部４３３に対して、判定部４３２によって異常であると判定された演算値に対する修正処理を指示し、修正部４３３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、この演算値に対する修正処理を行ない（ステップＳ４１８）、修正結果を演算制御部４３１に対して出力する。

演算制御部４３１は、この演算値に対する判定処理、修正処理が終了したため、番号ｍをｍ＝ｍ＋１として（ステップＳ４２０）、ｍ＝Ｍ（Ｍは、演算データ４５２に含まれる全ての画像信号の数量に対応する番号である。）であるか否かを判断し（ステップＳ４２２）、演算データ４５２に含まれる全ての演算値に対する判定が終了したか否かを判断する。演算制御部４３１は、ｍ＝Ｍでないと判断した場合には（ステップＳ４２２：Ｎｏ）、演算制御部４３１は、次に判定の対象となる演算値に対して、上述した処理手順と同様の処理手順を行ない、この演算値が正常であるか否かを判定する。一方、演算制御部４３１は、ｍ＝Ｍであると判断した場合には（ステップＳ４２２：Ｙｅｓ）、全ての演算値に対する判定が終了したものと考えられるため、判定部４３２によって正常であると判定された演算値および判定部４３２によって異常であると判定された演算値の修正値と、撮像視野内における各位置情報とを対応させた距離データ４５３を出力する。

このように、本実施の形態４では、距離演算部４２０から出力された演算データ４５２を構成する各演算値に対して正常または異常であるかを判定し、異常であると判定された演算値を修正した距離データ４５３を出力する。このため、本実施の形態４にかかる距離計測装置４０１は、精度の高い距離データを出力することができ、実施の形態１と同様の効果を奏することが可能となる。

なお、本実施の形態４における修正処理として、図５に示す処理手順と同様の処理手順を行なう修正処理について説明したが、これに限らず、図８に示す処理手順と同様の処理手順を行なう修正処理を行なってもよい。また、本実施の形態４にかかる修正処理として、図１２に示す処理手順と同様の処理手順を行なう修正処理を行なってもよい。いずれの修正処理を行なった場合も、精度の高い距離データ４５３を出力することが可能となる。

また、実施の形態１〜４では、距離データを出力する一連の処理動作のうち、レーダ６０による検出処理を含む場合について説明したが、これに限らず、レーダ６０によって予め検出され記憶部５０に記憶されていた検出データを用いて判定処理および／または修正処理を行なうことによって、検出処理を省略してもよい。この場合、演算データ４５２の各演算値に対して、より正確な判定を行なうために、記憶部５０に最も新しく記憶された検出データを用いることが好ましい。

また、本実施の形態１〜４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１，２０１，３０１，４０１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１，２０１，３０１，４０１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における検出範囲における位置関係とを整合する。

また、距離計測装置１，２０１，３０１，４０１では、撮像部１０の撮像原点とレーダ６０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１，２０１，３０１，４０１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。

また、実施の形態１〜４にかかる距離計測装置１，２０１，３０１，４０１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、演算制御部２１、２２１，３２１，４３１は、判定対象および修正対象となる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、この補間値を用いて判定処理および修正処理を行えばよい。

また、本実施の形態１〜４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１６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１６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１７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２０，２２０，３２０，４２０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。

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。

また、本実施の形態１〜４では、複数のカメラを備えた距離計測装置１，２０１，３０１，４０１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２０，２２０，３２０，４２０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。単数のカメラを備えた距離計億装置においても、上述した処理手順と同様の処理手順を行なうことによって、各距離計測方法を用いて演算された演算値をレーダの検出値をもとに正常または異常であるかを判定し、異常であると判定された演算値を修正すればよい。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。

また、本実施の形態では、レーダ６０を備えた距離計測装置１，２０１，３０１，４０１について説明したが、レーダ６０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。

また、本実施の形態１〜４として、車両に搭載される距離計測装置１、２０１，３０１，４０１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。また、本実施の形態１〜４として、距離計測装置１，２０１，３０１，４０１について説明したが、もちろん距離計測を外部装置に指示する撮像装置であってもよい。また、実施の形態１〜４にかかる距離計測装置１、２０１，３０１，４０１においては、記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、記憶部５０に記憶させ、このプログラムを読み出すことによって、各処理が行われる。

実施の形態１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１に示す距離計測装置において演算結果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。 図２に示す判定処理の処理手順を示すフローチャートである。 図３に示す判定処理を説明する図である。 図２に示す修正処理の処理手順を示すフローチャートである。 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６に示す距離計測装置において演算結果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。 図７に示す修正処理の処理手順を示すフローチャートである。 図８に示す修正処理を説明する図である。 実施の形態３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に示す距離計測装置において演算結果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。 図１１に示す修正処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１２に示す修正処理を説明する図である。 実施の形態４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１２に示す距離計測装置において演算結果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。 図１に示す撮像部の概略構成の他の例を示すブロック図である。 図１６に示す撮像部から出力される画像の一例を示す図である。

符号の説明

１、２０１、３０１、４０１ 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
２０、２２０、３２０、４２０ 距離演算部
２１、２２１、３２１、４３１ 演算制御部
２２、４３２ 判定部
２３、２２３、３２３、４３３ 修正部
２４、２２４、４２４ 演算部
２５、４２５ メモリ
３０、４３０ 制御部
４０ 出力部
５０ 記憶部
５１ 検出データ
５２、２５２、３５２、５４３ 距離データ
６０ レーダ
１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ ミラー
１１６、１１６ａ、１１６ｂ 画像
４５２ 演算データ
Ｃ 車両

Claims (18)

1. 所定の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、
   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、
   前記検出手段における検出値に基づいて前記演算手段における演算値が正常または異常であるかを判定する判定手段と、
   前記判定手段が異常であると判定した前記演算値を修正する修正手段と、
   を備えたことを特徴とする距離計測装置。
2. 前記判定手段は、前記検出値と前記演算値との差分値が所定値以内であると判断した場合、前記演算値が正常であると判定することを特徴とする請求項１に記載の距離計測装置。
3. 前記修正手段は、前記演算手段に対して再度演算させることを特徴とする請求項１または２に記載の距離計測装置。
4. 前記演算手段は、前記演算値とともに該演算値よりも距離分解能の低い候補値を出力し、
   前記修正手段は、前記演算値を前記検出値との差分値が前記所定値以内である前記候補値に書き替えることを特徴とする請求項２または３に記載の距離計測装置。
5. 前記修正手段は、前記検出値との差分値が前記所定値以内である前記候補値がないと判断した場合には、修正対象である前記演算値を排除することを特徴とする請求項４に記載の距離計測装置。
6. 前記修正手段は、前記検出値との差分値が前記所定値以内である前記候補値がないと判断した場合には、前記演算値を、所定の関数を用いて補間した補間値に書き替えることを特徴とする請求項４に記載の距離計測装置。
7. 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請求項１〜６のいずれか一つに記載の距離計測装置。
8. 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請求項１〜７のいずれか一つに記載の距離計測装置。
9. 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請求項１〜７のいずれか一つに記載の距離計測装置。
10. 前記検出手段によって予め検出された前記検出値を記憶する記憶手段を備え、
    前記判定手段は、前記記憶手段に記憶された前記検出値に基づいて前記演算手段における演算値が正常または異常であるかを判定することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の距離計測装置。
11. 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請求項１〜１０のいずれか一つに記載の距離計測装置。
12. 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、
    前記演算手段と異なる手段によって求められた前記物体までの距離情報を入力する入力手段と、
    前記入力手段により入力した距離情報に基づいて前記演算手段における演算値が正常または異常であるかを判定する判定手段と、
    前記判定手段が異常であると判定した前記演算値を修正する修正手段と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
13. 所定の撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離計測方法において、
    検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出ステップと、
    前記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内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ける検出値に基づいて前記演算ステップにおける演算値が正常または異常であるかを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにおいて異常と判定された前記演算値を修正する修正ステップと、
    を含むことを特徴とする距離計測方法。
14. 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内に位置する物体までの距離を演算する演算ステップと、
    前記演算ステップと異なるステップによって求められた前記物体までの距離情報を入力する入力ステップと、
    前記入力ステップにより入力した距離情報に基づいて前記演算ステップにおける演算値が正常または異常であるかを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにおいて異常であると判定した前記演算値を修正する修正ステップと、
    を含むことを特徴とする撮像方法。
15. 所定の撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離計測プログラムにおいて、
    検出範囲内に位置する物体までの距離を検出し、
    前記撮像視野に対応する画像信号群を生成し、
    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し、
    前記検出手順における検出値をもとに、前記演算手順における演算値が正常または異常であるかを判定し、
    前記判定手順において異常と判定された前記演算値を修正することを特徴とする距離計測プログラム。
16. 撮像視野に対応する画像信号群を生成し、
    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し、
    前記演算手順と異なる手順によって求められた前記物体までの距離情報を入力し、
    前記入力手順により入力した距離情報に基づいて前記演算手順における演算値が正常または異常であるかを判定し、
    前記判定手順において異常であると判定した前記演算値を修正することを特徴とする撮像プログラム。
17. 検出範囲内に位置する物体までの距離を検出し、
    所定の撮像視野に対応する画像信号群を生成し、
    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し、
    前記検出手順における検出値をもとに、前記演算手順における演算値が正常または異常であるかを判定し、
    前記判定手順において異常と判定された前記演算値を修正して所定の撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離計測プログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
18. 撮像視野に対応する画像信号群を生成し、
    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し、
    前記演算手順と異なる手順によって求められた前記物体までの距離情報を入力し、
    前記入力手順により入力した距離情報に基づいて前記演算手順における演算値が正常または異常であるかを判定し、
    前記判定手順において異常であると判定した前記演算値を修正する撮像プログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。

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