JP2625716B2 - Automatic distance measuring device - Google Patents
Automatic distance measuring deviceInfo
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- JP2625716B2 JP2625716B2 JP62086673A JP8667387A JP2625716B2 JP 2625716 B2 JP2625716 B2 JP 2625716B2 JP 62086673 A JP62086673 A JP 62086673A JP 8667387 A JP8667387 A JP 8667387A JP 2625716 B2 JP2625716 B2 JP 2625716B2
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、被測定物体までの距離の測定値を高精度
で得ることができる自動距離測定装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic distance measuring device capable of obtaining a measured value of a distance to an object to be measured with high accuracy.
<従来の技術> 従来、カメラ等に使用され、光学的に被測定物体まで
の距離を測定する距離測定装置として、第19図に示すよ
うなものがある。この距離測定装置においては、主レン
ズ51を通過して入射した被測定物体52からの光束を、絞
りマスク53によって光軸に関して対称な2本の光束54a,
54bに分割し、セパレータレンズ55,56によって再度集束
し、CCD(チャージ・カップルド・デバイス)イメージ
センサ57上に被測定物体52の2つの像58,59を結び、上
記CCDイメージセンサ57からの電気信号を用いて、上記
像58と59の間の距離を求めている。そして、光学系の各
要素の位置を固定しているから、被測定物体52までの距
離と被測定物体52の像58,58の間の距離には一定の関係
があり、この関係を利用して、上記像58と59の間の距離
に基づいて、被測定物体52までの距離を求めるようにし
ている。<Prior Art> Conventionally, there is a distance measuring apparatus as shown in FIG. 19, which is used for a camera or the like and optically measures a distance to an object to be measured. In this distance measuring device, a light beam from the object to be measured 52 that has passed through the main lens 51 and is incident on the stop mask 53 is converted into two light beams 54a and 54a symmetric with respect to the optical axis.
54b, re-focused by the separator lenses 55 and 56, connect the two images 58 and 59 of the measured object 52 on the CCD (charge coupled device) image sensor 57, and The distance between the images 58 and 59 is obtained using an electric signal. Since the position of each element of the optical system is fixed, there is a certain relationship between the distance to the measured object 52 and the distance between the images 58 and 58 of the measured object 52. Thus, the distance to the measured object 52 is determined based on the distance between the images 58 and 59.
<発明が解決しようとする問題点> しかしながら、上記従来の距離測定装置では、CCDイ
メージセンサ57上に被測定物体52の像58,59を光学的に
結像させ、光電変換して得られた電気信号を用いてその
像58と59の間の距離を検出することによって、上記被測
定物体52までの距離を測定しているので、上記被測定物
体52からの反射光の強弱,コントラスト,パターン等に
よって、距離の測定結果の信頼度が著しく異なり、単に
得られた距離値を出力するだけではその値の信頼度が不
明であり、信頼度に応じた対処ができないという問題が
ある。<Problems to be Solved by the Invention> However, in the above-described conventional distance measuring device, the images 58 and 59 of the measured object 52 are optically formed on the CCD image sensor 57 and are obtained by photoelectric conversion. Since the distance to the measured object 52 is measured by detecting the distance between the images 58 and 59 using an electric signal, the intensity, contrast, and pattern of the reflected light from the measured object 52 are measured. For example, the reliability of the distance measurement result is significantly different depending on factors such as the output of the obtained distance value, and the reliability of the value is unknown.
そこで、この発明の目的は、被測定物体までの距離値
を求めると共にその信頼度を算出して、上記求めた距離
値とその信頼度を出力することができる自動距離測定装
置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an automatic distance measuring device capable of calculating a distance value to an object to be measured and calculating its reliability, and outputting the obtained distance value and its reliability. is there.
<問題点を解決するための手段> 上記目的を達成するため、この発明の自動距離測定装
置は、光学系と、上記光学系が結像する被測定物体を受
光する光電変換素子と、上記光電変換素子の出力により
被測定物体までの距離を求める距離測定手段と、上記光
電変換素子の出力により上記測定された距離の信頼度を
求める信頼度算出手段と、他の装置と接続されることに
よって,上記測定された距離に対応した信号と上記距離
の信頼度を表わす信号を本装置外に出力するための接続
手段を備えて、被測定物体までの距離とその信頼度を得
ることができることを特徴としている。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, an automatic distance measuring apparatus according to the present invention includes an optical system, a photoelectric conversion element for receiving an object to be measured formed by the optical system, Distance measuring means for calculating the distance to the object to be measured based on the output of the conversion element, reliability calculating means for determining the reliability of the measured distance based on the output of the photoelectric conversion element, and being connected to another device. A connection means for outputting a signal corresponding to the measured distance and a signal representing the reliability of the distance to the outside of the apparatus, so that the distance to the measured object and the reliability thereof can be obtained. Features.
<作用> 距離測定手段によって被測定物体までの距離が求めら
れ、信頼度算出手段によって上記測定された距離の信頼
度が算出される。そして、接続手段が外部の他の装置と
接続されることによって、上記測定された距離に対応し
た信号と上記距離の信頼度を表わす信号が本装置外に出
力される。したがって、上記他の装置では、測定された
距離の信頼度に応じた対処が可能になる。<Operation> The distance to the measured object is determined by the distance measuring means, and the reliability of the measured distance is calculated by the reliability calculating means. Then, when the connection means is connected to another external device, a signal corresponding to the measured distance and a signal representing the reliability of the distance are output outside the device. Therefore, in the above-mentioned other device, it is possible to cope with the reliability of the measured distance.
<実施例> 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明す
る。<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an illustrated example.
第1図は、この発明の一実施例の概略構成を示すブロ
ック図である。光学系1は、被測定物体2からの光束を
2つに分割し、CCDリニアイメージセンサ(以下、CCDと
言う)3上に2つの上記被測定物体2の像を結像する。
CCD制御部4は、上記CCD3を駆動する回路およびCCD3よ
り得られた信号をA/D変換して内部信号線5に出力する
回路等を有する。演算部6は、上記CCD制御部4より出
力されたデータから被測定物体2の2つの像の位置を検
出してその間隔を算出することにより、被測定物体2ま
での距離値とその信頼度を算出し、得られた距離値およ
びその信頼度を外部のホストコンピュータ7に、インタ
ーフェースバス8(この実施例ではGP−IBを使用)を介
して出力する。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention. The optical system 1 divides a light beam from the measured object 2 into two, and forms two images of the measured object 2 on a CCD linear image sensor (hereinafter referred to as CCD) 3.
The CCD control unit 4 includes a circuit for driving the CCD 3 and a circuit for A / D converting a signal obtained from the CCD 3 and outputting the signal to the internal signal line 5. The arithmetic unit 6 detects the positions of the two images of the measured object 2 from the data output from the CCD control unit 4 and calculates the distance between the two images, thereby obtaining the distance value to the measured object 2 and its reliability. And outputs the obtained distance value and its reliability to the external host computer 7 via the interface bus 8 (GP-IB is used in this embodiment).
以下に上記構成をさらに詳細に説明する。第2図は、
第1図における光学系1を示す図であり、この光学系
は、主レンズ1′、コンデサレンズ10、絞りマスク11を
備えた一対の再結像レンズ12a,12bおよび上記再結像レ
ンズ12a,12bの結像面に設けられた上記CCD3等で構成し
ている。上記CCD3はフォトセンサアレイおよび電荷結合
素子等から構成し、光電変換機能を持つ。Hereinafter, the above configuration will be described in more detail. Fig. 2
FIG. 1 is a diagram showing an optical system 1 in FIG. 1, which is composed of a main lens 1 ′, a condenser lens 10, a pair of re-imaging lenses 12 a and 12 b provided with an aperture mask 11, and the re-imaging lenses 12 a and 12 b. It is composed of the above-mentioned CCD3 and the like provided on the image forming plane 12b. The CCD 3 includes a photo sensor array, a charge-coupled device, and the like, and has a photoelectric conversion function.
上記光学系1における距離測定は、次のような原理に
基づいている。すなわち、上記主レンズ1′を通過して
入射した被測定物体2からの光束は、上記絞りマスク11
によって光軸に関して対称な2本の光束13a,13bに分割
され、上記再結像レンズ12a,12bによって集束されて、C
CD3上に2つの被測定物体2の像14a,14bを結ぶ。ここ
で、光学系1の各要素の位置が固定されている場合は、
第3図に示すように、主レンズ1′から被測定物体2ま
での距離に応じて被測定物体2の像14a,14bの間の距離
(以下、像間隔と言う)15,15′は変化する。すなわ
ち、上記主レンズ1′から被測定物体2までの距離と像
間隔15,15′は、光学系1に固有の関係で対応づけられ
ており(第13図(c)参照)、したがって、この像間隔
15,15′を求めることによって被測定物体2までの距離
が求められる。The distance measurement in the optical system 1 is based on the following principle. That is, the light beam from the object to be measured 2 that has passed through the main lens 1 ′ is incident on the stop mask 11.
Are split into two light beams 13a and 13b symmetrical with respect to the optical axis, and are converged by the re-imaging lenses 12a and 12b.
The two images 14a and 14b of the measured object 2 are formed on the CD3. Here, when the position of each element of the optical system 1 is fixed,
As shown in FIG. 3, the distances (hereinafter referred to as image intervals) 15, 15 'between the images 14a, 14b of the measured object 2 change according to the distance from the main lens 1' to the measured object 2. I do. That is, the distance from the main lens 1 'to the object 2 to be measured and the image interval 15, 15' are associated with each other in a relationship unique to the optical system 1 (see FIG. 13 (c)). Image spacing
By obtaining 15,15 ', the distance to the measured object 2 is obtained.
第4図は、第1図におけるCCD制御部4を示す図であ
り、上記CCD3を駆動するためのCCD駆動回路16と、被測
定物体2の輝度に応じてCCD3から入力されたCCD信号を
×1,×2,×4,×8のいずれかの倍率で増幅し、常に適正
なレベルでCCD信号を出力するAGC(オートマチック・ゲ
イン・コントロール)回路17と、連続的に上記AGC回路1
7から出力されるアナログ信号を順次1バイトのディジ
タル信号に変換するA/Dコンバータ18と、ディジタル信
号に変換されたCCDデータおよび上記AGC回路17でCCD信
号を増幅した際のゲイン(以下、AGCデータと言う)等
を上記内部信号線5に出力するI/O回路20等で構成して
いる。上記内部信号線5によって伝送される信号には次
のようなものがある。すなわち、CCD制御部4に供給す
る電源電圧VCC、CCD制御部4内の回路をリセットし、さ
らにCCD3の初期動作を行わせるリセット信号RESET、CCD
制御部4からのCCDデータ,AGCデータの送信開始を外部
へ知らせるスタート信号START、上記各データの送信を
行う際の同期信号SYNCおよび送信されるデータ信号DATA
1,DATA2であり、各信号は第5図に示すタイミングで送
信される。なお、送信されるCCDデータを構成する上記C
CD3の各画素からの画素データは8ビットであり、この
8ビットのデータは第5図に示すように、b7,b6,…b2,b
1,b0のうちb6,b4,b2,b0(以下、偶数ビットと言う)は
内部信号線5のデータライン1に、また、b7,b5,b3,b1
(以下、奇数ビットと言う)はデータライン2に出力さ
れる。FIG. 4 is a diagram showing the CCD control section 4 in FIG. 1. The CCD drive circuit 16 for driving the CCD 3 and a CCD signal input from the CCD 3 in accordance with the luminance of the object 2 to be measured are shown in FIG. An AGC (automatic gain control) circuit 17 that amplifies at any magnification of 1, × 2, × 4, and × 8 and always outputs a CCD signal at an appropriate level;
An A / D converter 18 for sequentially converting an analog signal output from 7 into a 1-byte digital signal; a CCD data converted to a digital signal and a gain when the CCD signal is amplified by the AGC circuit 17 (hereinafter referred to as AGC). , Etc.) to the internal signal line 5. The signals transmitted by the internal signal line 5 include the following. That is, the power supply voltage V CC supplied to the CCD control unit 4, the reset signal RESET, which resets the circuit in the CCD control unit 4, and further performs the initial operation of the CCD3.
A start signal START for notifying the start of transmission of CCD data and AGC data from the control unit 4 to the outside, a synchronization signal SYNC for transmitting the above data, and a transmitted data signal DATA
1, and each signal is transmitted at the timing shown in FIG. Note that the above C that constitutes the CCD data to be transmitted
Pixel data from each pixel of CD3 is 8 bits, the data of the 8 bits, as shown in FIG. 5, b 7, b 6, ... b 2, b
1 , b 0 , b 6 , b 4 , b 2 , b 0 (hereinafter referred to as even-numbered bits) are connected to the data line 1 of the internal signal line 5 and b 7 , b 5 , b 3 , b 1
(Hereinafter, referred to as odd bits) are output to the data line 2.
第6図は第1図における演算部6を示す図であり、こ
の演算部6はタイマー回路26,I/Oポート22,CPU23,メモ
リ24およびインターフェイス回路25から構成し、夫々は
アドレスバス,データバスによって相互に接続してい
る。上記タイマー回路26は、CCD制御部4から送信され
るデータを受信する場合のタイムアウトエラー(後述)
を検知するために、上記I/Oポート22の出力ポート22gか
ら出力されるセット信号SETによって“L"になり、一定
時間経過後“H"になる信号TFLGをI/Oポート22の入力ポ
ート22hに出力する。I/Oポート22は、CCD制御部4に電
源電圧VCCを供給するための出力ポート22a、CCD制御部
4をリセットする信号RESETを送信するための出力ポー
ト22b、CCD制御部4から送信される信号START,SYNC,DAT
A1およびDATA2を入力するポート22c,22d,22eおよび22
f、上記タイマー回路26をセットするセット信号SETを出
力する出力ポート22g、タイマー回路26からの上記信号T
FLGを受信する入力ポート22hの各入出力ポートを有す
る。上記CPU23は、I/Oポート22によって入力されたCCD
データに基づいて距離と信頼度を算出し、その結果をメ
モリ24に格納する。上記インターフェイス回路25は、CP
U23によって算出された結果をホストコンピュータに上
記インターフェイスバス8を介して送信するための回路
である。FIG. 6 is a diagram showing the arithmetic unit 6 in FIG. 1. The arithmetic unit 6 is composed of a timer circuit 26, an I / O port 22, a CPU 23, a memory 24, and an interface circuit 25. They are interconnected by a bus. The timer circuit 26 has a time-out error when receiving data transmitted from the CCD control unit 4 (described later).
Signal TFLG, which is set to “L” by a set signal SET output from the output port 22g of the I / O port 22 and becomes “H” after a certain period of time, is input to the input port of the I / O port 22. Output to 22h. I / O port 22 is transmitted output port 22a for supplying a power supply voltage V CC to the CCD controller 4, the output port 22b for sending a signal RESET for resetting the CCD control unit 4, the CCD controller 4 Signal START, SYNC, DAT
Ports 22c, 22d, 22e and 22 for inputting A1 and DATA2
f, an output port 22g for outputting a set signal SET for setting the timer circuit 26, and the signal T from the timer circuit 26
Each input / output port of the input port 22h for receiving FLG is provided. The CPU 23 receives the CCD input by the I / O port 22.
The distance and reliability are calculated based on the data, and the result is stored in the memory 24. The interface circuit 25 includes a CP
This is a circuit for transmitting the result calculated by U23 to the host computer via the interface bus 8.
上記構成の自動距離測定装置における被測定物体2ま
での平均距離演算のアルゴリズムの概略を、第7図のフ
ローチャートに従って説明する。An outline of an algorithm for calculating an average distance to the measured object 2 in the automatic distance measuring device having the above configuration will be described with reference to a flowchart of FIG.
ステップS1で、電源投入後、上記演算部6のI/Oポー
ト22の入出力モードの設定、インターフェイス回路25の
初期化、およびインターフェイスバス8のアドレスの設
定等の初期設定を行う。In Step S 1, carried out after power setting of the input and output mode of the I / O port 22 of the operation unit 6, the initialization of the interface circuit 25, and the initial setting such as setting the address of the interface bus 8.
ステップS2で、測定開始のトリガー信号の入力を待っ
て待機し、トリガー信号が入力されるとステップS3に進
む。In step S 2, waiting waiting for input of the measurement start trigger signal, the trigger signal is input goes to step S 3.
ステップS3で、この自動距離測定装置(以下、本装置
と言う)の初期動作を行う。すなわち、出力ポート22a
に“H"を出力してCCD制御部4に電源を投入し、続いて
出力ポート22bから出力されるリセット信号RESETを“H"
にしてCCD制御部4の初期化およびCCD3の初期動作を行
わせる。その後、CCD3は光電変換を行い、CCD制御部4
から上記AGCデータと共にCCD3の画素数に応じたN個の
画素データからなるCCDデータが演算部6へ送信され
る。In step S 3, performs the initial operation of the automatic distance measuring device (hereinafter, referred to as the device). That is, the output port 22a
To the CCD controller 4 to turn on the power, and then reset the reset signal RESET output from the output port 22b to “H”.
Then, the CCD controller 4 is initialized and the CCD 3 is initialized. After that, the CCD 3 performs photoelectric conversion, and the CCD controller 4
Then, the CCD data composed of N pixel data corresponding to the number of pixels of the CCD 3 is transmitted to the arithmetic unit 6 together with the AGC data.
ステップS4で、CCD制御部4から出力された上記各デ
ータを入力する。In Step S 4, and inputs the respective data outputted from the CCD control unit 4.
ステップS5で、ハードウェアのチェックを行い、異常
があればステップS6へ進み、上記ホストコンピュータ7
に告知する。In step S 5, checks the hardware, the process proceeds to step S 6 if there is abnormal, the host computer 7
To inform.
ステップS7で、ハードウェアの異常がない場合は、正
しく入力されたCDDデータに基づいて、被測定物体2ま
での原距離計算の処理を後述のように実行する。In step S 7, if there is no abnormality in the hardware, based on the CDD data entered correctly executes the processing of the original calculation of the distance to the object to be measured 2 as described below.
ステップS8で、上記ステップS7で求められた距離値の
信頼度を後述の方法によって算出する。In step S 8, it is calculated by a method described later reliability of distance value obtained in step S 7.
ステップS9で、上記ステップS7で求めた最新のm個の
距離値と、上記ステップS8で求めたm個の信頼度により
後述の平均処理を行って平均距離値を算出する。In step S 9, calculating the m most recent distance values determined in step S 7, the average distance value by performing an average processing described later by the m reliability obtained in step S 8.
このように、平均処理を行って得られた平均距離値の
データの出力は、上記ホストコンピュータ7の要求によ
り、任意のタイミングで出力する必要がある。そのた
め、この実施例では、次のようにしている。As described above, it is necessary to output the data of the average distance value obtained by performing the averaging process at an arbitrary timing in response to a request from the host computer 7. Therefore, in this embodiment, the following is performed.
ステップS10で、1回の平均距離値算出のループによ
り得られた各データを、一旦、上記演算部6内のメモリ
24のRAMに書き込み、m個をこえる前のデータを更新す
る。In step S 10, the respective data obtained by one of average distance calculation loop, once memory in the arithmetic unit 6
Write to 24 RAMs and update data before exceeding m.
ステップS11で、ホストコンピュータ7より、インタ
ーフェイスバス8を介して出力要求があった場合に、上
記CPU23に割り込みをかけ、出力サブルーチンへ処理を
移行する。データの出力が完了した後は、元のメインル
ーチンへ復帰する。これにより、ホストコンピュータ7
は出力要求をした際に、すぐにRAM24に格納された最新
の平均距離値のデータを得ることができる。In step S 11, the host computer 7, when there is an output request via the interface bus 8, to interrupt the above CPU 23, the process proceeds to the output subroutine. After the data output is completed, the process returns to the original main routine. Thereby, the host computer 7
When an output request is made, the data of the latest average distance value stored in the RAM 24 can be immediately obtained.
以下、上記平均距離演算のアルゴリズムのうち、主な
ステップについて詳細に説明する。Hereinafter, main steps in the algorithm of the average distance calculation will be described in detail.
第7図のステップS4,S5におけるデータ入力とハード
ウェアのチェックを、第8図のフローチャートに従って
詳細に説明する。演算部6はCCD制御部4により出力さ
れるスタート信号STARTをモニタしている。ここで、ス
タート信号STARTはレベル“L"でデータ送信の開始を知
らせる信号であり、このスタート信号STARTを受信後、
演算部6はデータの入力を開始する。Check FIG. 7 step S 4, the data in the S 5 inputs and hardware will be described in detail with reference to the flowchart of Figure 8. The arithmetic unit 6 monitors the start signal START output by the CCD control unit 4. Here, the start signal START is a signal that notifies the start of data transmission at the level “L”. After receiving the start signal START,
The calculation unit 6 starts inputting data.
ステップT1で、タイマー回路26にセット信号SETを出
力してタイマーをセットする。Step T 1, a timer is set and outputs a set signal SET to the timer circuit 26.
ステップT2で、スタート信号STARTを読み込む。In step T 2, reads the start signal START.
ステップT3で、読み込んだスタート信号STARTがレベ
ル“L"であるか否かを判定する。その結果、“L"である
と判定した場合は、ステップT6に進む。Step T 3, read start signal START determines whether a level "L". As a result, when it is determined that "L", the process proceeds to step T 6.
ステップT4で、上記ステップT3において、スタート信
号STARTが“L"でないと判定した場合は、タイマー回路2
6から出力される信号TFLGを読み込む。Step T 4, at step T 3, when the start signal START is judged not to be "L", the timer circuit 2
Read the signal TFLG output from 6.
ステップT5で、信号TFLGが“H"であるか否かを判定
し、タイマー回路26で設定した十分長い時間が経過した
かどうかを判定する。その結果、“H"であればスタート
信号STARTのラインの断線あるいはCCD制御部4の異常と
みなし、異常処理ルーチンのステップT51に移行する。
また、信号TFLGが“L"であればステップT2に戻り、ステ
ップT2〜ステップT5のルーチンをスタート信号STARTが
“L"になるか、またはタイマー回路26からの信号TFLGが
“H"になるまで繰り返す。ここで、スタート信号START
と信号TFLGが共に“H"のときに、ハードウェアに異常が
あるとみなす理由は次による。第6図に示すように、ス
タート信号STARTがレベル“H"にプルアップされている
ため、CCD制御部4と演算部6間のバスライン5の断線
あるいはCCD制御部4の異常があった場合には、スター
ト信号STARTがレベル“L"になることはない。したがっ
て、セット信号SETを出力してから十分長い時間が経過
して信号TFLGが“H"となっても、スタート信号STARTが
“L"にならないと言うことは、スタートラインの断線あ
るいはCCD制御部4に異常があると判定するのである。Step T 5, determines whether or not the signal TFLG is "H", determines whether a sufficiently long period set by the timer circuit 26 has elapsed. As a result, if "H" is regarded as an abnormal start signal START of the disconnection or the CCD controller 4 of the line, the process proceeds to step T 51 of the abnormality processing routine.
Also, if the signal TFLG is "L" back to step T 2, the signal TFLG from step T 2 start signal START routine through Step T 5 becomes "L" or the timer circuit 26, "H" Repeat until. Here, the start signal START
The reason why the hardware is considered to be abnormal when the signal and the signal TFLG are both “H” is as follows. As shown in FIG. 6, since the start signal START has been pulled up to the level “H”, there is a disconnection of the bus line 5 between the CCD control unit 4 and the arithmetic unit 6 or an abnormality of the CCD control unit 4. In this case, the start signal START does not go to the level “L”. Therefore, even if the signal TFLG becomes “H” after a sufficiently long time has elapsed since the output of the set signal SET, the fact that the start signal START does not become “L” means that the start line is disconnected or the CCD controller 4 is determined to be abnormal.
ステップT6で、再びタイマー回路26にセット信号SET
を出力して、タイマーをセットする。Step T 6, the set signal SET to the timer circuit 26 again
And set the timer.
ステップT7で、スタート信号STARTを読み込む。In step T 7, reads the start signal START.
ステップT8で、スタート信号STARTが“H"に戻ったか
否かを判定する(第5図参照)。その結果、“H"であれ
ばステップT11に進み、同期信号SYNCに同期して出力さ
れるCCDデータおよびAGCデータの入力処理に移る。Step T 8, determines whether or not the start signal START returns to "H" (see FIG. 5). As a result, the process proceeds to step T 11 If "H", the process proceeds to the input processing of the CCD data and AGC data is output in synchronization with the synchronization signal SYNC.
ステップT9で、スタート信号STARTが“L"のままのと
きは、信号TFLGを読み込む。In step T 9, when the remains of the start signal START is "L", reads the signal TFLG.
ステップT10で、信号TFLGが“H"か否かを判定し、そ
の結果“H"である場合、すなわち、一定時間経過後もス
タート信号STARTが“H"にならなければ、上記内部バス
ライン5の断線の有無には無関係にCCD制御部4のみの
異常と判断して、上記異常処理ルーチンに移行する。ま
た、信号TFLGが“L"の場合はステップT7に戻る。In step T 10, determines whether or not the signal TFLG is "H", if the result is "H", the other words, if not after a certain period of time to the start signal START is "H", the internal bus line It is determined that only the CCD control unit 4 is abnormal irrespective of the presence / absence of the disconnection of 5, and the processing shifts to the abnormality processing routine. In the case of the signal TFLG is "L" back to step T 7.
ステップT11で、入力するデータの総数、すなわち、C
CD3の画素データ数N個とAGCデータ1個の計N+1をレ
ジスタBYTCにセットする。In step T 11, the total number of data to be input, ie, C
A total of N + 1 pixel data numbers of CD3 and one AGC data are set in the register BYTC.
ステップT12で、1つのデータを入力するのに必要な
入力サイクル数をレジスタBITCにセットする。この実施
例の場合、上述のように1つのデータは8ビットで構成
され、1サイクルでの入力されるビット数は偶数,奇数
の2ビットであるため、入力サイクル数は4である。In step T 12, sets the input number of cycles required to enter a single data register BITC. In the case of this embodiment, one data is composed of 8 bits as described above, and the number of input bits in one cycle is an even number or an odd number of 2 bits, so the number of input cycles is 4.
ステップT13〜T15で、上述と同様にスタート信号STAR
Tのラインの断線チェックを行い、スタート信号STARTが
レベル“L"であればCCD制御部4の異常と判断して上記
異常処理ルーチンに進む。Step T 13 through T 15, the start signal similarly to the above STAR
The line T is checked for disconnection, and if the start signal START is at level "L", it is determined that the CCD control unit 4 is abnormal, and the process proceeds to the abnormality processing routine.
ステップT16,T17で同期信号SYNCをモニタし、同期信
号SYNCがレベル“L"になるのを待つ。その際に、上述と
同様に、ステップT13〜T19でタイムアウトエラーをチェ
ックし、同期信号SYNCのラインの断線の有無あるいはCC
D制御部4の異常をチェックし、異常があれば異常処理
ルーチンに進む。Monitors the synchronization signal SYNC in step T 16, T 17, waits for the synchronization signal SYNC is at a level "L". At that time, similarly to the above, to check the time-out error at the step T 13 through T 19, the presence or absence of disconnection of the synchronizing signal SYNC line or CC
The D control unit 4 is checked for an abnormality, and if there is an abnormality, the process proceeds to an abnormality processing routine.
ステップT21,T22で、上記ステップT17において同期信
号SYNCがレベル“L"になったのに引き続いてレベル“H"
になるのを待つ。その際に、上述と同様に、ステップT
20〜T24で、タイムアウトエラーをチェックしCCD制御部
4の異常の有無を確認し、異常があれば、異常処理ルー
チンに進む。At steps T 21 and T 22 , the level of the synchronizing signal SYNC goes to “L” in step T 17 , followed by the level “H”.
Wait to become. At that time, as described above, step T
In 20 through T 24, checks the timeout error to check for abnormality of the CCD control unit 4, if there is an abnormality, the process proceeds to abnormality processing routine.
ステップT25,T26で、上記ステップT22において、同期
信号SYNCがレベル“H"になると、データライン1,データ
ライン2で伝送されるデータ信号DATA1,DATA2がポート2
2e,22fから入力される。このとき、データライン1から
は画素データまたはAGCデータである各1バイトデータ
中の偶数ビットが順次入力され、データライン2からは
奇数ビットが入力される。このビット情報は第9図に示
すように順次レジスタに上位ビット側から格納される。In step T 25, T 26, in step T 22, the synchronization signal SYNC is made to level "H", the data line 1, the data signal transmitted by the data line 2 DATA1, DATA2 port 2
Input from 2e, 22f. At this time, even-numbered bits in each 1-byte data, which are pixel data or AGC data, are sequentially input from the data line 1, and odd-numbered bits are input from the data line 2. The bit information is sequentially stored in the register from the upper bit side as shown in FIG.
このように、上記ステップT13〜T26によって、本装置
の異常をチェックしながら、各データの偶数奇数2ビッ
トの入力が終了する。Thus, at Step T 13 through T 26, while checking the abnormality of the device, the input of the odd or even 2 bits of each data is completed.
ステップT27,T28で、上記ステップT13〜ステップT26
で行われるデータ2ビットの入力を、レジスタBITCの内
容が“0"になるまで、すなわち、この実施例では4回繰
り返すことにより、1バイトのデータが入力される(第
9図参照)。In step T 27, T 28, Step T 13 ~ Step T 26
Is repeated until the contents of the register BITC becomes "0", that is, four times in this embodiment, whereby 1-byte data is input (see FIG. 9).
ステップT29で、入力された1バイトのデータを演算
部6内のメモリ24に格納する。In step T 29, stores one byte of data input to the memory 24 in the arithmetic unit 6.
ステップT30,T31で、上記ステップT12〜ステップT29
で行われる1バイトのデータ入力を、レジスタBYTCの内
容が“0"になるまで、すなわち、N+1回繰り返すこと
によって1CCDデータの入力が完了する。In step T 30, T 31, Step T 12 ~ Step T 29
Is repeated until the contents of the register BYTC becomes "0", that is, N + 1 times, thereby completing the input of 1CCD data.
次に、得られたN個の画素データからなる1つのCCD
データからデータライン1とデータライン2の断線チェ
ックと、後述の測定値の信頼度算出で用いる上記CCDデ
ータのピーク値選出を行う。上記データラインの断線チ
ェックは以下の方法で行う。すなわち、データライン1
は画素データの偶数ビットb6,b4,b2,b0からなるデータ
信号DATA1を送信しており、また、データライン2は奇
数ビットb7,b5,b3,b1からなるデータ信号DATA2を出力し
ている。また、上記各データライン1,2は第6図に示す
ように、グランドにプルダウンされており、データライ
ン1,2が断線した場合は、その出力はすべて“L"にな
る。すなわち、得られたN個の画素データのうち1個の
画素データでも、その偶数ビットが全てゼロであれば、
データライン1が断線していると判断し、同様に、奇数
ビットが全てゼロであればデータライン2が断線してい
ると判断する。以上の処理を第8図(b)のフローチャ
ートに沿って説明する。Next, one CCD composed of the obtained N pixel data
The data line 1 and the data line 2 are checked for disconnection from the data, and the peak value of the CCD data used for calculating the reliability of the measured value described later is selected. The disconnection check of the data line is performed by the following method. That is, data line 1
Even bit b 6, b 4 of the pixel data, b 2, b 0 is transmitting data signals DATA1 consisting also data line 2 data consisting of odd bits b 7, b 5, b 3 , b 1 Outputs the signal DATA2. Each of the data lines 1 and 2 is pulled down to the ground as shown in FIG. 6, and when the data lines 1 and 2 are disconnected, all the outputs become "L". That is, even if one of the obtained N pieces of pixel data has all the even-numbered bits of zero,
It is determined that the data line 1 is disconnected. Similarly, if all the odd bits are zero, it is determined that the data line 2 is disconnected. The above processing will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップT32で、1つのCCDデータにおける画素データ
の個数Nをセットする。In step T 32, sets the number N of the pixel data in the one CCD data.
ステップT33で、CCDデータのピーク値“peak"を格納
するメモリエリアをクリアする。In step T 33, clears the memory area for storing the peak value "peak" of the CCD data.
ステップT34,T35で、データライン1の断線の有無を
判定するためのフラグDATA1FLGと、データライン2の断
線の有無を判定するためのDATA2FLGをクリアする。In step T 34, T 35, clears the DATA2FLG for determining a flag DATA1FLG for determining the presence or absence of disconnection of the data line 1, the presence or absence of disconnection of the data line 2.
ステップT36で、画素データの値D(I)とメモリに
格納しているピーク値“peak"の比較を行う。In step T36 , the pixel data value D (I) is compared with the peak value "peak" stored in the memory.
ステップT37で、画素データの値D(I)がピーク値
“peak"より大きい場合にはメモリに格納しているピー
ク値“peak"を更新し、そうでない場合はステップT37を
スキップする。In step T37 , if the value D (I) of the pixel data is larger than the peak value "peak", the peak value "peak" stored in the memory is updated; otherwise, step T37 is skipped.
ステップT38で、画素データD(I)と信号“0101010
1"とのANDを取り、その結果を“EVN"とする。In step T 38, the pixel data D (I) and the signal "0101010
AND with "1" and set the result to "EVN".
ステップT39で、上記“EVN"がゼロか否かを判定す
る。In step T 39, the "EVN" determines whether zero.
ステップT40で、上記“EVN"がゼロでなければ偶数ビ
ットが出力されていることになり、データライン1が断
線していないことを示すフラグDATA1FLGに1をセットす
る。また、“EVN"がゼロの場合はステップT40をスキッ
プする。In step T 40, will be the "EVN" is output even bit if not zero, is set to 1 in the flag DATA1FLG indicating that the data line 1 is not broken. Further, "EVN" is in the case of zero skips step T 40.
ステップT41〜T43で、奇数ビットについても同様の処
理を行う。Step T 41 through T 43, the same processing is performed for the odd bits.
ステップT44,T45で、上記ステップT36〜ステップT43
の動作をN個のデータについて繰り返す。したがって、
全ての画素データの偶数ビットがゼロである場合は、フ
ラグDATA1FLGは“0"にクリアされたままである。In steps T44 and T45 , the above steps T36 to T43
Is repeated for N data. Therefore,
When the even bits of all pixel data are zero, the flag DATA1FLG remains cleared to "0".
ステップT46で、フラグDATA1FLGが“1"か否かを判別
し、“1"でなければデータライン1は断線していると判
断して異常処理ルーチンに進む。In step T 46, the flag DATA1FLG it is determined whether or not "1", "1" unless the data line 1 proceeds to abnormality processing routine is determined to be disconnected.
ステップT47で、同様にフラグDATA2FLGが“1"か否か
を判別し、“1"でなければ異常処理ルーチンに進む。In step T 47, similarly flag DATA2FLG it is determined whether or not "1", the process proceeds to "1" unless the abnormality processing routine.
上記異常処理ルーチンにおいては、次のような処理を
実行する。In the abnormality processing routine, the following processing is executed.
ステップT51で、異常の原因についてその内容をコー
ド化したデータとサービス要求フラグを合わせてステー
タスバイトに書き込む。In step T51 , the service request flag is written in the status byte together with the coded data of the cause of the abnormality and the service request flag.
ステップT52で、ホストコンピュータ7にサービス要
求を行い、異常の発生をホストコンピュータ7に告知す
る。In step T52 , a service request is made to the host computer 7, and the occurrence of an abnormality is notified to the host computer 7.
ステップT53で、サービス要求を検知したホストコン
ピュータ7は、シリアルポールを行って各装置のステー
タスバイトを読み込み、サービス要求フラグを調べるこ
とによって、インターフェイスバス8に接続した1台ま
たは複数台の装置のうちどの装置がサービス要求を行っ
たかを探す。そして、本装置のステータスバイトを読み
込むことにより、ホストコンピュータ7は、本装置がサ
ービス要求を行ったことを知り、それと同時にステータ
スバイトの内容によっていかなる異常が発生したかを知
り、ステップT54に進む。In step T 53, the host computer 7 detects the service request reads the status byte of each device performing serial polling, by examining the service request flag, one connected to the interface bus 8 or the plurality of devices Find out which device made the service request. Then, by reading the status byte of the device, the host computer 7, knowing that the device makes a service request, the same know any abnormality has occurred by the contents of the status byte simultaneously, the flow proceeds to step T 54 .
ステップT54で、その後、本装置は測定を中止する。In step T54 , the apparatus stops the measurement.
このように、演算部6はCCD制御部4から出力される
各信号START,SYNC,DATA1およびDATA2を受けとる毎に、
ハードウェアの故障や異常をモニターすると共に、故障
や異常の発生を検知したときはホストコンピュータ7に
告知するようにしているので、故障や異常の発生を現場
でオペレータが確認する必要が無く、無人操作が可能と
なる。また、サービス要求フラグを調べることによって
いかなる故障や異常が発生したかを知ることができ、作
業時間や作業内容の軽減が可能となる。As described above, the arithmetic unit 6 receives each of the signals START, SYNC, DATA1 and DATA2 output from the CCD control unit 4,
It monitors hardware failures and abnormalities, and notifies the host computer 7 when the occurrence of a failure or abnormality is detected. Therefore, there is no need for the operator to confirm the occurrence of the failure or abnormality on site, and Operation becomes possible. Further, by checking the service request flag, it is possible to know what kind of failure or abnormality has occurred, and it is possible to reduce work time and work contents.
以上のようにしてデータ入力とハードウェアのチェッ
クが完了する。The data input and the hardware check are completed as described above.
第7図のステップS7における被測定物体2までの原距
離計算を第10図のフローチャートに従って詳細に説明す
る。The calculation of the original distance to the measured object 2 in step S7 in FIG. 7 will be described in detail with reference to the flowchart in FIG.
ステップT61で、CCD3上に結像された2つの像に対応
するCCD3上の連続した画素列からの画素データ列を選び
出し、それを基準部と称する。参照部は上記基準部を一
定画素データ数だけシフトした状態で、その基準部を含
んでおり、上記基準部よりも多くの画素データから成
る。上記基準部および参照部からの上記各画素データに
基づいて、夫々について、次のように差分処理を行う。In step T 61, picks the pixel data string from consecutive pixel rows on CCD3 corresponding to two image formed on the CCD3, referred to it as a reference part. The reference portion includes the reference portion in a state where the reference portion is shifted by a certain number of pixel data, and includes more pixel data than the reference portion. Based on each of the pixel data from the reference unit and the reference unit, a difference process is performed on each of the pixels as follows.
今、CCDデータの基準部をD′l(i′)とし、参照
部をD′r(j′)とし、その個数をN′l,N′r個と
する。また、上記基準部D′l(i′)と参照部D′r
(j′)とに対する差分処理によって得られたデータ
(以下、差分データと言う)をそれぞれDl(i),Dr
(j)とし、その個数をNl,Nr個とすると、Dl(i),Dr
(j)は、 Dl(i)=D′l(i′)−D′l(i′+k) Dr(j)=D′r(j′)−D′r(j′+k) ただし、k:定数、 1≦i≦Nl=N′l−k, 1≦j≦N′r−k となる。このようにして求めた差分データを用いて像間
隔の計算を行う。Now, assume that the reference part of the CCD data is D'l (i '), the reference part is D'r (j'), and the number is N'l, N'r. Further, the reference portion D′ l (i ′) and the reference portion D′ r
(J ′) and the data obtained by the difference processing (hereinafter referred to as difference data) are Dl (i) and Dr, respectively.
(J) and the numbers are Nl and Nr, Dl (i), Dr
(J) is Dl (i) = D'l (i ')-D'l (i' + k) Dr (j) = D'r (j ')-D'r (j' + k) where k : Constant, 1 ≦ i ≦ Nl = N′l−k, 1 ≦ j ≦ N′rk. The image interval is calculated using the difference data thus obtained.
ステップT62で、CCD3上の像のコントラストを表わす
コントラスト値を計算する。上記コントラスト値は、次
式で算出する。In step T 62, calculates a contrast value indicating the contrast of the image on the CCD 3. The contrast value is calculated by the following equation.
ステップT63で、相関演算を行い、各相関値を求め
る。この相関演算は、CCD3上に結像された2つの像の像
間隔を算出するための演算であり、次のようにして行な
う。すなわち、第11図に示すように、上記参照部を上記
基準部と同じ位置から基準部に対して順次シフトさせ、
各シフト位置において、夫々参照部上の画素データと基
準部上の画素データとの相関値を求める。上記相関値は
次式で算出する。 In step T63 , a correlation operation is performed to obtain each correlation value. This correlation operation is an operation for calculating an image interval between two images formed on the CCD 3, and is performed as follows. That is, as shown in FIG. 11, the reference portion is sequentially shifted from the same position as the reference portion with respect to the reference portion,
At each shift position, a correlation value between the pixel data on the reference portion and the pixel data on the reference portion is determined. The correlation value is calculated by the following equation.
ただし、1≦I≦Nr−Nl+1 I:シフト画素数 ステップT64で、上記相関値HF(I)のうち、最小の
相関値HFNを算出する。 However, 1 ≦ I ≦ Nr-Nl + 1 I: the number of shift pixels step T 64, among the correlation values HF (I), to calculate the minimum correlation value HFN.
ステップT65で、上記最小相関値HFNを与えるシフト画
素数Iの値IMを求め、このIMをもって像間隔IMとする。
このようにして、CCD3の画素1ピッチの精度で像間隔IM
を求めることができる。In step T 65, obtains a value IM of the number of shift pixels I to give the minimum correlation value HFN, and image interval IM with the IM.
In this way, the image interval IM with the accuracy of one pixel pitch of CCD3
Can be requested.
ステップT66で、上記ステップT65で求めたIM値に対し
て補間演算を行って、さらに精度の高い像間隔XMを算出
する。これはHFN=HF(IM)と、そのときのI(すなわ
ちIM)の前後の相関値HFM=HF(IM−1),HFO=HF(IM
+1)の3つの値を用いて、次式で算出する(第12図参
照)。In step T 66, by performing an interpolation operation with respect to IM value obtained in step T 65, further calculates a high image distance XM accuracy. This is because HFN = HF (IM) and the correlation values HFM = HF (IM-1) and HFO = HF (IM) before and after I (that is, IM) at that time.
Calculated by the following equation using the three values of +1) (see FIG. 12).
HFM≦HFOのとき、 XM=IM+1/2(HFM−HFO)/(HFM−HEN) HFM<HFOのとき、 XM=IM+1/2(HFM−HFO)/(HFO−HFN) このようにして求めた上記XMにCCD3の画素のピッチを
乗ずることにより実際のCCD上像間隔が求められる。以
上によって得られた像間隔と被測定物体2までの距離と
はこの光学系1に固有の関係で対応づけられている(第
13図(c)参照)。When HFM≤HFO, XM = IM + 1/2 (HFM-HFO) / (HFM-HEN) When HFM <HFO, XM = IM + 1/2 (HFM-HFO) / (HFO-HFN) By multiplying the XM by the pitch of the CCD3 pixels, the actual CCD image interval can be obtained. The image interval and the distance to the measured object 2 obtained as described above are associated with each other in a relationship unique to the optical system 1 (the
FIG. 13 (c)).
ステップT67で、上記ステップT66で求めた実際の像間
隔より、次のようにして被測定物体2までの距離を求め
る。すなわち、像間隔から距離に換算する際には、ま
ず、一旦像間隔からピントのズレ量(デフォーカス量)
を求め、このデフォーカス量から距離を算出する。像間
隔とデフォーカス量の関係は、第13図(a)に示すよう
に像間隔が大きくなるほどリニアリティが悪化するため
に、曲線をゾーン分割して直線近似する。上記像間隔と
デフォーカス量の関係は、テーブルとしてメモリ24に格
納しており、このテーブルを用いて像間隔からデフォー
カス量を求め、さらに距離値が求められる。以上のよう
にして原距離値計算が完了する。In step T 67, the actual image distance obtained in step T 66, as follows determine the distance to the object to be measured 2. That is, when converting from the image interval to the distance, first, the amount of defocus (the amount of defocus) is once calculated from the image interval.
Is calculated, and the distance is calculated from the defocus amount. As shown in FIG. 13A, the relationship between the image interval and the defocus amount is such that the linearity is degraded as the image interval increases, so that the curve is divided into zones and approximated by a straight line. The relationship between the image interval and the defocus amount is stored in the memory 24 as a table, and the defocus amount is obtained from the image interval using this table, and further, the distance value is obtained. The original distance value calculation is completed as described above.
第7図のステップS8における信頼度の算出方法につい
て述べる。この実施例における原距離値の測定結果は、
次に示す要因によってその信頼度が左右される。すなわ
ち、被測定物体の輝度,被測定物体のコントラスト,YM/
Con値(後述),原距離値である。上記夫々の要因はそ
の程度によりそれぞれ0〜nの値を割り当てるフラグで
評価する(各フラグは値が小さいほど測定の精度は低
い)。また、上記各要因別のフラグの組み合わせによ
り、1つのCCDデータの総合的な信頼度の算出を行い、
上記各要因別のフラグおよび総合信頼度はホストコンピ
ュータ7に送信され、ホストコンピュータ7は上記総合
信頼度が一定値より低下した場合、各要因別フラグをチ
ェックすることによってその状況に応じた処理を行うこ
とが可能となり、無人操作が可能となる。以下に上記各
要因別のフラグの意味および総合信頼度の算出例を示
す。We describe a method of calculating the reliability in step S 8 of FIG. 7. The measurement result of the original distance value in this embodiment is:
The reliability depends on the following factors. That is, the brightness of the measured object, the contrast of the measured object, YM /
Con value (described later) and original distance value. Each of the above factors is evaluated by a flag that assigns a value of 0 to n according to the degree (the smaller the value of each flag, the lower the measurement accuracy). In addition, the total reliability of one CCD data is calculated based on the combination of the flags for each factor described above.
The flag for each factor and the overall reliability are transmitted to the host computer 7, and when the overall reliability falls below a certain value, the host computer 7 checks the flag for each factor to perform processing according to the situation. Operation can be performed, and unattended operation becomes possible. The meaning of the flag for each of the above factors and an example of calculating the total reliability are shown below.
被測定物体2の輝度が低下している場合、CCD3上の像
の暗い部分に対応する画素からの出力が影響して相関演
算の精度が悪化してしまう。したがって、被測定物体2
の輝度を低い方から順に0,1,…n1のn段階に判定するこ
とによって得られる輝度フラグを設ける。被測定物体2
の輝度は上記AGCデータおよびCCD出力データのピーク値
により判定される。AGCデータは上述のようにAGC回路17
において低輝度時にどれだけゲインをかけたかを表わし
ており、この値が大きい程、被測定物体2の輝度が低い
と判定される。さらに、ゲインが最大値まで達した場合
には、それ以上被測定物体2の輝度が低下した場合は、
CCD出力データの第8図(b)におけるステップT36,T37
において求めたピーク値が低下する。したがって、被測
定物体2の輝度は上記AGCデータとCCD出力データピーク
値により判定される。When the luminance of the measured object 2 is reduced, the output from the pixel corresponding to the dark part of the image on the CCD 3 is affected, and the accuracy of the correlation calculation is deteriorated. Therefore, the measured object 2
., N1 in order from the lowest, a luminance flag is provided. Measured object 2
Is determined based on the peak values of the AGC data and the CCD output data. AGC data is stored in the AGC circuit 17 as described above.
Represents how much gain was applied at low luminance, and the larger the value, the lower the luminance of the measured object 2 is determined. Further, when the gain reaches the maximum value, when the luminance of the measured object 2 further decreases,
Steps T 36 and T 37 in FIG. 8B of the CCD output data
The peak value obtained in the step (1) decreases. Therefore, the luminance of the measured object 2 is determined by the AGC data and the CCD output data peak value.
被測定物体2のコントラストは、第10図の原距離計算
のフローチャートのステップT62で求めたコントラスト
値Conによって判定する。上記コントラスト値Conが低い
場合は、ステップT63の相関演算で求めた相関値HF
(I)が全体に低くなり、第12図におけるHFN,HFO,HFM
の差が小さくなり、補間計算の精度が低下する。したが
って、被測定物体2のコントラスト値HF(I)を低い方
から順に0,1,…n2のn段階に判定することによって得ら
れるコントラストフラグを設ける。Contrast of the object to be measured 2 is checked by the contrast value Con obtained in step T 62 of the original distance flowchart of the calculation of FIG. 10. If the contrast value Con is low, the correlation value HF obtained by the correlation calculation step T 63
(I) becomes lower as a whole, and HFN, HFO, HFM in FIG.
Is small, and the accuracy of the interpolation calculation is reduced. Therefore, a contrast flag is provided which is obtained by determining the contrast value HF (I) of the measured object 2 in n stages of 0, 1,... N2 in ascending order.
上記YM/Con値について説明する。ここで、YM値は第12
図に示す通り、補間によって求めた最小相関値YM=HF
(XM)の値をコントラスト値で規格化した値であり、こ
の値が大きい場合は第14図のように補間用の直線の傾斜
が緩やかであり、HFN,HFM,HFOの値の小さな変動が補間
計算の精度に大きな影響を与える。したがって、YM/Con
値を高い方から順に0,1,…n3のn段階に判定することに
よって得られたYM/Conフラグを設ける。The YM / Con value will be described. Where the YM value is 12
As shown in the figure, the minimum correlation value YM obtained by interpolation = HF
(XM) is a value normalized by the contrast value. If this value is large, the slope of the interpolation straight line is gentle as shown in Fig. 14, and small fluctuations in the values of HFN, HFM, and HFO are It greatly affects the accuracy of interpolation calculation. Therefore, YM / Con
A YM / Con flag obtained by determining values in n stages of 0, 1,... N3 in order from the highest value is provided.
原距離値については、第13図(c)から明らかなよう
に像間隔が小さくなる程、像間隔に対する原距離値の変
動が大きくなり精度が低下する。したがって、原距離値
に応じて原距離値の大きい方から順に0,1,…n4のn段階
に判定することによって得られる距離値フラグを設け
る。また、距離が測定可能範囲を越えた場合には、上記
距離値フラグを0にする。Regarding the original distance value, as is clear from FIG. 13 (c), the smaller the image interval is, the larger the variation of the original distance value with respect to the image interval is, and the lower the accuracy is. Therefore, a distance value flag is provided which is obtained by determining in n stages of 0, 1,... N4 in descending order of the original distance value according to the original distance value. When the distance exceeds the measurable range, the distance value flag is set to 0.
以上のようにして算出した各要因別のフラグの組み合
わせから算出した上記原距離値の総合信頼度が0〜nの
値で求められる。第15図に各要因別のフラグを0,1,2の
3段階で判定し、かつ、総合信頼度0,1,2の3段階で判
定した例を示す。The overall reliability of the original distance value calculated from the combination of the flags for each factor calculated as described above is obtained as a value of 0 to n. FIG. 15 shows an example in which the flag for each factor is determined in three stages of 0, 1, and 2 and the overall reliability is determined in three stages of 0, 1, and 2.
第7図のステップS9における平均処理について述べ
る。この平均処理は上述のように像間隔と距離との関係
は非線形であるので、まず、像間隔について平均処理を
行い、その後、平均像間隔を距離値に変換し平均距離値
を得る。像間隔の平均処理は、求められた同一の被測定
物体2からの像間隔値をm回分ストックし、新しい像間
隔値が得られる度に最も古いデータを捨て新しい像間隔
を繰り入れ、常にm個のデータで平均処理を行ってい
る。第16図に平均距離値算出のフローを示す。Described averaging process in step S 9 of FIG. 7. Since the relationship between the image interval and the distance is non-linear in the averaging process as described above, the averaging process is first performed on the image interval, and then the average image interval is converted into a distance value to obtain an average distance value. The image interval averaging process is performed by stocking the obtained image interval values from the same measured object 2 for m times, discarding the oldest data every time a new image interval value is obtained, and adding a new image interval. Of data is averaged. FIG. 16 shows a flow of calculating the average distance value.
ステップT71で、m個のデータd(1)〜d(m)の
中でバラツキの大きい値を排除するために、上記m個の
データd(1)〜d(m)から単純平均あるいは他の手
段により基準値d0を選び出す。In step T 71, in order to eliminate the large value of the variation in the m data d (1) ~d (m) , the simple average or other from the m data d (1) ~d (m) select the reference value d 0 by means.
ステップT72で、データの個数mをセットする。In step T72 , the number m of data is set.
ステップT73で、この基準値d0にあるマージンΔdを
設定し、 ステップT73,T74で、各入力データd(i)とd0±Δ
dの比較を行う。In step T 73, sets the margin Δd in the reference value d 0, in step T 73, T 74, the input data d and (i) d 0 ± Δ
Compare d.
ステップT75で、d(i)がd0±Δdの範囲に入って
いる場合は、バラツキフラグf1(i)に1を入れる。In step T75 , if d (i) falls within the range of d 0 ± Δd, 1 is set to the variation flag f 1 (i).
ステップT76で、d(i)がd0±Δdの範囲に入って
いない場合は、f1(i)=0とする。If d (i) does not fall within the range of d 0 ± Δd at step T 76 , f 1 (i) = 0.
ステップT77,T78で、i=0になるまで、すなわちm
個のデータについてステップT73〜T78を繰り返し行う。In steps T77 and T78 , i = 0, ie, m
Repeatedly performing the step T 73 ~T 78 for the pieces of data.
ステップT79で、各入力データd(i)に対して上述
のようにして求められた原距離値の総合信頼度(0〜n
の値)を信頼度値f2(i)とし、 f1(i),f2(i)およびd(i)により を算出する。In step T 79, overall reliability of the original distance values determined in the manner described above for each input data d (i) (0~n
Is the reliability value f 2 (i), and f 1 (i), f 2 (i) and d (i) Is calculated.
ステップT80で、さらに を求める。In step T 80, further Ask for.
ステップT81で、これらを次式に代入して平均距離値
を算出する。In step T81 , these are substituted into the following equation to calculate an average distance value.
このようにして、信頼度が高く他のデータに対しバラ
ツキの少ないデータに重みを持たせた重みづけ平均処理
によって、信頼度の低いデータあるいは他のデータに対
しバラツキの大きいデータの影響を小さくした精度の高
い平均距離値が得られる。 In this way, the influence of data having low reliability or data having large variation with respect to other data is reduced by the weighted averaging process in which data having high reliability and small variation with respect to other data are weighted. An average distance value with high accuracy is obtained.
ステップT82で、平均処理によって求めた平均距離値
の信頼度を求める。すなわち、 上記ステップT80で算出された これが大きい程、そのデータの信頼度が高く、かつ、他
のデータに対してバラツキが小さいということになり、
この値をもってこの平均距離の信頼度とする。In step T82 , the reliability of the average distance value obtained by the averaging process is obtained. That it is, calculated in step T 80 The larger the value, the higher the reliability of the data and the smaller the variation with respect to other data.
This value is used as the reliability of the average distance.
上記実施例においては、算出された原距離値とその信
頼度に基づいて重みづけ平均処理を実行して真の値によ
り近い測定値を得ているが、さらに、安定した測定値を
得るために較正機能を持たせた実施例を示す。第17図に
示すように、主レンズ1′からの真の距離がl0の物体ま
での距離を測定し、得られた像間隔XMに基づいて原距離
値l′を得た場合(破線に相当)、このXMに実線で示し
た像間隔と距離の関係とのオフセット値−ΔXMを加えて
測定値をl0に補正することによって精度良く測定するこ
とができる。このオフセット値はDIP(デュアル・イン
ライン・パッケージ)スイッチ等により外部から入力す
ることも可能であり、また、距離値演算のメインルーチ
ンに較正ルーチンを設けて自動的に較正を行うことも可
能である。In the above embodiment, a weighted averaging process is performed based on the calculated original distance value and its reliability to obtain a measurement value closer to the true value, but further, to obtain a stable measurement value An embodiment having a calibration function is shown. As shown in FIG. 17, the main lens 1 'true distance from measures the distance to the object of l 0, the original distance value l based on the obtained image interval XM' when give (in dashed lines By adding an offset value -ΔXM of the relationship between the image interval and the distance indicated by the solid line to this XM and correcting the measured value to 10 , accurate measurement can be performed. This offset value can be input from the outside by a DIP (dual in-line package) switch or the like, and the calibration can be automatically performed by providing a calibration routine in the main routine of the distance value calculation. .
上記実施例においては、1セットの光学系1によって
距離測定を行っている。しかし、第18図に示すように、
焦点距離および主レンズ1′から予定焦点面9までの距
離が異なる複数の主レンズ1′を用いて広範囲の距離測
定を行うことができる。この実施例は、その複数の主レ
ンズ1′に応じて像間隔と距離の関係を表わすテーブル
をメモリ24内に、上記主レンズ1′の数だけ格納し、測
定する距離に応じて主レンズ1′を交換したときに、像
間隔−距離変換のテーブルを主レンズ1′に対応したテ
ーブルに、外部に設けたスイッチ等によって切り換える
ことによって、広範囲に渡る距離測定を行うことができ
る。In the above embodiment, the distance measurement is performed by one set of the optical system 1. However, as shown in FIG.
A wide range of distance measurement can be performed using a plurality of main lenses 1 'having different focal lengths and different distances from the main lens 1' to the planned focal plane 9. In this embodiment, a table representing the relationship between the image interval and the distance according to the plurality of main lenses 1 'is stored in the memory 24 by the number of the main lenses 1'. By replacing the table for image spacing-distance conversion with the table corresponding to the main lens 1 'using an external switch or the like when the' is replaced, the distance can be measured over a wide range.
上記実施例では、光学系1を用いて光学的に距離を測
定している。しかし、本発明はこれに限定されるもので
はなく、三角形の2点間を結ぶ直線の長さとその両側の
二角を測定して他の点までの距離を求める、いわゆる三
角測距方式や音波を用いた測距方式等を用いても差し支
えない。In the above embodiment, the optical system 1 is used to optically measure the distance. However, the present invention is not limited to this, and the length of a straight line connecting two points of a triangle and two angles on both sides thereof are measured to obtain a distance to another point. There is no problem if a distance measuring method or the like that uses a method is used.
<発明の効果> 以上より明らかなように、この発明の自動距離測定装
置は、距離測定手段と、信頼度算出手段と、接続手段と
を備えて、被測定物までの距離と、測定された距離の信
頼度を求め、上記接続手段を他の装置と接続することに
よって、上記測定された距離に対応した信号と上記距離
の信頼度を表わす信号とを本装置外に出力するようにし
ているので、上記他の装置は、被測定物体までの距離値
と信頼度を合わせて知ることができる。<Effects of the Invention> As is clear from the above, the automatic distance measuring device of the present invention includes the distance measuring means, the reliability calculating means, and the connecting means, and measures the distance to the object to be measured. By obtaining the reliability of the distance and connecting the connection means to another device, a signal corresponding to the measured distance and a signal representing the reliability of the distance are output to the outside of the device. Therefore, the other device can know the distance value to the measured object and the reliability together.
また、上記測定された距離に対応した信号を、上記距
離測定手段で求めた複数の距離に対して信頼度による重
みづけ平均値を算出したものにすれば、信頼度の低い測
定された距離の影響を小さくして、より精度の高い測定
値を得ることができる。Further, if the signal corresponding to the measured distance is obtained by calculating a weighted average value based on the reliability for a plurality of distances obtained by the distance measuring means, the measured distance having a low reliability is obtained. The influence can be reduced and a more accurate measurement value can be obtained.
第1図はこの発明の自動距離測定装置の一実施例のブロ
ック図、第2図は第1図における光学系のブロック図、
第3図は第1図における距離測定の原理の説明図、第4
図は第1図におけるCCD制御部のブロック図、第5図はC
CD制御部からの出力信号を示す図、第6図は第1図にお
ける演算部のブロック図、第7図は平均距離演算のフロ
ーチャート、第8図(a),(b)はデータ入力および
ハードウェアチェックのフローチャート、第9図は画素
データのレジスタへの格納状態の説明図、第10図は原距
離値演算のフローチャート、第11図は像間隔算出方法の
説明図、第12図は補間演算の説明図、第13図は像間隔,
デフォーカス量,距離の対応を示す図、第14図はYM/Con
の説明図、第15図は総合信頼度の判定例を示す図、第16
図は平均距離算出のフローチャート、第17図は測定値補
正の説明図、第18図は複数レンズを用いる場合の、夫々
の像間隔と距離との関係を示す図、第19図は従来の距離
測定装置を示す図である。 1……光学系、1′……主レンズ、2……被測定物体、 3……CCDリニアイメージセンサ、4……CCD制御部、6
……演算部、7……ホストコンピュータ、8……インタ
ーフェイスバス、 12a,12b……再結像レンズ、16……CCD駆動回路、17……
AGC回路、18……A/Dコンバータ、20……I/O回路、22…
…I/Oポート、 23……CPU、24……メモリ、25……インターフェイス回
路、 26……タイマー回路。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an automatic distance measuring device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an optical system in FIG. 1,
FIG. 3 is an explanatory view of the principle of distance measurement in FIG.
FIG. 5 is a block diagram of the CCD control unit in FIG. 1, and FIG.
FIG. 6 is a block diagram of an arithmetic unit in FIG. 1, FIG. 7 is a flowchart of an average distance calculation, and FIGS. 8 (a) and (b) are data input and hardware. FIG. 9 is a flowchart of a wear check, FIG. 9 is an explanatory diagram of a state of storing pixel data in a register, FIG. 10 is a flowchart of an original distance value calculation, FIG. 11 is an explanatory diagram of an image interval calculation method, and FIG. Fig. 13 shows the image spacing,
Diagram showing correspondence between defocus amount and distance, Fig. 14 shows YM / Con
FIG. 15 is a diagram showing an example of determining the overall reliability, and FIG.
FIG. 17 is a flowchart for calculating an average distance, FIG. 17 is an explanatory diagram of measurement value correction, FIG. 18 is a diagram showing a relationship between image distances and distances when a plurality of lenses are used, and FIG. It is a figure showing a measuring device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical system, 1 '... Main lens, 2 ... Object to be measured, 3 ... CCD linear image sensor, 4 ... CCD control part, 6
Calculation unit, 7 Host computer, 8 Interface bus, 12a, 12b Re-imaging lens, 16 CCD drive circuit, 17
AGC circuit, 18 A / D converter, 20 I / O circuit, 22
... I / O port, 23 ... CPU, 24 ... memory, 25 ... interface circuit, 26 ... timer circuit.
Claims (4)
と、 上記光電変換素子の出力により被測定物体までの距離を
求める距離測定手段と、 上記光電変換素子の出力により上記測定された距離の信
頼度を求める信頼度算出手段と、 他の装置と接続されることによって、上記測定された距
離に対応した信号と上記距離の信頼度を表す信号を本装
置外に出力するための接続手段を備えたことを特徴とす
る自動距離測定装置。An optical system; a photoelectric conversion element for receiving an object to be measured via the optical system; a distance measuring means for obtaining a distance to the object to be measured based on an output of the photoelectric conversion element; A reliability calculating means for obtaining the reliability of the measured distance based on the output of the device, and a signal corresponding to the measured distance and a signal representing the reliability of the distance, which are connected to another device. An automatic distance measuring device comprising a connecting means for outputting to the outside.
離自身に基づいて上記測定された距離の信頼度を求める
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の自動距離測定装置。2. The automatic distance calculation method according to claim 1, wherein said reliability calculation means obtains the reliability of said measured distance based on said measured distance itself. measuring device.
記測定された距離と、上記測定された距離の信頼度とに
基づいて算出されたものであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項乃至第2項のいずれかに記載の自動距離
測定装置。3. The signal according to claim 1, wherein the signal corresponding to the measured distance is calculated based on the measured distance and the reliability of the measured distance. 3. The automatic distance measuring device according to claim 1 or 2.
記距離測定手段で求めた複数の距離と、上記複数の距離
に対応して上記信頼度算出手段で求めた信頼度に基づい
て算出される、上記複数の距離の重み付け平均値を表す
信号であることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至
第3項のいずれかに記載の自動距離測定装置。4. A signal corresponding to the measured distance is calculated based on the plurality of distances obtained by the distance measuring means and the reliability obtained by the reliability calculating means corresponding to the plurality of distances. 4. The automatic distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the signal is a signal representing a weighted average value of the plurality of distances.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62086673A JP2625716B2 (en) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | Automatic distance measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62086673A JP2625716B2 (en) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | Automatic distance measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63252214A JPS63252214A (en) | 1988-10-19 |
JP2625716B2 true JP2625716B2 (en) | 1997-07-02 |
Family
ID=13893549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62086673A Expired - Lifetime JP2625716B2 (en) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | Automatic distance measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2625716B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5221886B2 (en) * | 2007-03-07 | 2013-06-26 | 富士重工業株式会社 | Object detection device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2572372B2 (en) * | 1985-05-23 | 1997-01-16 | 株式会社ニコン | Focus detection device |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62086673A patent/JP2625716B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63252214A (en) | 1988-10-19 |
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