JP2017083430A - 測距装置、移動システム及び測距方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測距可能な状況を拡大することができる測距装置、移動システム及び測距方法を提供する。
【解決手段】対象物までの距離を測距し、測距条件を満たす条件下で測距が行われている場合、測距した距離を示す第１の距離情報を出力し、測距条件を満たさない条件下で測距が行われている場合、所定の値を示す第１の距離情報を出力する第１の測距部２００と、対象物までの距離を測距し、当該距離を示す第２の距離情報を出力する第２の測距部３００と、第１の距離情報が所定の値を示し、かつ第２の距離情報が所定の条件を満たす場合に、測距条件を緩めるように変更する変更部４５３と、を備え、第１の測距部２００は、測距条件が変更された場合、対象物までの距離を再測距する。
【選択図】図９

Description

本発明は、測距装置、移動システム及び測距方法に関する。

従来から、ステレオカメラ及びレーザ測距装置など複数の測距部を備えた測距装置が知られており、これらの測距部の測距結果を用いて対象物までの距離を測距する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述した従来技術のような測距部には、測距の信頼性を担保するために測距条件が課されている場合がある。この場合、測距条件を満たす条件下で測距が行われなければ、実際に測距された距離が得られない。このため上述したような従来技術では、測距装置による測距を行える状況が制限されてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、測距可能な状況を拡大することができる測距装置、移動システム及び測距方法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、本発明の一態様にかかる測距装置は、対象物までの距離を測距し、測距条件を満たす条件下で測距が行われている場合、測距した距離を示す第１の距離情報を出力し、前記測距条件を満たさない条件下で測距が行われている場合、所定の値を示す前記第１の距離情報を出力する第１の測距部と、前記対象物までの距離を測距し、当該距離を示す第２の距離情報を出力する第２の測距部と、前記第１の距離情報が前記所定の値を示し、かつ前記第２の距離情報が所定の条件を満たす場合に、前記測距条件を緩めるように変更する変更部と、を備え、前記第１の測距部は、前記測距条件が変更された場合、前記対象物までの距離を再測距する。

本発明によれば、測距可能な状況を拡大することができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態の移動システムの一例を示す模式図である。 図２は、本実施形態の測距装置の一例を示す斜視図である。 図３は、本実施形態の測距装置の一例を示す平面図である。 図４は、本実施形態の移動システムの構成の一例を示すブロック図である。 図５は、本実施形態の第１の測距部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図６は、本実施形態の第２の測距部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図７は、本実施形態の制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図８は、本実施形態の移動体のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図９は、本実施形態の移動システムの機能構成の一例を示すブロック図である。 図１０は、本実施形態の第１の測距部による処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。 図１１は、本実施形態の第２の測距部による処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。 図１２は、本実施形態の制御部による処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。 図１３は、変形例２の移動システムの一例を示す模式図である。 図１４は、変形例３の測距装置の一例を示す斜視図である。 図１５は、変形例４の制御部による処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる測距装置、移動システム及び測距方法の実施形態を詳細に説明する。

本発明の移動システムは、測距装置と移動体とを備える移動システムであればよい。

移動体としては、例えば、航空機、ロボット、自動車、及び船舶などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、移動体は、自律して移動する移動体であっても、人間が操縦又は運転する移動体であっても、人間がリモートコントローラを用いて遠隔操縦又は遠隔運転する移動体であってもよい。また、移動体は、人間が搭乗又は乗車可能なものであっても、人間が搭乗又は乗車できないものであってもよい。

測距装置は、移動体に設けられ、当該移動体の周囲に存在する物体（対象物）との距離を測距することで、移動体の移動を支援するものである。なお、測距装置は、移動体の外部に設けられていてもよいし、内部に設けられていてもよい。

例えば、移動体が自律して移動する移動体であれば、測距装置は、移動体の周囲に存在する物体（対象物）との距離を測距することで、移動体の自己位置を推定し、移動体は、測距装置の自己位置推定結果に基づいて自律移動を制御するようにすることができる。これにより、移動体は、障害物等を避けながら自律移動することができる。

また例えば、移動体が自動車であれば、測距装置は、自動車の移動方向に存在する物体（対象物）との距離を測距することで、自動車の進路上に存在する障害物等を検出し、自動車は、当該自動車に設けられたディスプレイやスピーカなどを用いて、測距装置により検出された障害物等を運転者に報知することができる。これにより、運転者は、障害物等を避けたり、障害物等の手前で停止したりするように自動車を運転することができる。

本実施形態では、移動体が、自律飛行する無人航空機（例えば、ＤｒｏｎｅやＵＡＶ（Unmanned aerial vehicle））であり、測距装置が、移動体の自己位置を推定し、移動体が、自己位置推定結果に基づいて自律移動を制御する移動システムを例に取り説明するが、これに限定されるものではない。

図１は、本実施形態の移動システム１の一例を示す模式図である。図１に示すように、移動システム１は、移動体１０と、測距装置１００とを、備える。

図１に示すように、移動体１０は、機体１１と、機体１１の前後左右に設けられたプロペラ１２〜１５と、を備えている。移動体１０は、プロペラ１２〜１５が回転駆動することにより飛行するように構成されている。

また、機体１１の下部には、測距装置１００が設けられている。なお本実施形態では、飛行中の移動体１０のバランスを保つため、移動体１０の重心軸と測距装置１００の重心軸とが同一の軸１００１となるように、機体１１の下部に測距装置１００が設けられている。

図２は、本実施形態の測距装置１００の一例を示す斜視図であり、図３は、本実施形態の測距装置１００の一例を示す平面図である。図１〜図３に示すように、測距装置１００は、筐体１２０と、筐体１２０に取り付け可能（着脱可能）なアタッチメント１１０と、を備える。

本実施形態では、筐体１２０の前面中央部に溝が形成されており、この溝にアタッチメント１１０を嵌め合せることで、筐体１２０の前面中央部にアタッチメント１１０を取り付けるように構成されている。このように本実施形態では、測距装置１００の筐体１２０とアタッチメント１１０とが別体型の構成である場合を例に取り説明するが、筐体１２０とアタッチメント１１０とが一体型の構成であってもよい。

また本実施形態では、アタッチメント１１０に、電磁波に基づく測距を行うレーザ測距装置が内蔵されており、筐体１２０に撮像に基づく測距を行うステレオカメラが内蔵されているものとするが、これに限定されるものではない。

なお、レーザ測距装置は、詳細には、出力光学系１１１から射出されたレーザ光と受光光学系１１２により受信されたレーザ光の反射光との時間差に基づいて測距を行う。本実施形態では、レーザ測距装置は、レーザ光で測定領域を光走査して反射光の受光時間や位相差から距離情報を取得するスキャン方式で測距を行う場合を例に取り説明するが、レーザ光を測定領域に全体照射し、反射光を撮像して画素ごとの受光した光の位相差から距離情報を取得する非スキャン方式で測距を行うようにしてもよい。

また、ステレオカメラは、詳細には、撮像光学系１２１Ａ及び撮像光学系１２１Ａ用の撮像素子であるＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）３１１Ａにより撮像された撮像画像と、撮像光学系１２１Ｂ及び撮像光学系１２１Ｂ用の撮像素子であるＣＭＯＳ３１１Ｂにより撮像された撮像画像と、を用いた視差演算により測距を行う。

また本実施形態では、レーザ測距装置による測距により３次元空間の計測が可能であり、同様に、ステレオカメラによる測距により３次元空間の計測が可能であるが、本実施形態では、レーザ測距装置による測距により計測される３次元空間の座標軸と、ステレオカメラによる測距により計測される３次元空間の座標軸と、を一致させる。このため本実施形態では、レーザ測距装置の基準軸とステレオカメラの基準軸とが同一の軸１０１１となり、かつレーザ測距装置の受光面とステレオカメラの撮像面とが同一の軸１０１２上に位置するように、測距装置１００は設計されている。

レーザ測距装置の基準軸は、スキャン方式においては、レーザ光の照射範囲（図３に示す例では、直線１１３Ａから直線１１３Ｂまでの範囲）の中心軸であり、例えば、出力光学系１１１の光軸が挙げられる。なお、レーザ測距装置の基準軸は、レーザ測距装置の出力する距離情報の座標軸がステレオカメラの出力する距離情報の座標軸と一致するように軸が設定されていればよく、上記の例に限定されるものではない。これは非スキャン方式においても同様である。ステレオカメラの基準軸は、ステレオカメラの撮像範囲（図３に示す例では、直線１２２Ａから直線１２２Ｂまでの範囲）の中心軸であり、例えば、ステレオカメラの中心軸が挙げられる。ステレオカメラの中心軸は、例えば、撮像光学系１２１Ａの光軸と撮像光学系１２１Ｂの光軸との中心に位置する軸が挙げられる。

レーザ測距装置の受光面は、例えば、受光光学系１１２用の受光素子２２１が挙げられ、ステレオカメラの撮像面は、例えば、撮像光学系１２１Ａ用の撮像素子であるＣＭＯＳ３１１Ａ及び撮像光学系１２１Ｂ用の撮像素子であるＣＭＯＳ３１１Ｂが挙げられる。

このため本実施形態では、筐体１２０にアタッチメント１１０を取り付けた場合に、レーザ測距装置の基準軸とステレオカメラの基準軸とが同一の軸１０１１となるように、撮像光学系１２１Ａ及び撮像光学系１２１Ｂが筐体１２０の両端に配置されるとともに、出力光学系１１１がアタッチメント１１０に配置されている。

同様に本実施形態では、筐体１２０にアタッチメント１１０を取り付けた場合に、レーザ測距装置の受光面とステレオカメラの撮像面とが同一の軸１０１２上に位置するように、ＣＭＯＳ３１１Ａ及びＣＭＯＳ３１１Ｂが筐体１２０の両端に配置されるとともに、受光素子２２１がアタッチメント１１０に配置されている。

図４は、本実施形態の移動システム１の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、測距装置１００は、第１の測距部２００と、第２の測距部３００と、制御部４００と、を備える。第１の測距部２００は、レーザ測距装置による測距に係る構成であり、第２の測距部３００は、ステレオカメラによる測距に係る構成であり、制御部４００は、第１の測距部２００及び第２の測距部３００の制御、並びに移動体１０との通信に係る構成である。

図５は、本実施形態の第１の測距部２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。第１の測距部２００は、上下方向、及び左右方向に照射方向を変えながらレーザ光を照射し、物体で反射したレーザ光である反射光を受光することで、物体までの距離等を検出する。

第１の測距部２００は、送光部２１０、受光部２２０、及びＥＣＵ（Engine Control Unit）２３０などを備える。

送光部２１０は、パルス状のレーザ光を出射するＬＤ（Laser diode：半導体レーザダイオード）２１１、光スキャナ２１２、ＬＤ２１１からの光を光スキャナ２１２に導くための入力光学系２１３、光スキャナ２１２を通過したレーザ光の照射角等を制御するための出力光学系１１１などを備える。

ＬＤ２１１は、ＬＤ駆動回路２１４を介してＥＣＵ２３０に接続されており、ＥＣＵ２３０からのＬＤ駆動信号により定期的に又は連続してレーザ光を出射する。このＬＤ駆動信号は時間計測回路２４３にも入力される。なお、レーザ光は、主に半導体レーザが用いられるが、固体レーザ、ガスレーザ、色素レーザなど発光原理はどのようなものでもよい。また、レーザ光は、指向性、収束性の良好な電磁波の一種である。

光スキャナ２１２は、光スキャナ駆動回路２１５を介しＥＣＵ２３０と接続されており、所定の固定周波数でＬＤ２１１から出射されたレーザ光を水平方向に繰り返し走査する。光スキャナ２１２としては、例えば、ポリゴンミラー、ガルバノミラー、及びＤＭＤ（Digital Mirror Device）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

光スキャナ２１２におけるレーザ光の走査角は、走査角モニタ２１６によって検出され、ＥＣＵ２３０に出力される。ＥＣＵ２３０は、レーザ光の走査角を光スキャナ駆動信号にフィードバックすることにより走査角度（方位・傾斜）及び走査周波数を制御する。

受光部２２０は、受光光学系１１２及び受光素子２２１などを備える。物体から反射された反射光は、受光光学系１１２等を介し受光素子２２１に入射する。受光素子２２１は、フォトダイオード等により形成されており、反射光における光強度に対応する電圧値の電気信号を出力する。受光素子２２１より出力された電気信号は、増幅器２４１において増幅され、コンパレータ２４２に出力される。

コンパレータ２４２では、増幅器２４１からの出力電圧の値を基準電圧Ｖ０と比較し、出力電圧の値がＶ０よりも大きくなったときに、所定の受光信号を時間計測回路２４３に出力する。

時間計測回路２４３は、ＬＤ駆動信号が出力されてから受光信号が発生するまでの時間、即ち、レーザ光を出射した時刻と反射光を受光した時刻との時間差をＥＣＵ２３０に出力する。ＥＣＵ２３０は、この時間差に基づいて、物体までの距離を算出する。

図６は、本実施形態の第２の測距部３００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。撮像光学系１２１Ａを通過した被写体光は、ＣＭＯＳ３１１Ａに結像され、撮像光学系１２１Ｂを通過した被写体光は、ＣＭＯＳ３１１Ｂに結像される。ＣＭＯＳ３１１Ａは、撮像面に結像された光学像を電気信号に変換し、アナログの画像データとして出力し、ＣＭＯＳ３１１Ｂは、撮像面に結像された光学像を電気信号に変換し、アナログの画像データとして出力する。なお、撮像素子としてＣＭＯＳ３１１Ａ及びＣＭＯＳ３１１Ｂの代わりにＣＣＤ（Charge Coupled Device）を採用してもよい。

ＣＭＯＳ３１１Ａから出力された画像データは、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング）回路３１２Ａによりノイズ成分を除去され、Ａ／Ｄ変換器３１３Ａによりデジタル値に変換され、画像処理回路３１４Ａに出力される。ＣＭＯＳ３１１Ｂから出力された画像データは、ＣＤＳ回路３１２Ｂによりノイズ成分を除去され、Ａ／Ｄ変換器３１３Ｂによりデジタル値に変換され、画像処理回路３１４Ｂに出力される。

なお、ＣＭＯＳ３１１Ａ、３１１Ｂ、ＣＤＳ回路３１２Ａ、３１２Ｂ、及びＡ／Ｄ変換器３１３Ａ、３１３Ｂは、タイミング信号発生器３１６により、動作するタイミングが制御されている。

画像処理回路３１４Ａ、３１４Ｂは、それぞれ、画像データを一時格納するＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）３１７を用いて、ＲＧＢ→ＹＣｒＣｂ変換処理、ホワイトバランス制御処理、コントラスト補正処理、エッジ強調処理、及び色変換処理などの各種画像処理を行う。なお、ホワイトバランス制御処理は、画像情報の色濃さを調整する画像処理であり、コントラスト補正処理は、画像情報のコントラストを調整する画像処理であり、エッジ強調処理は、画像情報のシャープネスを調整する画像処理であり、色変換処理は、画像情報の色合いを調整する画像処理である。また、画像処理回路３１４Ａにより各種画像処理が施された画像データ、及び画像処理回路３１４Ｂにより各種画像処理が施された画像データは、それぞれ、カラー画像である。

また、ＳＤＲＡＭ３１７に記憶された画像処理が施された画像データは、画像圧縮伸張回路３１８により圧縮され、メモリカード３１９に記録される。画像圧縮伸張回路３１８は、画像処理回路３１４Ａ、３１４Ｂから出力される画像データを圧縮してメモリカード３１９に出力するとともに、メモリカード３１９から読み出した画像データを伸張して画像処理回路３１４Ａ、３１４Ｂに出力する回路である。

なお、タイミング信号発生器３１６、画像処理回路３１４Ａ、３１４Ｂ、画像圧縮伸張回路３１８、及びメモリカード３１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１５により制御されている。ＲＯＭ（Read Only Memory）３２１は、ＣＰＵ３１５により実行されるプログラムなどを格納した読み出し専用メモリであり、ＲＡＭ（Random Access Memory）３２２は、ＣＰＵ３１５が各種の処理過程で利用するワークエリア、及び各種データ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリである。

ＣＰＵ３１５は、画像処理回路３１４Ａにより各種画像処理が施された画像データ、及び画像処理回路３１４Ｂにより各種画像処理が施された画像データ、即ち、ステレオ画像を用いた視差演算を行って視差画像を生成し、生成した視差画像に基づいて、視差画像に写る物体までの距離を求める。例えば、ＣＰＵ３１５は、ステレオ画像を輝度画像（Ｙ画像）に変換し、変換した輝度画像に基づいて、視差画像を生成する。なお、視差は、画素毎又は画素ブロック毎に算出され、視差画像では、画素又は画素ブロック毎に視差情報が対応づけられる。画素ブロックは、１以上の画素で構成されるブロックである。これにより、視差画像は、視差画像に写る物体（対象物）の３次元空間上での３次元位置（３次元座標）を表すことができる。なお、視差画像生成は、ＣＰＵ３１５ではなくＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等で実現された視差画像生成専用の回路で実現するようにしてもよい。

第２の測距部３００の主要な構成は、バスライン１９によって相互接続されている。

図７は、本実施形態の制御部４００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御部４００は、ＣＰＵ４１１、ＲＡＭ４１２、フラッシュＲＯＭ４１３、Ｉ／Ｏ４１４、及びネットワークＩ／Ｆ４１５を備える。

ＣＰＵ４１１は、フラッシュＲＯＭ４１３に記憶されたプログラム４２０を実行して制御部４００の全体の動作を制御する。プログラム４２０は、メモリカード４１６に記憶された状態で配布されてもよいし、サーバから携帯電話網や無線ＬＡＮ（Local Area Network）網などの通信網を経由してダウンロードされることで配布されてもよい。ＲＡＭ４１２は、ＣＰＵ４１１がプログラムを実行する際のワークエリア（プログラムやデータが一時的に記憶される）として使用される。

ＣＰＵ４１１は、第１の測距部２００の測距結果及び第２の測距部３００の測距結果に基づいて、自己位置推定を行ったり、第１の測距部２００に再測距を行わせたりする。

Ｉ／Ｏ４１４は、Ｉ２ＣやＵＡＲＴなどの入出力インタフェースである。ネットワークＩ／Ｆ４１５は、イーサネット（登録商標）などの車載ネットワーク上で通信するための通信装置である。

図８は、本実施形態の移動体１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。移動体１０は、主に、カメラ５２４、制御装置５１９、ＧＰＳアンテナ５１２、ＧＰＳ受信器５２５、プロペラモータ５４５Ａ〜５４５Ｄ、及び姿勢駆動部５４１から構成される。

カメラ５２４は、撮像素子としてＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ等を有し、静止画及び動画を撮像可能であり、取得した画像はデジタル信号の画像データとして出力可能である。

ＧＰＳアンテナ５１２及びＧＰＳ受信器５２５は、移動体１０の絶対座標を測定する。なお、ＧＰＳアンテナ５１２及びＧＰＳ受信器５２５としては、後処理キネマティックＧＰＳ又はリアルタイムキネマティックＧＰＳ（ＲＴＫ−ＧＰＳ）が用いられるのが好ましい。ＲＴＫ−ＧＰＳは、高精度の測定が可能である。

プロペラモータ５４５Ａ〜５４５Ｄは、それぞれ、プロペラ１２〜１５を回転駆動するためのモータである。

制御装置５１９は、主に、制御演算部５２０、記憶部５２２、撮像制御部５２３、飛行制御部５２６、方位センサ５２７、ジャイロユニット５２８、通信部５２９、及び姿勢制御部５４９を、備える。

記憶部５２２は、例えば、ＲＡＭやＲＯＭであり、プログラム格納部とデータ格納部とを含む。プログラム格納部には、カメラ５２４の撮像を制御する為の撮像プログラム、自律飛行する為の飛行制御プログラム、カメラ５２４の姿勢を制御する為の姿勢制御プログラム、及び飛行計画プログラムなどのプログラムが格納されている。データ格納部には、カメラ５２４で撮像した撮像データ、並びにＧＰＳアンテナ５１２及びＧＰＳ受信器５２５によって取得した絶対座標（地表座標）などのデータが格納される。

制御演算部５２０は、記憶部５２２に格納されたプログラムに基づいて、移動体１０の全体の動作を制御する。

撮像制御部５２３は、カメラ５２４による静止画や動画の撮像に関する制御を行う。方位センサ５２７は、移動体１０の向きを検出する。ジャイロユニット５２８は、移動体１０の飛行状態での姿勢を検出する。飛行制御部５２６は、測距装置１００の制御部４００により推定された自己位置、方位センサ５２７により検出された移動体１０の向き、及びジャイロユニット５２８により検出された移動体１０の姿勢などに基づいて、プロペラモータ５４５Ａ〜５４５Ｄの駆動を制御することにより、移動体１０の自律飛行を制御する。なお、飛行制御部５２６は、測距装置１００の制御部４００により推定された自己位置の代わりに、ＧＰＳアンテナ５１２及びＧＰＳ受信器５２５によって取得した絶対座標を用いて、移動体１０の自律飛行を制御してもよい。姿勢制御部５４９は、姿勢駆動部５４１を駆動することによりカメラ５２４の姿勢を制御する。

通信部５２９は、測距装置１００と通信して、測距装置１００により推定された自己位置を示す自己位置情報（自己位置推定結果）を取得したり、カメラ５２４で撮像した撮像データやＧＰＳアンテナ５１２及びＧＰＳ受信器５２５により測定された移動体１０の絶対座標を基地局などに無線送信したりする等の機能を有する。

図９は、本実施形態の移動システム１の機能構成の一例を示すブロック図である。図９に示すように、第１の測距部２００は、射出部２５１と、受信部２５３と、強度判定部２５５と、計測部２５７と、算出部２５９と、出力部２６１と、を含む。

射出部２５１は、例えば、送光部２１０及びＥＣＵ２３０により実現でき、受信部２５３は、例えば、受光部２２０により実現でき、強度判定部２５５は、例えば、増幅器２４１、コンパレータ２４２、及びＥＣＵ２３０により実現でき、計測部２５７は、例えば、時間計測回路２４３により実現でき、算出部２５９及び出力部２６１は、例えば、ＥＣＵ２３０により実現できる。

また、図９に示すように、第２の測距部３００は、撮像部３５１と、視差演算部３５３と、出力部３５５と、を含む。撮像部３５１は、例えば、撮像光学系１２１Ａ、１２１Ｂ、ＣＭＯＳ３１１Ａ、３１１Ｂ、及びタイミング信号発生器３１６により実現でき、視差演算部３５３及び出力部３５５は、例えば、ＣＰＵ３１５により実現できる。

また、図９に示すように、制御部４００は、変更判定部４５１と、変更部４５３と、推定部４５５と、出力部４５７と、を含む。変更判定部４５１、変更部４５３、推定部４５５、及び出力部４５７は、例えば、ＣＰＵ４１１により実現できる。

また、図９に示すように、移動体１０は、移動制御部５５１を含む。移動制御部５５１は、例えば、制御演算部５２０及び飛行制御部５２６により実現できる。

第１の測距部２００は、対象物までの距離を測距し、測距条件を満たす条件下で測距が行われている場合、測距した距離を示す値を含む第１の距離情報を出力し、測距条件を満たさない条件下で測距が行われている場合、所定の値を示す値を含む第１の距離情報を出力する。なお第１の測距部２００が行う測距は、電磁波に基づく測距であり、定期的又は繰り返し行われる。

本実施形態では、電磁波がレーザ光であり、電磁波の反射波がレーザ光の反射光であり、測距条件が電磁波の反射光の強度の閾値である場合を例に取り説明するが、これに限定されるものではない。

射出部２５１は、対象物に対してレーザ光を射出する。なお、対象物は、移動システム１の周囲に存在する物体であればどのようなものであってもよい。

受信部２５３は、対象物から、射出部２５１が射出したレーザ光の反射光を受信し、画像に変換する。

強度判定部２５５は、受信部２５３により受信された反射光の強度が閾値を超えるか否かを判定する。本実施形態では、反射光の強度が閾値を超える場合、反射光がノイズではなくレーザ光の反射光であると判定する。但し、対象物の反射率が低い場合には、レーザ光の反射光であっても強度が閾値以下となり、ノイズと判定されてしまう場合もある。なお本実施形態では、閾値は、前述の基準電圧Ｖ０の電圧値で設定されている。閾値を設定する基準電圧Ｖ０の電圧値は、予め定められた電圧値であってもよいし、照度計や雨滴センサにより測距環境を考慮した電圧値であってもよい。

計測部２５７は、受信部２５３により受信された反射光の強度が閾値を超えると強度判定部２５５により判定された場合、射出部２５１により射出されたレーザ光と受信部２５３により受信された反射光との時間差（位相差）を計測する。具体的には、計測部２５７は、時間差として、射出部２５１によりレーザ光が射出されてから受信部２５３により反射光が受信されるまでの時間を計測する。

算出部２５９は、計測部２５７により計測された時間差に基づいて対象物までの距離を算出する。具体的には、算出部２５９は、計測部２５７により計測された時間差に光の速度を乗じることで対象物までの距離を算出する。なお、対象物までの距離は、０より大きい値となる。

また算出部２５９は、受信部２５３により受信された反射光の強度が閾値以下であると強度判定部２５５により判定された場合、対象物までの距離を所定の値とする。本実施形態では、所定の値が０である場合を例に取り説明するが、これに限定されず、反射光の強度が閾値以下であり、ノイズの可能性があることを表す値であれば、どのような値であってもよい。

なお、強度判定部２５５、計測部２５７、及び算出部２５９の処理は、受信部２５３により座標軸とそれぞれの座標における反射光の強度をもとに変換された画像を構成する画素又は画素ブロック毎に行われる。そして算出部は、受信部２５３により変換された画像を構成する画素又は画素ブロック毎に、対象物までの距離を対応づけ、第１の距離情報としての距離画像を生成する。これにより、距離画像は、距離画像に写る対象物の３次元空間上での３次元位置（３次元座標）を表すことができる。

出力部２６１は、受信部２５３により受信された反射光の強度が閾値を超えると強度判定部２５５により判定された場合、算出部２５９により算出された距離を示す距離画像である第１の距離情報を出力する。また出力部２６１は、所定領域（該当位置）において、受信部２５３により受信された反射光の強度が閾値以下であると強度判定部２５５により判定された場合、エラー値を示す所定の値を含む第１の距離情報を出力する。

なお本実施形態では、第１の距離情報は、距離画像であるものとするが、これに限定されるものではない。例えば、距離画像を所定の式を用いて変換した距離情報であってもよい。第１の距離情報においては、距離画像を構成する画素又は画素ブロックのうち、反射光の強度が閾値を超える画素又は画素ブロックには、算出部２５９により算出された距離が対応付けられ、反射光の強度が閾値以下である画素又は画素ブロックには、所定の値が対応付けられる。

第２の測距部３００は、対象物までの距離を測距し、当該距離を示す第２の距離情報を出力する。なお第２の測距部３００が行う測距は、撮像に基づく測距であり、定期的又は繰り返し行われる。

撮像部３５１は、複数の撮像位置それぞれから対象物を撮像する。本実施形態では、ＣＭＯＳ３１１Ａ及びＣＭＯＳ３１１Ｂが同期して対象物を撮像する。

視差演算部３５３は、撮像部３５１の撮像により得られた複数の撮像画像を用いた視差演算を行い、前述の視差画像を生成する。具体的には、視差演算部３５３は、撮像部３５１の撮像により得られたステレオ画像の同じ部分をブロックマッチングすることで視差を算出し、視差画像を生成する。

例えば、視差演算部３５３は、ステレオ画像を構成する左画像又は右画像のどちらかを基準画像とし、左画像を基準画像にした場合、着目画素を中心とするブロックに左画像を分割し、同じ位置の右画像のブロックとの画素毎の輝度値の差の合計を算出する。この際、視差演算部３５３は、右画像でブロックを水平方向に１画素ずつずらしながら、画素毎の輝度値の差の合計の算出を繰り返し行う。そして視差演算部３５３は、左右の画像のブロック同士の輝度値の差の合計が一番少ない時のブロックの移動量を視差とする。例えば、左画像の（ｘ、ｙ）を中心とするブロックと、右画像の（ｘ＋Δ、ｙ）を中心とするブロックの輝度値の差の合計が最小だった場合、視差はΔである。なお、レンズから物体Ｓまでの距離をＺ、左右のレンズの中心間の距離（基線長）をＤ、焦点距離をｆ、視差をΔとした場合、距離Ｚは以下のように表される。

Ｚ＝Ｄ・ｆ／Δ

なお本実施形態では、視差画像に画素又は画素ブロック単位で対応付けられる視差情報が対象物までの距離である場合を例に取り説明するが、これに限定されず、視差であってもよい。

出力部３５５は、視差演算部３５３が視差演算に成功した場合、視差演算により求められた視差画像を、対象物までの距離を示す第２の距離情報として出力する。また出力部３５５は、視差演算部３５３が視差演算に失敗した場合、エラー値を示す所定の値を含む第２の距離情報を出力する。本実施形態では、所定の値が０である場合を例に取り説明するが、エラー値を示す値であればこれに限定されるものではない。

なお本実施形態では、第２の距離情報は、視差画像であるものとするが、これに限定されるものではない。例えば、視差画像を所定の式を用いて変換した距離情報であってもよい。第２の距離情報においては、視差画像を構成する画素又は画素ブロックのうち、視差演算が成功した画素又は画素ブロックには、求められた視差情報が対応付けられ、視差演算が失敗した画素又は画素ブロックには、所定の値が対応付けられる。

変更判定部４５１は、第１の測距部２００により出力された所定の領域の第１の距離情報が所定の値を示し、かつ第２の測距部３００により出力された上記所定の領域に対応する領域の第２の距離情報が所定の条件を満たすか否かを判定する。本実施形態では、所定の条件が、第２の距離情報が視差演算により求められた対象物までの距離を示すこと、即ち、第２の距離情報が０より大きい値を示すことである場合を例に取り説明するが、これに限定されるものではない。

この場合、変更判定部４５１は、所定の領域において第１の距離情報が０を示し、かつ所定の領域に対応する領域において第２の距離情報が０より大きい値を示すか否かを判定する。詳細には、変更判定部４５１は、第１の距離情報（距離画像）及び第２の距離情報（視差画像）が示す同一位置において、第１の距離情報が０を示し、かつ第２の距離情報が０より大きい値を示すか否かを判定する。

なお本実施形態では、前述したように、レーザ測距装置（第１の測距部２００）の基準軸とステレオカメラ（第２の測距部３００）の基準軸とが同一の軸であり、かつレーザ測距装置（第１の測距部２００）の受光面とステレオカメラ（第２の測距部３００）の撮像面とが同一の軸上に位置する。このため、第１の距離情報（距離画像）が示す３次元空間の座標軸と、第２の距離情報（視差画像）が示す３次元空間の座標軸とが一致し、予め設定しているレーザ測距装置の測定領域と、ステレオカメラの測定領域を考慮することで、座標変換等を行わずに、両３次元空間における同一位置（３次元位置）を容易に導き出せる。さらに、座標軸の一致だけでなく、第１の距離情報から画像を生成する際の投影方法と、第２の距離情報から画像を生成する際の投影方法が同一であればより両三次元空間における同一位置の算出は容易となる。

変更部４５３は、所定の領域において第１の距離情報が所定の値を示しかつ所定の領域に対応する領域において第２の距離情報が所定の条件を満たすと変更判定部４５１により判定された場合、第１の測距部２００の測距条件を緩めるように変更する。具体的には、変更部４５３は、第１の距離情報（距離画像）及び第２の距離情報（視差画像）が示す同一位置において、第１の距離情報が０を示しかつ第２の距離情報が０より大きい値を示すと変更判定部４５１により判定された場合、第１の測距部２００の閾値を下げる。

例えば、変更部４５３は、第１の測距部２００に閾値を下げるよう指示し、強度判定部２５５は、制御部４００の指示を受け、閾値を下げる（基準電圧Ｖ０の電圧値を下げる）。なお本実施形態では、予め定められた値分閾値を下げる場合を例に取り説明するが、閾値の下げ方はこれに限定されるものではない。

これにより、第１の測距部２００は、次の測距を行う場合、変更された測距条件で、対象物までの距離を再測距することになる。なお、第１の測距部２００は、再測距を行う場合、前回測距できなかった位置（第１の距離情報が０を示した位置）のみ再測距を行うようにしてもよい。また、前回測距できなかった位置が一定の大きさ（画素数）であるときのみ測距条件の変更および再測距を行うようにしてもよい。

推定部４５５は、第１の測距部２００により出力された第１の距離情報および第２の測距部３００から出力された第２の距離情報を用いて自己位置推定用情報を生成する。自己位置推定用情報は、第１の距離情報と第２の距離情報から重み付けを行って算出された距離情報である。なお、重み付けは第１の測距部２００と第２の測距部３００の精度の違いや測距条件等から、設計者の求める性能に応じて任意に決定される。また、推定部４５５は、自己位置推定用情報を用いて自己位置推定を行い、自己位置推定結果を算出する。なお、自己位置の推定は、例えば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）などの公知技術を用いて行えばよい。自己位置推定結果は、例えばマップにおける自己の位置情報であり、複数のフレームを有する自己位置推定用情報を用いた自己位置推定では、自己の移動速度や加速度等である。また、測定方向の障害物の位置情報も含んでも良い。

また推定部４５５は、所定の領域において第１の距離情報がエラー値である０を示し、所定の領域に対応する領域の第２の距離情報がエラー値である０を示しているときは、自己位置推定用情報において、所定の領域はエラー値を示す所定の値（例えば０）を設定する。推定部４５５は、自己位置推定用情報において所定の値を示す領域においては、自己位置推定の推定に用いない。これにより、自己位置の推定にエラー値が反映されることを抑制することができる。

出力部４５７は、推定部４５５により推定された自己位置推定結果を移動体１０に出力する。

移動制御部５５１は、測距装置１００から出力された自己位置推定結果に基づいて、移動体１０（移動システム１）の移動を制御する。

図１０は、本実施形態の第１の測距部２００による処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１０に示す処理は、定期的又は繰り返し行われる。

まず、射出部２５１は、対象物に対してレーザ光を射出する（ステップＳ１０１）。

続いて、受信部２５３は、対象物から、射出部２５１が射出したレーザ光の反射光を受信し、画像に変換する（ステップＳ１０３）。

続いて、強度判定部２５５は、受信部２５３により受信された反射光の強度が閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

受信部２５３により受信された反射光の強度が閾値を超えると強度判定部２５５により判定された場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、計測部２５７は、射出部２５１により射出されたレーザ光と受信部２５３により受信された反射光との時間差を計測し、算出部２５９は、計測部２５７により計測された時間差に基づいて対象物までの距離を算出し、算出した距離を、受信部２５３により変換された画像である距離画像に設定する（ステップＳ１０７）。

一方、受信部２５３により受信された反射光の強度が閾値以下と強度判定部２５５により判定された場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、算出部２５９は、０を、受信部２５３により変換された画像である距離画像に設定する（ステップＳ１０９）。

なお、ステップＳ１０５〜Ｓ１０９までの処理は、距離画像を構成する画素又は画素ブロックそれぞれに対して行われる。

続いて、出力部２６１は、第１の距離情報として、画素又は画素ブロック毎に距離が設定された距離画像を制御部４００に出力する（ステップＳ１１１）。

図１１は、本実施形態の第２の測距部３００による処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１１に示す処理は、定期的又は繰り返し行われる。

まず、撮像部３５１は、複数の撮像位置それぞれから対象物を撮像する（ステップＳ２０１）。

続いて、視差演算部３５３は、撮像部３５１の撮像により得られた複数の撮像画像を用いた視差演算が可能であれば（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、視差演算を行って視差及び距離を求め（ステップＳ２０５）、算出した距離を視差情報として、視差画像に設定する（ステップＳ２０９）。

一方、視差演算部３５３は、撮像部３５１の撮像により得られた複数の撮像画像を用いた視差演算が不可能であれば（ステップＳ２０３でＮｏ）、０を視差画像に設定する（ステップＳ２０７）。

なお、ステップＳ２０３〜Ｓ２０９までの処理は、視差画像を構成する画素又は画素ブロックそれぞれに対して行われる。

続いて、出力部３５５は、第２の距離情報として、画素又は画素ブロック毎に距離が設定された視差画像を制御部４００に出力する（ステップＳ２１１）。

図１２は、本実施形態の制御部４００による処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１２に示す処理は、定期的又は繰り返し行われる。

まず、変更判定部４５１は、第１の距離情報（距離画像）が示すいずれかの位置において、距離が０であるかを判定する（ステップＳ３０１）。

第１の距離情報が示すいずれかの位置において距離が０である場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、変更判定部４５１は、第１の距離情報において距離が０である位置と同一の位置における第２の距離情報（距離画像）が示す距離が０であるか否かを判定する（ステップＳ３１５）。

同一の位置（該当位置）における第２の距離情報が示す距離が０でない（０より大きい値の）場合（ステップＳ３１５でＮｏ）、変更部４５３は、第１の測距部２００に閾値を下げるよう指示し、第１の測距部２００（強度判定部２５５）は、制御部４００の指示を受け、閾値を下げる（ステップＳ３１９）。

第２の距離情報が示す距離が０である場合（ステップＳ３１５でＹｅｓ）、推定部４５５は、第１の距離情報および第２の距離情報から生成する自己位置推定用の距離情報である自己位置推定用情報に対して、該当位置にエラー値を設定する（ステップＳ３１７）。

一方、第１の距離情報が示すいずれの位置においても距離が０でない（０より大きい値の）場合（ステップＳ３０１でＮｏ）、推定部４５５は、第１の距離情報及び第２の距離情報から生成する自己位置推定用情報に対して、該当位置に対象物までの距離を重み付けにより確定し、確定した距離を設定する。（ステップＳ３０５）。

続いて、推定部４５５は、各画素（各位置）に対する距離情報またはエラー値が設定されている自己位置推定用情報を生成し、自己位置推定用情報から自己位置推定結果を算出する（ステップＳ３０９）。例えば、推定部４５５は、第１の測距部２００の視野内の距離に第１の距離情報を用いて、第１の測距部２００の視野外の距離に第２の距離情報を用いて自己位置推定情報を生成する。さらに推定部４５５は、第１の測距部２００と第２の測距部３００の共通する視野内においては、ステップＳ３０５またはステップＳ３１７で設定された値を用いる。これらにより生成された自己位置推定情報からＳＬＡＭ等を用いて自己位置を推定し、自己位置推定結果を算出する。

続いて、出力部４５７は、自己位置推定結果を移動体１０に出力する（ステップＳ３１１）。

続いて、移動制御部５５１は、測距装置１００から出力された自己位置推定結果に基づいて、移動体１０（移動システム１）の移動を制御する（ステップＳ３１３）。

例えば、移動制御部５５１は、自己位置推定情報から、進行方向に障害物が存在しないと判断すれば、移動体１０を進行方向に移動させる制御を行う。また例えば、移動制御部５５１は、自己位置推定情報から、進行方向に障害物が存在すると判断すれば、障害物を迂回させるように移動体１０を移動させる制御を行う。また例えば、移動制御部５５１は、自己位置推定情報がエラー値であれば、移動体１０を測距が行われた空間に移動させないように制御したり、静止させる制御をしたりする。

なお、ステップＳ３１９で閾値を下げても、同一位置において、第１の距離情報が示す距離が０であり（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、第２の距離情報が示す距離が０でない（ステップＳ３１５でＮｏ）ままであれば、推定部４５５は、第２の距離情報を用いて、自己位置を推定するようにしてもよい。

なお、図１２のステップ３０９では、推定部４５５は、エラー値を示している領域については自己位置の推定に用いない、または、重み付けにより影響を小さくする。これにより、自己位置の推定にエラー値が反映されることを抑制することができる。また、所定の領域において第１の距離情報の値が０で、第２の距離情報の値が０でない位置については、ステップＳ３１９で閾値を下げて再測定しても第１の距離情報の値が０となるときは、第２の距離情報の値を用いて自己位置推定用情報を生成してもよい。

本実施形態では、前述のように、第１の距離情報（距離画像）が示す３次元空間の座標軸と、第２の距離情報（視差画像）が示す３次元空間の座標軸とが一致しているため、この場合も（自己位置推定に用いる距離情報を第１の距離情報から第２の距離情報に切り替えても）、座標変換等を行わずに、自己位置の推定を継続できる。なお、本実施例では座標軸を一致させているが、別途座標軸を一致させる処理を自己位置の推定処理の途中に加えても良い。

以上より、本実施形態によれば、測距可能な状況を拡大することができる。なお、本実施形態では視差演算が不可能であれば０を視差画像に設定しているが、不可能であるときに設定する値は設計者が任意に定めることができる。

具体的には、本実施形態によれば、第１の測距部２００による測距では、反射光の強度が閾値未満のため距離が０であるが、第２の測距部３００による測距では、測距可能であるため距離が０より大きい場合、閾値を下げて再測距が行われる。

つまり本実施形態によれば、第１の測距部２００による測距では距離が０あり、かつ第２の測距部３００による測距では距離が０より大きい位置を、反射率が低い対象物上の位置と推定し、反射光の強度用の閾値を下げて再測距を行う。

このように本実施形態によれば、第２の測距部３００による測距結果を用いて、対象物上の位置の反射率が低いか否かを判定し、反射率が低ければ閾値を下げて再測距を行うため、第１の測距部２００単体では測距できないような条件であっても、測距することができ、測距可能な状況を拡大することができる。

一般的に、ステレオカメラによる測距よりもレーザ測距装置による測距の方が高精度であるため、本実施形態によれば、第１の測距部２００（レーザ測距装置）による測距結果を用いて自己位置推定を行う機会を拡大でき、移動体の移動精度を向上させることもできる。

（変形例１）
なお本実施形態では、第２の測距部３００（ステレオカメラ）による測距結果を用いて、第１の測距部２００（レーザ測距装置）による測距可能な状況を拡大する場合を例に取り説明したが、これに限定されず、第１の測距部２００（レーザ測距装置）による測距結果を用いて、第２の測距部３００（ステレオカメラ）による測距可能な状況を拡大するようにしてもよい。

（変形例２）
また上記実施形態では、移動体１０が自律して移動する移動体であり、測距装置１００は、移動体の周囲に存在する物体（対象物）との距離を測距することで、移動体１０の自己位置を推定し、移動体１０は、測距装置１００の自己位置推定結果に基づいて自律移動を制御する例について説明したが、これに限定されるものでない。例えば、図１３に示すように、移動体を自動車６００とし、自動車６００の移動方向に存在する物体（対象物）との距離を測距可能な位置に測距装置１００を設けるようにしてもよい。この場合、測距装置１００は、自動車６００の移動方向に存在する物体（対象物）との距離を測距することで、自動車６００の進路上に存在する障害物等を検出し、自動車は、当該自動車に設けられたディスプレイやスピーカなどを用いて、測距装置により検出された障害物等を運転者に報知することができる。なおこの場合、測距装置１００の推定部４５５は、第１の距離情報及び第２の距離情報の少なくともいずれかを用いて自己位置推定を行う必要はなく、第１の距離情報及び第２の距離情報の少なくともいずれかを用いて、対象物までの距離を確定すればよい。

（変形例３）
また上記実施形態では、レーザ測距装置がスキャン方式で測距を行う場合を例に取り説明したが、非スキャン方式で測距を行うようにしてもよい。また、スキャン方式では、レーザ光を射出する光学系とレーザ光の反射光を受光する光学系とを共通化してもよい。例えば、図１４に示す例の測距装置７００では、アタッチメント７１０に、スキャン方式で測距を行うレーザ測距装置が内蔵され、レーザ光を射出する光学系とレーザ光の反射光を受光する光学系が光学系７１１として共通化されている。

また図１４に示す例でも、レーザ測距装置による測距により計測される３次元空間の座標軸と、ステレオカメラによる測距により計測される３次元空間の座標軸と、を一致させるため、レーザ測距装置の基準軸とステレオカメラの基準軸とが同一の軸１１１１となり、かつレーザ測距装置の受光面とステレオカメラの撮像面とが同一の軸１１１２上に位置するように、測距装置７００は設計されている。

なお、非スキャン方式で測距を行うレーザ測距装置では、フレームレートを短縮できるという利点があり、スキャン方式で測距を行うレーザ測距装置では、レーザ光を集光させて射出するので、長距離の測距が可能という利点がある。

（変形例４）
また上記実施形態では、第２の距離情報として距離を用いたが、第２の測距部３００が撮像したカラー画像（対象物の色）を更に用いて、閾値を下げるか否か判定するようにしてもよい。この場合、第２の測距部３００の出力部３５５は、撮像部３５１の撮像により得られた複数の撮像画像（カラー画像）に基づく所定のカラー画像を出力する。

ここで、所定のカラー画像は、複数のカラー画像のいずれかであってもよいし、複数のカラー画像を１枚のカラー画像に合成した合成カラー画像であってもよい。カラー画像の合成については、予め定められた設定を使用して処理してもよいし、視差画像のマッチング処理の結果から処理してもよい。また、複数のカラー画像を合成する場合、撮像領域が共通している画素に関しては、当該画素の平均値を用いればよい。なお、合成カラー画像の生成は、第２の測距部３００のＣＰＵ３１５が行えばよい。

そして変更部４５３は、第１の距離情報が所定の値を示す対象物上の領域に対し、第２の距離情報が視差演算により求められた距離を示し、かつ当該領域に対応する所定のカラー画像上の対応領域の色が所定の色を示すと変更判定部４５１により判定された場合に、第１の測距部２００の閾値を下げればよい。つまり、変更判定部４５１は、第１の距離情報（距離画像）及び第２の距離情報（視差画像）が示す同一位置において、第１の距離情報が０を示し、第２の距離情報が０より大きい値を示し、更に、所定のカラー画像が所定の色を示すか否かを判定し、変更部４５３は、第１の距離情報が０を示し、第２の距離情報が０より大きい値を示し、かつ所定のカラー画像が所定の色を示すと変更判定部４５１により判定された場合、第１の測距部２００の閾値を下げるようにすればよい。

ここで、所定の色としては、黒色及び肌色の少なくともいずれかが挙げられる。黒色は電磁波（レーザ光）を吸収しやすく、反射率が低いため、当該電磁波が対象物上の黒色の領域で反射した場合、反射波（反射光）の強度が低くなり、ノイズと誤判定されてしまう場合もあるためである。また、対象物上の肌色の領域は人間の皮膚である可能性が高く、人間も反射率が低いため、電磁波が対象物上の肌色の領域（人間）で反射した場合、反射波（反射光）の強度が低くなり、ノイズと誤判定されてしまう場合もあるためである。従って、上記のように処理すれば、対象物上の黒色や肌色の領域についても、第１の測距部２００によるレーザ測距装置での測距が可能となる。

図１５は、変形例４の制御部４００による処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１５に示す処理は、ステップＳ３１６を除き、図１２に示すフローチャートと同様である。ステップＳ３１６では、変更判定部４５１は、所定のカラー画像を用いて、第１の距離情報において距離が０であり、かつ第２の距離情報において距離が０より大きい位置の色が、所定の色であるか否かを判定する。ステップＳ３１６でＹｅｓの場合、変更部４５３は、第１の測距部２００に閾値を下げるよう指示し、第１の測距部２００（強度判定部２５５）は、制御部４００の指示を受け、閾値を下げる（ステップＳ３１９）。ステップＳ３１６でＮｏの場合、推定部４５５は、自己位置推定用情報に対して該当位置にエラー値を設定する（ステップＳ３１７）。以上のステップにより、第１の測距部２００が測距できておらず、第２の測距部３００が測距できている領域に対して、第２の測距部３００のカラー画像を用いて、第１の測距部２００の測距条件を、信号をより多く拾えるように変更することによって、測距可能な状況を拡大することができる。

なお、図１２に示す例同様、ステップＳ３０９において、推定部４５５は、エラー値を示している領域については自己位置の推定に用いない、または、重み付けにより影響を小さくする。これにより、自己位置の推定にエラー値が反映されることを抑制することができる。また、所定の領域において第１の距離情報の値が０で、第２の距離情報の値が０でない位置については、ステップＳ３１９で閾値を下げて再測定しても第１の距離情報の値が０となるときは、第２の距離情報の値を用いて自己位置推定用情報を生成してもよい。

（変形例５）
変形例４において、変更部４５３は、所定のカラー画像上の対応領域の輝度値や、対象物の撮像に要した露光時間に応じて、第１の測距部２００の閾値を下げるようにしてもよい。具体的には、第１の測距部２００によるレーザ測距装置での測距は、明るい環境で行われるほど、余計な光を受光してしまいノイズが生じやすくなり、暗い環境で行われるほど、ノイズが生じにくい。従って、変更部４５３は、所定のカラー画像上の対応領域の輝度値が小さいほど閾値を下げる量を大きくしたり、第２の測距部３００による撮像に要した露光時間が長いほど閾値を下げる量を大きくしたりしてもよい。このようにすれば、ノイズが少ないほど、測距可能な状況を拡大することができる。

（変形例６）
上記実施形態及び各変形例において、変更判定部４５１が、第２の距離情報が示す値（距離）が０より大きいだけでなく、所定の距離以上であると判定した場合に、変更部４５３は、第１の測距部２００の閾値を下げるようにしてもよい。これにより、近方の測距では、第２の測距部３００の測距結果（第２の距離情報）を用い、遠方の測距では、高精度の測定が可能な第１の測距部２００の再測距結果（第１の距離情報）を用いるようにすることができる。

（変形例７）
上記実施形態及び各変形例において、変更部４５３は、第１の測距部２００の閾値を下げるだけでなく、第１の測距部２００の測距回数を増加させ、第１の測距部２００は、増加された回数分、対象物の測距を行い、当該増加された回数分の測距結果に基づいて、第１の距離情報を決定するようにしてもよい。第１の測距部２００の閾値を下げた場合、ノイズを反射波と誤認識してしまう可能性があるが、複数回（増加された回数分）測距を行えば、ノイズの排除が可能である。例えば、複数回の測距により得られた、複数の反射光（ノイズの場合もある）のうち、強度が閾値を超えていても、外れ値となる強度（他の強度との相違が大きい強度）の反射光を除去して、距離を算出するようにすれば、ノイズを排除でき、測距結果の精度低下を防止できる。また例えば、複数回の測距により得られた、複数の反射光（ノイズの場合もある）のうち、強度が閾値を超えていても、時間差（出射した時刻と受光した時刻との時間差）が外れ値となる（他の時間差との相違が大きい）反射光を除去して、距離を算出するようにすれば、ノイズを排除でき、測距結果の精度低下を防止できる。

１ 移動システム
１０ 移動体
１００ 測距装置
２００ 第１の測距部
２５１ 射出部
２５３ 受信部
２５５ 強度判定部
２５７ 計測部
２５９ 算出部
２６１ 出力部
３００ 第２の測距部
３５１ 撮像部
３５３ 視差演算部
３５５ 出力部
４００ 制御部
４５１ 変更判定部
４５３ 変更部
４５５ 推定部
４５７ 出力部
５５１ 移動制御部

特開２００６−３１１０１号公報

Claims (11)

1. 対象物までの距離を測距し、測距条件を満たす条件下で測距が行われている場合、測距した距離を示す第１の距離情報を出力し、前記測距条件を満たさない条件下で測距が行われている場合、所定の値を示す前記第１の距離情報を出力する第１の測距部と、
   前記対象物までの距離を測距し、当該距離を示す第２の距離情報を出力する第２の測距部と、
   前記第１の距離情報が前記所定の値を示し、かつ前記第２の距離情報が所定の条件を満たす場合に、前記測距条件を緩めるように変更する変更部と、を備え、
   前記第１の測距部は、前記測距条件が変更された場合、前記対象物までの距離を再測距する測距装置。
2. 前記第１の測距部は、電磁波に基づく測距を行い、
   前記第２の測距部は、撮像に基づく測距を行う請求項１に記載の測距装置。
3. 前記測距条件は、閾値であり、
   前記第１の測距部は、前記対象物に対して電磁波を射出するとともに前記対象物から前記射出した電磁波の反射波を受信し、前記受信した反射波の強度が閾値を超える場合、前記射出した電磁波と前記受信した反射波との時間差に基づいて前記対象物までの距離を算出し、算出した距離を示す前記第１の距離情報を出力し、前記受信した反射波の強度が前記閾値以下の場合、前記所定の値を示す前記第１の距離情報を出力し、
   前記第２の測距部は、複数の撮像位置それぞれから前記対象物を撮像し、撮像により得られた複数のカラー画像を用いた視差演算を行い、前記視差演算に成功した場合、前記視差演算により求められた前記対象物までの距離を示す前記第２の距離情報及び前記複数のカラー画像に基づく所定のカラー画像を出力し、
   前記変更部は、前記第１の距離情報が前記所定の値を示す前記対象物上の領域に対し、前記第２の距離情報が前記視差演算により求められた距離を示し、かつ前記領域に対応する前記所定のカラー画像上の対応領域の色が所定の色を示す場合に、前記閾値を下げる請求項２に記載の測距装置。
4. 前記対象物までの距離は、０より大きい値であり、
   前記所定の値は、０であり、
   前記所定の色は、黒色及び肌色の少なくともいずれかであり、
   前記変更部は、前記第１の距離情報が０を示す前記対象物上の前記領域に対し、前記第２の距離情報が０より大きい値を示し、かつ前記対応領域の色が黒色及び肌色の少なくともいずれかを示す場合、前記閾値を下げる請求項３に記載の測距装置。
5. 前記変更部は、前記第１の距離情報が前記所定の値を示す前記対象物上の前記領域に対する、前記第２の距離情報が示す前記視差演算により求められた距離が、所定の距離以上の場合に、前記閾値を下げる請求項３又は４に記載の測距装置。
6. 前記変更部は、前記閾値を予め定められた値下げる請求項３〜５のいずれか１つに記載の測距装置。
7. 前記変更部は、前記対応領域の輝度値に応じて、前記閾値を下げる請求項３〜５のいずれか１つに記載の測距装置。
8. 前記変更部は、前記対象物の撮像に要した露光時間に応じて、前記閾値を下げる請求項３〜５のいずれか１つに記載の測距装置。
9. 前記変更部は、更に、前記第１の測距部の測距回数を増加させ、
   前記第１の測距部は、前記増加された回数分、前記対象物の測距を行い、当該増加された回数分の測距結果に基づいて、前記第１の距離情報を決定する請求項１〜８のいずれか１つに記載の測距装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の測距装置と、
    移動体と、
    を備えた移動システム。
11. 対象物までの距離を測距し、測距条件を満たす条件下で測距が行われている場合、測距した距離を示す第１の距離情報を出力し、前記測距条件を満たさない条件下で測距が行われている場合、所定の値を示す前記第１の距離情報を出力する第１の測距ステップと、
    前記対象物までの距離を測距し、当該距離を示す第２の距離情報を出力する第２の測距ステップと、
    前記第１の距離情報が前記所定の値を示し、かつ前記第２の距離情報が所定の条件を満たす場合に、前記測距条件を緩めるように変更する変更ステップと、を含み、
    前記第１の測距ステップでは、前記測距条件が変更された場合、前記対象物までの距離を再測距する測距方法。

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