JP3102965B2 - Distance measuring device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、距離測定用の対象物
が結像された一対の撮像素子より出力された画像記号を
処理し、三角測量の原理に従って対象物までの距離を測
定する測距装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a distance to an object in accordance with the principle of triangulation by processing image symbols output from a pair of image sensors on which an object for distance measurement is formed. It relates to a distance device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】以下、従来の測距装置を図について説明
する。尚、従来装置について説明する前に、測距装置の
動作原理を図４に従って説明する。図４は測距原理を説
明するための光学系及び撮像素子の配置を示す図ある。
図において、１は距離測定用の対象物（以下、対象物と
記載する）、２R及び２Lは多数のセグメント例えばＣＣ
Ｄより構成された左右一対の撮像素子、３R及び３Lは撮
像素子２R，２L上に対象物１を結像する焦点距離Ｆを持
つ左右一対のレンズであり、互いに基線長Ｂの間隔を置
いて配置されている。４は撮像素子２R，２Lから出力さ
れた画像信号を、所定の手順に従って処理し、対象物１
までの距離Ｄを算出するコンピュータユニットである。2. Description of the Related Art A conventional distance measuring apparatus will be described below with reference to the drawings. Before describing the conventional device, the operating principle of the distance measuring device will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of an optical system and an image sensor for explaining the principle of distance measurement.
In the figure, 1 is an object for distance measurement (hereinafter referred to as an object), 2 R and 2 L are a number of segments such as CC
A pair of left and right imaging elements 3 R and 3 L constituted by D are a pair of left and right lenses having a focal length F for imaging the object 1 on the imaging elements 2 R and 2 L. They are arranged at intervals. 4 processes the image signals output from the imaging elements 2 R and 2 L according to a predetermined procedure, and
It is a computer unit that calculates the distance D to the computer.
【０００３】レンズ３R ，３L は所定の基線長Ｂを置い
て左右対称に離隔して配置されているので、各撮像素子
２R，２L上の結像位置は、各レンズ３R，３Lの中心点か
らＸR，ＸLのずれ、即ち視差を生じる。この視差ＸR，
ＸL、各レンズ３R，３L間の基線長Ｂ、レンズ２R，２L
の焦点距離Ｆ、及び対象物１までの距離Ｄとの関係は、
三角測量の原理より以下の（１）式にて与えられる。Since the lenses 3 R and 3 L are symmetrically spaced apart from each other with a predetermined base line length B, the image forming position on each image sensor 2 R and 2 L is determined by the position of each lens 3 R and 3 L. 3 L X R from the center point of the X L displacement, i.e. resulting parallax. This parallax X R ,
X L , base length B between each lens 3 R , 3 L , lens 2 R , 2 L
The relationship between the focal length F and the distance D to the object 1 is
It is given by the following equation (1) based on the principle of triangulation.
【０００４】 Ｄ＝Ｂ×Ｆ／（ＸR＋ＸL） ・・・（１）D = B × F / (X R + X L ) (1)
【０００５】従って（１）式より明らかなように、対象
物１までの距離Ｄは、視差（ＸR＋ＸL）を求め、この視
差と共に、規定の基線長Ｂ、焦点距離Ｆを（１）式に代
入することにより求めることが出来る。その距離演算処
理を行うためにコンピュータユニット４は、撮像素子２
R，２Lより結像された対象物１の画像信号を取り込み、
公知のパターンマッチングのアルゴリズムに従って、こ
の視差（ＸR＋ＸL）を求める。そして、（１）式に従っ
て、対象物１までの距離Ｄを算出する。Accordingly (1) As is clear from equation, the distance D to the object 1, the parallax (X R + X L) look, with this disparity, the provisions of the baseline length B, and a focal length F (1) It can be obtained by substituting into the equation. In order to perform the distance calculation processing, the computer unit 4
R , 2 L The image signal of the object 1 formed from L is taken in,
According to the algorithm known pattern matching, obtaining the parallax (X R + X L). Then, the distance D to the object 1 is calculated according to the equation (1).
【０００６】ところで、一般にこのような撮像素子を使
用した測距装置においては、撮像素子２R，２Lへの入射
光量は、レンズ３R，３Lの前方に配置した図示しない絞
り機構の開口面積により調節される。図５は例えば特公
平４−５７１５２号公報に示された、絞り機構を設けた
従来の測距装置の一部構成を示すブロック図である。図
において、２は撮像素子、３はレンズ、５は撮像素子２
への入射光量を調節する絞り機構、６は撮像素子２の出
力、即ち輝度信号を増幅するプリアンプ、７はプリアン
プ６の出力信号を絞り機構５の絞り制御用に増幅するア
ンプ、８はアンプ７の出力信号を平均化して撮像素子２
上に結像された対象物の画像全体の平均輝度を求める平
均回路、９は平均回路８で求められた平均輝度と、予め
設定された目標輝度ＶTとを比較し、各輝度の差に応じ
た値の信号を出力する比較器、１０は比較器９から出力
された信号の値に応じた駆動信号を出力するドライブ回
路、１１はドライブ回路１０からの駆動信号にて駆動さ
れて絞り機構５の開口面積を変化させる駆動コイルであ
る。In general, in a distance measuring apparatus using such an image sensor, the amount of light incident on the image sensors 2 R and 2 L is determined by the aperture of an aperture mechanism (not shown) disposed in front of the lenses 3 R and 3 L. Adjusted by area. FIG. 5 is a block diagram showing a partial configuration of a conventional distance measuring apparatus provided with an aperture mechanism, which is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 4-57152. In the figure, 2 is an image sensor, 3 is a lens, 5 is an image sensor 2
A diaphragm mechanism for adjusting the amount of incident light to the light source; 6, a preamplifier for amplifying the output of the image sensor 2, that is, a luminance signal; 7, an amplifier for amplifying the output signal of the preamplifier 6 for diaphragm control of the diaphragm mechanism 5; Averages the output signals of
Averaging circuit for obtaining an average brightness of the entire image of the object imaged on, 9 compares the average luminance obtained by the averaging circuit 8, and a target brightness V T which is set in advance, the difference between the luminance A comparator 10 outputs a signal having a value corresponding to the drive signal. A drive circuit 10 outputs a drive signal corresponding to the value of the signal output from the comparator 9. A drive mechanism 11 is driven by a drive signal from the drive circuit 10. 5 is a drive coil for changing the opening area.
【０００７】次に、従来の測距装置の動作について説明
する。撮像素子２にレンズ３を通して図示しない対象物
を結像させるため、絞り機構５の開口面積を駆動コイル
１１の作用によって変化させると、開口面積に応じた量
の光が撮像素子２に入射される。その結果、撮像素子２
は光量に応じた値の輝度信号をプリアンプ６へ出力す
る。プリアンプ６は入力された輝度信号を所定レベルに
増幅する。そして、この増幅された輝度信号は図示しな
いＡ／Ｄ変換器へ出力されてデジタル信号に変換されて
信号処理に供される。Next, the operation of the conventional distance measuring device will be described. When the aperture area of the aperture mechanism 5 is changed by the operation of the drive coil 11 to form an image of an object (not shown) on the image sensor 2 through the lens 3, an amount of light corresponding to the aperture area is incident on the image sensor 2. . As a result, the image sensor 2
Outputs a luminance signal of a value corresponding to the light amount to the preamplifier 6. The preamplifier 6 amplifies the input luminance signal to a predetermined level. The amplified luminance signal is output to an A / D converter (not shown), converted into a digital signal, and used for signal processing.
【０００８】また、プリアンプ６から出力された輝度信
号は絞り機構５の制御信号として用いるべく、そのレベ
ルをアンプ７で高める。このように、撮像素子２を構成
するセグメントより出力された輝度信号は総てプリアン
プ６、アンプ７で増幅される。そして、増幅された総て
の輝度信号は平均回路８に入力されて信号レベルの平均
値が求められることで、撮像素子２上に結像された画像
全体の平均輝度が求まる。Further, the level of the luminance signal output from the preamplifier 6 is increased by the amplifier 7 so as to be used as a control signal for the aperture mechanism 5. As described above, all the luminance signals output from the segments constituting the image sensor 2 are amplified by the preamplifier 6 and the amplifier 7. Then, all the amplified luminance signals are input to the averaging circuit 8, and the average value of the signal levels is obtained, whereby the average luminance of the entire image formed on the image sensor 2 is obtained.
【０００９】求められた平均輝度は比較器９において、
予め設定された目標輝度ＶTと比較され、目標輝度ＶTと
の差に応じた信号がドライブ回路１０に出力される。ド
ライブ回路１０は比較器９より信号を入力すると信号レ
ベルに応じた分だけ絞り機構５の開口面積を変化させる
ために、駆動コイル１１へ励磁電流を流す。すると磁化
した駆動コイル１１の働きにより絞り機構５の開口面積
は変化し、目標輝度ＶTに見合うべき量の光をレンズ３
を通して撮像素子２へ入射させる。The calculated average luminance is calculated by a comparator 9.
It is compared with a preset target brightness V T, a signal corresponding to the difference between the target brightness V T is outputted to the drive circuit 10. When a signal is input from the comparator 9, the drive circuit 10 supplies an excitation current to the drive coil 11 in order to change the opening area of the aperture mechanism 5 by an amount corresponding to the signal level. Then the opening area of the diaphragm mechanism 5 by the action of the driving coil 11 is magnetized changes, the lens 3 the light quantity to meet the target luminance V T
Through to the image sensor 2.
【００１０】この時、例えば絞り機構５が絞り過ぎの状
態にあり開口面積が狭まった状態にあると、撮像素子２
より十分な輝度信号が得られない。その結果、平均回路
８で求められた平均輝度は目標輝度ＶTより低い値をと
るので、比較器９より出力される差の信号は大きくなる
ため、その信号を受けるドライブ回路１０は駆動コイル
１１に大きな値の駆動信号を出力するので絞り機構５の
開口面積は広がり入射光量は増加する。At this time, for example, if the aperture mechanism 5 is in an over-aperture state and the aperture area is in a narrow state, the image sensor 2
A more sufficient luminance signal cannot be obtained. As a result, the average luminance calculated by the average circuit 8 takes a value lower than the target brightness V T, for the greater difference signal output from the comparator 9, the drive circuit 10 drives the coil 11 which receives the signal Therefore, the aperture area of the diaphragm mechanism 5 is widened and the amount of incident light increases.
【００１１】また、逆に絞り機構５の絞りが過小気味の
状態にあり開口面積が広がると、撮像素子２より大きな
な輝度信号が得られない。そのため、平均回路８にて求
められた平均輝度は目標輝度ＶTより高い値をとるの
で、比較器９より出力される差の信号は小さくなり、そ
の信号を受けるドライブ回路１０は駆動コイル１１に小
さい値の駆動電流を出力するので絞り機構５の開口面積
は狭まり入射光量は減少する。以上の様にして、絞り機
構５は平均輝度が目標輝度ＶTと一致するように負帰還
制御される。On the other hand, if the aperture of the aperture mechanism 5 is too small and the aperture area is widened, a luminance signal larger than that of the image sensor 2 cannot be obtained. Therefore, the average luminance obtained by averaging circuit 8 takes a higher target brightness V T value, the signal of the difference output from the comparator 9 becomes small, the drive circuit 10 which receives the signal to the drive coil 11 Since the driving current having a small value is output, the aperture area of the diaphragm mechanism 5 is reduced, and the incident light amount is reduced. In the above manner, the diaphragm mechanism 5 is negative feedback control so that the average luminance coincides with the target luminance V T.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
絞り制御機構を適用した測距装置は、左右の撮像素子の
輝度信号のレベルを比較して左右の撮像素子上の視差
（ＸR＋ＸL）を求めるので、左右の撮像素子の輝度信号
のレベルが精度良く一致していることが重要である。し
かし、上述した絞り制御にて求められた平均輝度を目標
輝度（ＶT ）に精度良く一致させるには、負帰還制御の
制御ゲインを高く設定する必要があるが、このように制
御ゲインを高く設定すると、制御系が不安定となり、例
えば対象物の明るさが急変したりすると絞り制御が安定
せずハンチングが生じるという問題があった。As described above, in the distance measuring apparatus to which the conventional aperture control mechanism is applied, the parallax (X R) on the left and right image sensors is compared by comparing the levels of the luminance signals of the left and right image sensors. + X L ), it is important that the levels of the luminance signals of the left and right imaging elements match with high accuracy. However, it is necessary to set the control gain of the negative feedback control to be high in order to make the average brightness obtained by the above-described aperture control accurately coincide with the target brightness (V T ). If it is set, the control system becomes unstable. For example, when the brightness of the object suddenly changes, the aperture control becomes unstable and hunting occurs.
【００１３】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであって、左右の撮像素子の輝度
信号のレベルが精度よく一致するとともに、絞り制御が
安定に動作する測距装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and a distance measuring method in which the levels of the luminance signals of the left and right image pickup devices accurately match and the aperture control operates stably. The aim is to obtain a device.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】この発明における測距装
置は、測定対象物を結像する左右一対の撮像素子と、こ
の左右一対の撮像素子への入射光量を調節する左右一対
の絞り機構と、前記左右一対の撮像素子より得られる輝
度信号を予め設定した目標輝度と一致する様に前記絞り
機構の開口面積を制御する左右一対の制御手段と、前記
左右一対の撮像素子より得られる輝度信号の差を検出
し、この輝度信号の差に応じて左と右の輝度信号が一致
する様に、左右いずれか一方の制御手段で設定された目
標輝度を補正する補正回路とを備えたものである。A distance measuring apparatus according to the present invention comprises a pair of left and right image pickup devices for forming an image of an object to be measured, and a pair of left and right aperture mechanisms for adjusting the amount of light incident on the pair of left and right image pickup devices. A pair of left and right control means for controlling an opening area of the diaphragm mechanism so that a luminance signal obtained from the pair of left and right image sensors coincides with a preset target luminance; and a luminance signal obtained from the pair of right and left image sensors. And a correction circuit that corrects a target luminance set by one of the left and right control means so that the left and right luminance signals match according to the difference between the luminance signals. is there.
【００１５】[0015]
【作用】この発明における測距装置は、左右一対の撮像
素子にて検出された輝度信号の値と予め設定された目標
輝度信号の値との差に応じて左右一対の絞り機構の開口
面積を左右独立に復帰還制御すると共に、左右一対の撮
像素子の輝度信号の値を検出された左右の輝度信号の値
の差に応じて補正するようにしたので絞り制御の安定性
を損なうことなく、左右が精度よく一致した輝度信号を
得ることが出来る。According to the distance measuring apparatus of the present invention, the opening area of the pair of left and right aperture mechanisms is determined in accordance with the difference between the value of the luminance signal detected by the pair of left and right imaging elements and the value of the preset target luminance signal. The return control is performed independently for the left and right, and the value of the luminance signal of the pair of left and right imaging elements is corrected according to the difference between the detected values of the left and right luminance signals, so that the stability of the aperture control is not impaired, It is possible to obtain a luminance signal in which the left and right coincide with each other with high accuracy.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、この発明の一実施例を、図について説
明する。図１は本実施例における測距装置の構成を示す
ブロック図である。図において、２R，２Lは、従来装置
と同様の撮像素子、３R，３Lは撮像素子２R，２L上に図
示しない対象物の像を結ぶレンズ、５R，５Lは撮像素子
２R，２Lへの入射光量を調節する絞り機構、６R，６Lは
撮像素子２R，２Lの輝度信号を増幅するプリアンプ、７
R，７Lはプリアンプ６R，６Lの出力信号を以降の絞り制
御用に増幅するアンプ、８R，８Lはアンプ７R，７Lの出
力信号を平均化して撮像素子２R，２Lにより撮像された
画像の全体の平均輝度を求める平均回路、９R，９Lは所
定の目標輝度と平均回路８R，８Lで求められた平均輝度
を比較し各輝度の差に応じた信号を出力する比較器であ
り、比較回路９Rは一方の入力端子に目標輝度ＶTを設定
する直流電圧Ｅが抵抗Ｒ5を通して印加されているが比
較回路９Lは一方の入力端子に目標輝度ＶTを設定する直
流電圧Ｅが直接印加されている。１０R，１０Lは比較器
９R，９Lの出力信号の値に応じた値の駆動信号を出力す
るドライブ回路、１１R，１１Lはドライブ回路１０R，
１０L から出力された駆動信号により駆動され、絞り機
構５R，５Lの開口面積を変化させる駆動コイル、１２は
本実施例による補正回路であって、右側の比較器９R の
目標輝度ＶTを補正する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the distance measuring apparatus in the present embodiment. In FIG, 2 R, 2 L is conventional apparatus similar to the image pickup device, 3 R, 3 L is a lens that forms an image of an object (not shown) on the image pickup element 2 R, 2 L, 5 R , 5 L imaging A diaphragm mechanism for adjusting the amount of light incident on the elements 2 R and 2 L ; 6 R and 6 L are preamplifiers for amplifying the luminance signals of the imaging elements 2 R and 2 L ;
R, 7 L preamplifier 6 R, 6 L amplifier for amplifying an output signal for controlling the diaphragm of the subsequent, 8 R, 8 L are amplifier 7 R, 7 the imaging element by averaging the output signal of the L 2 R, 2 averaging circuit for obtaining an average brightness of the entire image captured by the L, 9 R, 9 L compares the average luminance determined at a predetermined target luminance and averaging circuit 8 R, 8 L corresponding to the difference between the respective luminance a comparator for outputting a signal, the comparator circuit 9 R goals to one target brightness V T dc voltage E to set is applied through the resistor R 5 has a comparison circuit 9 L to the input terminal one input terminal DC voltage E is applied directly to set the brightness V T. 10 R and 10 L are drive circuits that output drive signals having values according to the values of the output signals of the comparators 9 R and 9 L , and 11 R and 11 L are drive circuits 10 R and 11 L.
A drive coil 12 driven by a drive signal output from 10 L to change the aperture areas of the aperture mechanisms 5 R and 5 L , a correction circuit 12 according to the present embodiment, and a target luminance V of the right comparator 9 R Correct T.
【００１７】尚、補正回路１２を構成する演算増幅器Ａ
は、マイナス入力端子が抵抗Ｒ1を通して右側の平均回
路８Ｒの出力端子に接続され、プラス入力端子が抵抗Ｒ
2を通して左側の平均回路８Ｌの出力端子に接続される
と共に、マイナス入力端子と出力端子が抵抗Ｒ3とコン
デンサＣの直列回路で接続されている。そして演算増幅
器Ａの出力端子は抵抗Ｒ4を通して右側の比較器９Ｒの
一方の入力端子、即ち目標輝度ＶTを設定する直流電圧
が印加されている端子に接続されている。The operational amplifier A constituting the correction circuit 12
It is connected the negative input terminal through a resistor R 1 to the output terminal of the right average circuit 8R, positive input terminal resistor R
Is connected to the output terminal of the left average circuit 8L through 2, a minus input terminal and an output terminal are connected by a series circuit of a resistor R 3 and capacitor C. The output terminal of the operational amplifier A is one of the input terminals of the resistor R 4 through the right side of the comparator 9R, DC voltage that is set to target brightness V T is connected to a terminal which is applied.
【００１８】演算増幅器Ａの動作としては、例えば平均
回路８Rの出力である右側の平均輝度が平均回路８Lの出
力であるの左側の平均輝度に比較して僅かに低い場合
は、平均輝度の差に応じた信号を出力端子より出力す
る。この信号は抵抗Ｒ3、コンデンサＣを通してマイナ
ス入力端子にフィードバックされる。この時、コンデン
サＣは抵抗Ｒ3を通して電荷が充電されるのでコンデン
サ電圧は上昇する。そして、このコンデンサ電圧が抵抗
Ｒ4を通して比較器９Ｒの電圧入力用の端子に印加され
て目標輝度ＶTは上昇する。[0018] When the operation of the operational amplifier A, for example, the averaging circuit 8 right average luminance which is the output of R is slightly compared to the average luminance of the left is the output of the averaging circuit 8 L low, the average luminance A signal corresponding to the difference is output from the output terminal. This signal is fed back to the minus input terminal through the resistor R 3 and the capacitor C. At this time, the capacitor C is the capacitor voltage because the charge through the resistor R 3 is charged rises. Then, the capacitor voltage is the target brightness V T is applied to the terminal of the voltage input of the comparator 9R through a resistor R 4 increases.
【００１９】一方、平均回路８Rの出力である右側の平
均輝度が平均回路８L出力であるの左側の平均輝度に比
較して僅かに高い場合は、演算増幅器Ａの出力は平均輝
度の差に応じ下がる。このため、コンデンサＣに充電さ
れていた電荷は放電されるため、比較回路９Rの電圧入
力用の端子の電位は下がって目標輝度ＶTは低下する。Meanwhile, when the right side of the average luminance which is the output of the averaging circuit 8 R is slightly higher than the average luminance of the left is the average circuit 8 L output, the difference between the output of the operational amplifier A is the average luminance Go down according to. Therefore, since the electric charge charged in the capacitor C is discharged, the potential of the terminal of the voltage input of the comparator circuit 9 R is the target brightness V T drops decreases.
【００２０】更に、１３R，１３Lはプリアンプ６R，６L
の出力信号を増幅するアンプ、４は左右の撮像素子２
Ｒ，２Ｌ上の視差より、上記（１）式にて対象物までの
距離を算出するコンピュータユニットである。このコン
ピュータユニット４は撮像素子２R，２Lの増幅された輝
度信号を、撮像素子２R、２Lの１セグメント毎に８ビッ
ト長のディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器４１R、４
１L、Ａ／Ｄ変換器４１R、４１Lで変換された輝度信号
のディジタル値を撮像素子２R，２Lの全セグメントにつ
いて記憶するメモリ４２R、４２L、メモリ４２R，４２L
のアドレスを、撮像素子２R，２Lのセグメント位置に対
応させて所定数シフトしながらアドレスの内容を比較す
る相関器４３、相関器４３の出力より左右の撮像素子２
R，２L上の視差を求める視差検出器４４、視差検出器４
４で検出された視差より対象物までの距離を算出する距
離演算器４５より構成されている。尚、図１に示す測距
装置においてコンピュータユニット４以外の回路部分を
絞り制御部とする。そして比較器９R，９L、とドライブ
回路１０R，１０Lは制御手段を構成する。Further, 13 R and 13 L are preamplifiers 6 R and 6 L
Amplifying the output signal of the left and right imaging devices 2
This is a computer unit that calculates the distance to the target object from the parallax on R and 2L by the above equation (1). The amplified luminance signal of the computer unit 4 is imaging element 2 R, 2 L, the imaging element 2 R, 2 A / D converter 41 converts the digital value of 8-bit length per segment of L R, 4
1 L, the memory 42 stores for all segments of the image pickup element 2 R, 2 L digital value of the converted luminance signal by the A / D converter 41 R, 41 L R, 42 L, the memory 42 R, 42 L
Correlator 43 for comparing the contents of the address while shifting the address by a predetermined number in accordance with the segment position of the image pickup devices 2 R and 2 L.
Disparity detector 44 for determining the disparity of the R, 2 L, disparity detector 4
The distance calculator 45 calculates the distance to the object from the parallax detected in step 4. In the distance measuring device shown in FIG. 1, a circuit portion other than the computer unit 4 is defined as an aperture control unit. The comparators 9 R and 9 L and the drive circuits 10 R and 10 L constitute control means.
【００２１】次に、本実施例の動作について説明する。
ここで図１に示した絞り制御部の内、補正回路１２以外
の部分の動作は、前記図５に示した従来の絞り制御部分
と同様の動作を行う。補正回路１２は比較器９R の目標
輝度ＶTを補正するものであって、平均回路８L にて得
られた左側の撮像素子２Lの平均輝度を基準として、平
均回路８R にて得られた右側の撮像素子２Rの平均輝度
が、左側の平均輝度と一致する様に比例積分により演算
して補正量を発生する。Next, the operation of this embodiment will be described.
Here, the operation of the portion other than the correction circuit 12 in the aperture control unit shown in FIG. 1 performs the same operation as that of the conventional aperture control portion shown in FIG. Correction circuit 12 has been made to correct the target brightness V T of the comparator 9 R, based on the average luminance of the obtained left side of the image pickup element 2 L at an average circuit 8 L, obtained at an average circuit 8 R right average brightness of the image pickup element 2 R which are found to generate a correction amount is calculated by proportional integral so as to match the left side of the average luminance.
【００２２】今、例えば右側の平均輝度が左側の平均輝
度に比較して、僅か低い場合、補正回路１２の出力は、
演算増幅器Ａの積分演算の作用により徐々に上昇し、そ
れに応動して比較器９R の目標輝度ＶTも徐々に上昇す
るので、比較器９R の働きにより絞り機構５Rの開口面
積はドライブ回路１０R 及び駆動コイル１１R の動作に
より広がる。その結果、右側の撮像素子２Rの平均輝度
は上昇し、やがて左側の撮像素子２Lの平均輝度と一致
する。Now, for example, if the average luminance on the right side is slightly lower than the average luminance on the left side, the output of the correction circuit 12 is
Gradually increases by the action of the integral calculation of the operational amplifier A, it since the comparator 9 target brightness V T of R also increases gradually in response, the aperture area of the diaphragm mechanism 5 R by the action of the comparator 9 R Drive spread by the operation of the circuit 10 R and the driving coil 11 R. As a result, the average luminance of the right image sensor 2 R rises, eventually it matches the average luminance of the left image sensor 2 L.
【００２３】逆に右側の撮像素子２Rの平均輝度が左側
の撮像素子２Lの平均輝度と比較して高い場合には、補
正回路１２の出力は徐々に低下し、それに応動して比較
器９Rの目標輝度ＶTも徐々に低下し、その結果、絞り機
構５Rの開口面積は狭まつて右側の撮像素子２Rの平均輝
度は低下し、やがて左側の撮像素子２Lの平均輝度と一
致する。以上の様にして補正回路１２の作用により、左
右の撮像素子２R，２Lの平均輝度が精度よく一致する
様、右側の目標輝度ＶTが負帰還補正される。[0023] If conversely the average luminance of the right image sensor 2 R high compared to the average luminance of the left image sensor 2 L, the output of the correction circuit 12 gradually decreases, it responds to comparator 9 target brightness V T of R gradually decreases, as a result, the diaphragm mechanism 5 average brightness of the open area is narrow Matsute right of the image pickup element 2 R of R is reduced, eventually the average luminance of the left image sensor 2 L Matches. By the action of the correction circuit 12 in the manner described above, the average luminance of the left and right of the image pickup element 2 R, 2 L is as to accurately coincide the right target brightness V T is negative feedback correction.
【００２４】次に、コンピュータユニット４による測距
動作について説明する。まず、左右の視差（ＸR＋ＸL）
の検出について、その動作原理を図２に従って説明す
る。同図は撮像素子２R，２Lのセグメント位置と、輝度
を左右の像について示したものであって同図では左右撮
像素子２R，２L上の視差がＮ個のセグメント分生じてい
る場合を表している。この視差の検出は、以下述べる相
関法によって求められる。Next, the distance measuring operation by the computer unit 4 will be described. First, left and right parallax (X R + X L)
The operation principle of the detection will be described with reference to FIG. The figure shows the segment positions of the image sensors 2 R and 2 L and the brightness for the left and right images. In the figure, the parallax on the left and right image sensors 2 R and 2 L is generated for N segments. Represents the case. The detection of the parallax is obtained by a correlation method described below.
【００２５】今、例えば左側の撮像素子２Lを基準とし
右側の撮像素子２Rのセグメントを１セグメント毎シフ
トし、各シフト数に対応して左右の撮像素子２R，２Lの
輝度の差の絶対値を求めると、このシフト数と、絶対値
との関係は図３の様になる。即ち、視差に相当するセグ
メント数Ｎシフトした時、左右の撮像素子２R，２Lの輝
度は最も良く一致するので、逆にこの差の絶対値が最も
小さな値を示すシフト数Ｎより視差が検出できる。撮像
素子２R，２Lのセグメントの幅をＨとすると視差はＮ×
Ｈ（ＸR×ＸLに相当する）となるので、距離Ｄは前記
（１）式より求められる。Now, for example, the segment of the right image sensor 2 R is shifted by one segment with respect to the left image sensor 2 L as a reference, and the difference in luminance between the left and right image sensors 2 R , 2 L corresponding to each shift number. Is obtained, the relationship between the number of shifts and the absolute value is as shown in FIG. That is, when the number N of segments corresponding to the parallax is shifted, the luminances of the left and right imaging elements 2 R and 2 L match best, and conversely, the parallax is smaller than the shift number N whose absolute value of the difference indicates the smallest value. Can be detected. If the width of the segments of the image pickup devices 2 R and 2 L is H, the parallax is N ×
Since the H (corresponding to X R × X L), the distance D is determined from the equation (1).
【００２６】以下、上述した測距動作を踏まえてコンピ
ュータユニット４の各部の動作について説明する。アン
プ１３R，１３Lを通して出力された左右の撮像素子
２R，２の輝度信号は、Ａ／Ｄ変換器４１R，４１Lにて
８ビット長のディジタル量に変換された後、メモリ４２
R，４２Lの各セグメントに対応したアドレスに格納され
る。次に相関器４３は前述した視差検出原理に従い、メ
モリ４２Rのアドレスをセグメントに対応して１アドレ
ス毎シフトして、メモリ４２Lのアドレスの内容との差
の絶対値を求める。次に視差検出器４４は、求められた
絶対値が最も小さな値をとる時のセグメンオのシフト数
Ｎを求め、距離演算器４５で上記（１）式に従って対称
物までの距離Ｄを算出する。The operation of each part of the computer unit 4 will be described below based on the above-described distance measuring operation. The luminance signals of the left and right image sensors 2 R and 2 output through the amplifiers 13 R and 13 L are converted into 8-bit digital quantities by A / D converters 41 R and 41 L , and then stored in a memory 42.
It is stored in the R, 42 addresses corresponding to each segment of the L. According then disparity detection principle correlator 43 described above, by shifting each address corresponding the address of the memory 42 R into segments, the absolute value of the difference between the contents of the address of the memory 42 L. Next, the parallax detector 44 calculates the segment number shift number N when the calculated absolute value takes the smallest value, and the distance calculator 45 calculates the distance D to the symmetric object according to the above equation (1).
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上の様に、この発明によれば、測定対
象物を結像する左右一対の撮像素子と、この左右一対の
撮像素子への入射光量を調節する左右一対の絞り機構
と、前記左右一対の撮像素子より得られる輝度信号を予
め設定した目標輝度と一致する様に前記絞り機構の開口
面積を制御する左右一対の制御手段と、前記左右一対の
撮像素子より得られる輝度信号の差を検出し、この輝度
信号の差に応じて左と右の輝度信号が一致する様に、左
右いずれか一方の制御手段で設定された目標輝度を補正
する補正回路１２とを備え、左右一対の撮像素子の輝度
の左右差に応じて左右いずれか一方の目標輝度を補正す
る様にしたので、左右一対の撮像素子の輝度が精度よく
一致するとともに、絞り制御が安定に動作するという効
果がある。As described above, according to the present invention, a pair of left and right image sensors for forming an image of an object to be measured, a pair of left and right aperture mechanisms for adjusting the amount of light incident on the pair of left and right image sensors, A pair of left and right control means for controlling an opening area of the diaphragm mechanism so that a luminance signal obtained from the pair of left and right image sensors coincides with a preset target luminance, and a luminance signal obtained from the pair of right and left image sensors. A correction circuit for detecting a difference and correcting a target brightness set by one of the left and right control means so that the left and right brightness signals match according to the difference between the brightness signals; The left and right target brightness is corrected in accordance with the difference between the left and right of the brightness of the image sensor, so that the brightness of the pair of left and right image sensors accurately matches and the aperture control operates stably. is there.
【図１】この発明の一実施例による測距装置の構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】左右の撮像素子に結像された対象物を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating an object imaged on left and right imaging elements.
【図３】左右の撮像素子に結像された対象物の相関を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing a correlation between objects imaged on left and right imaging elements.
【図４】本実施例における動作原理を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation principle in the present embodiment.
【図５】従来装置における絞り制御部の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an aperture control unit in a conventional device.
１ 測定対象物 ２R，２L 撮像素子 ４ コンピュータユニット ５R，５L 絞り機構 ９R，９L 比較器 １０R，１０L ドライバ １１R，１１L 駆動コイル １２ 補正回路 ４５ 距離演算器1 the measuring object 2 R, 2 L imaging element 4 computer unit 5 R, 5 L stop mechanism 9 R, 9 L comparator 10 R, 10 L driver 11 R, 11 L drive coil 12 correction circuit 45 distance calculator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 3/00 - 3/32 G01B 11/00 - 11/30 G02B 7/28 - 7/32 G03B 7/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01C 3/00-3/32 G01B 11/00-11/30 G02B 7/28-7/32 G03B 7 / 28
Claims (1)
子と、この左右一対の撮像素子への入射光量を調節する
左右一対の絞り機構と、前記左右一対の撮像素子より得
られる輝度信号を予め設定した目標輝度と一致する様に
前記絞り機構の開口面積を制御する左右一対の制御手段
と、前記左右一対の撮像素子より得られた輝度信号の差
を検出し、この輝度信号の差に応じて左と右の輝度信号
が一致する様に、左右いずれか一方の制御手段で設定さ
れた目標輝度を補正する補正回路とを備えたことを特徴
とする測距装置。1. A pair of left and right image sensors for forming an image of an object to be measured, a pair of left and right aperture mechanisms for adjusting the amount of light incident on the pair of left and right image sensors, and a luminance signal obtained from the pair of left and right image sensors. And a pair of left and right control means for controlling the opening area of the aperture mechanism so as to match a preset target luminance, and a difference between luminance signals obtained from the pair of left and right imaging elements is detected. And a correction circuit for correcting a target luminance set by one of the left and right control means so that the left and right luminance signals match in accordance with the following.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5268593A JP3102965B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Distance measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP5268593A JP3102965B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Distance measuring device |
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|---|---|
| JPH06265347A JPH06265347A (en) | 1994-09-20 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH06265347A (en) | 1994-09-20 |
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