JP4644958B2 - 距離測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体などの測定対象物との間の距離を、その形状まで含めて測定可能な距離測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図18は従来の距離測定装置A’のブロック図を示している。この従来装置A’は、受発光の同期用クロック信号CKを発生する同期用クロック信号発生部1と、所定周波数で輝度変調した変調光Ptを同期用クロック信号CKに同期させて周囲に投光する変調光発光部2と、人体などの測定対象物TGで反射した光を受光し、受光した反射光を受光信号に変換して出力する受光部3と、受光信号のうちで同期用クロック信号CKに同期する信号成分、すなわち変調光Ptのうちで測定対象物TGなどに反射して戻る変調光Pt’の信号成分を復調処理することで測定対象物TGを含めた被写体との間の距離情報を示す画像(距離画像)を求める復調処理部4’とを備えている。
【0003】
受光部3は、光電変換機能を有する多数の画素部がマトリクス状に配設されてなる二次元の受光素子を有し、受光した光の強度に応じた信号電荷を各画素部から読み出し、読み出した信号電荷を信号処理することで受光信号を得ている。
【0004】
復調処理部4’は、例えばマイクロコンピュータ並びにメモリ等で構成され、予め与えられるプログラムを実行することによって上記復調処理を行い、受光部3で受光した受光信号から変調光Ptの反射光(変調光Pt’)に相当する信号成分を抽出して変調光Ptと反射光(変調光Pt’)の時間差(位相差)に基づいて被写体との間の距離を信号レベルによって表した距離画像を求めている。そして、復調処理部4’において求めた距離画像から測定対象物TGとの間の距離並びにその外形(二次元形状)が測定可能である。なお、復調処理部4’で取得された距離画像は表示装置Bに出力されて表示される。
【0005】
このような従来装置A’は、例えばレンズ等の光学系を用いて受光部3の受光素子に光を集光するように構成され、監視エリア内の侵入者(測定対象物TG)を監視する監視装置等に利用されている。
【0006】
図19は復調処理部4’で取得された距離画像の水平方向1ライン分を示しており、距離が近いほど信号レベルが高くなっている。なお、同図は受光素子の中央に外形が略球面の測定対象物TGが存在している状態を表している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、受光部3では変調光Ptの反射光以外にも自然光や反射外乱光Pnを受光しており(図18参照)、これらの中に含まれている変調光Ptと同等の成分がノイズ成分となって距離画像に重畳してしまう。例えば、図19に示すように測定対象物TGの外形を示す半円形の波形の左右にノイズ成分(微少時間にレベルが大きく変動する波形)が重畳することになる。あるいは、受光部3に入射する光量が不足した場合も受光素子の出力レベルが低下してしまうため、結果的に距離画像にノイズ成分が重畳することになる。なお、同図では省略しているが、測定対象物TGの波形にもノイズ成分が重畳する場合もある。
【0008】
而して、ノイズ成分が重畳した距離画像を表示装置Bで表示した場合には非常に見づらい画像となり、しかも、後段の様々なデータ処理の妨げとなる虞があった。また、このようなノイズ成分は受光部3で受光する光量が少ない場合や光量のばらつきが大きい場合に増大することになる。
【0009】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、距離画像に含まれるノイズ成分が除去可能な距離測定装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複数の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続する複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レベルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収まるレベルを有する複数の単位領域を選別することを特徴とし、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去できる。その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定できる。また、選別された単位領域には測定対象物の略中心の外形が部分的に含まれており、測定対象物を部分的に検出すればよい場合には処理に要する時間が短縮できる。
【0011】
請求項2の発明は、上記目的を達成するために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみなした単位領域を棄却したままとする第1の処理、棄却した単位領域の距離画像を当該棄却された単位領域に近接し且つレベル変動が前記閾値を超えない他の単位領域の距離画像を用いて補間する第2の処理、棄却した単位領域に近接し且つレベル変動が前記閾値を超えない他の複数の単位領域のレベルの平均値を算出して当該平均値で棄却した単位領域を補間する第3の処理、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複数の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続する複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レベルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収まるレベルを有する複数の単位領域を選別する第4の処理が実行可能であって、外部から与えられる指令に基づいて、隣接する複数の単位領域からなる複数のブロック毎に第1〜第4の処理の何れかを選択して実行することを特徴とし、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定できる。また、ノイズ成分とみなされた単位領域を棄却したままとする場合には得られない測定対象物の背景についての距離情報を得たければ第2の処理を実行し、補間処理の簡素化が図りたければ第3の処理を実行し、測定対象物を部分的に検出すればよい場合に処理に要する時間を短縮したければ第4の処理を実行するというように、目的や用途などの条件に応じて適切な測定が可能となって使い勝手が向上する。
【0012】
請求項3の発明は、上記目的を達成するために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみなした単位領域を棄却した後の距離画像の各単位領域に対して単位領域の連続方向に微分処理を行うことで測定対象物以外の背景に相当する距離画像を取り除くことを特徴とし、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去できる。その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定できる。また、測定対象物と背景との境界を明確にすることができる。
【0013】
請求項4の発明は、上記目的を達成するために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像取得手段は、受光素子が具備する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の基準領域を設定し、各基準領域における受光量が所定の基準値を下回る場合には当該基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わないことを特徴とし、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去できる。その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定できる。また、受光量が不足する場合には距離画像の取得処理を行わずに済み、処理に要する時間を短縮することができる。
【0014】
請求項5の発明は、上記目的を達成するために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像取得手段は、受光素子が具備する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の基準領域を設定し、連続する複数の基準領域における受光量の平均値が所定の基準値を下回る場合には当該複数の基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わないことを特徴とし、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去できる。その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定できる。また、受光量が不足する場合には距離画像の取得処理を行わずに済み、処理に要する時間を短縮することができるとともに、基準領域毎の受光量の変動が激しい場合に変動の激しい領域についてはまとめて距離画像の取得処理対象から外すことができて距離測定の精度が向上する。
【0015】
請求項6の発明は、請求項4又は5の発明において、距離画像取得手段は、受光量又はその平均値が所定の基準値を下回らない基準領域に対して、隣接する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超える基準領域については距離画像の取得処理を行わないことを特徴とし、受光量が充分であっても受光量が大きく変動する場合には距離測定の信頼性が低下することになるが、隣接する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超える基準領域については距離画像の取得処理を行わないことで距離測定の信頼性が向上する。
【0016】
請求項7の発明は、上記目的を達成するために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が近接側に突出する凸形状である場合にはノイズ成分とみなした前記範囲を測定対象物よりも充分に遠方となるレベルに設定することを特徴とし、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定することで距離画像に含まれるノイズ成分が除去できる。その結果、均一なレベルに設定されていない範囲にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定できる。また、測定対象物の外形を明確にすることができる。
【0017】
請求項8の発明は、上記目的を達成するために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が遠方側に突出する凹形状である場合にはノイズ成分とみなした前記範囲を測定対象物よりも充分に近接側となるレベルに設定することを特徴とし、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定することで距離画像に含まれるノイズ成分が除去できる。その結果、均一なレベルに設定されていない範囲にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定できる。また、測定対象物の外形を明確にすることができる。
【0018】
請求項9の発明は、上記目的を達成するために、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して遠方と近接側の両方に突出する凹凸形状である場合にはノイズ成分とみなした前記範囲を測定対象物の凹部と凸部の略中間となるレベルに設定することを特徴とし、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定することで距離画像に含まれるノイズ成分が除去できる。その結果、均一なレベルに設定されていない範囲にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定できる。また、測定対象物の外形を明確にすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施形態を説明する前に、本発明の参考例について説明する。
(参考例1)
図1は本参考例のブロック図を示している。本参考例は、従来例と同様に同期用クロック信号発生部1、変調光発光部2、受光部3並びに復調処理部4を備えており、同期用クロック信号発生部1、変調光発光部2、受光部3及び復調処理部4によって測定対象物を含む被写体の距離画像を取得する距離画像取得手段が構成され、復調処理部4にて距離画像からノイズ成分を除去する距離画像処理手段が構成されている。而して、同期用クロック信号発生部1、変調光発光部2、受光部3及び復調処理部4による距離画像の取得手順は従来例と共通であるから説明を省略し、復調処理部4によって距離画像に含まれるノイズ成分を除去する処理についてのみ説明する。なお、本参考例は監視エリア内の侵入者を監視する監視装置に用いるものであり、測定対象物TGが一人の侵入者(人体)に特定されるものとする。
【0020】
図2は復調処理部4によるノイズ除去処理を説明するためのフローチャートであり、図3は距離画像の水平方向の信号レベルLV(Sk)の波形図であって受光素子の中央に外形が略球面の測定対象物TGが存在し且つ測定対象物TGの外形を示す半円形の波形の左右にノイズ成分が重畳している状態を示している。まず、復調処理部4では取得した距離画像をマトリクス状に分割した複数の単位領域Sk(0≦k≦u)を定義し、各単位領域Sk内における距離画像の信号レベルLV(Sk)をメモリに格納する(ステップ1)。なお、本参考例では受光部3が具備する受光素子の隣接する複数の画素部(例えば2×2の合計4個)に対応する領域を単位領域Skとして定義しているが、これに限定されるものではない。
【0021】
次に復調処理部4では、各単位領域Sk内における信号レベルの変動が所定の閾値SHを超えるか否かを判断する(ステップ2)。例えば、図3における区間δに対応する単位領域Sk内の信号レベルLV(Sk)を例にとると、この単位領域Skではノイズ成分が重畳しているために、図4に示すように波形が大きく歪んでいる。復調処理部4は、この単位領域Skの両端の信号レベルLV(Sk)1,LV(Sk)3と変極点に相当する信号レベルLV(Sk)2との差分LV(Sk)1−LV(Sk)2,LV(Sk)2−LV(Sk)3)を所定の閾値SHと比較し、少なくとも何れか一方の差分が閾値SHを超えている場合、すなわち図4に示すような場合には、その単位領域Skの距離画像(信号レベルLV(Sk)1〜LV(Sk)3)をノイズ成分とみなして棄却(メモリから消去)する(ステップ3)。また、少なくとも一方の差分が閾値SHを超えない場合には、その単位領域Skの距離画像がノイズ成分ではないとみなしてメモリにそのまま保存しておく(ステップ4)。そして、全ての単位領域Skについて上記ステップ2〜ステップ4の処理を実行したか否かを判断し、全ての単位領域Skについて処理が実行されていなければステップ2に戻る(ステップ5)。而して、全ての単位領域Skについて上記ステップ2〜ステップ4の処理を実行すればノイズ成分を除去することができ、ノイズ成分を除いた測定対象物TGのみの距離画像が得られる。なお、ノイズ成分とみなされて棄却された単位領域Skについては信号レベルLV(Sk)をゼロ(無限遠)としている(図3の点線部分)。
【0022】
すなわち、本参考例では測定対象物TGが一つであり且つそれが人体であると特定されているため、信号レベルLV(Sk)の変動が閾値SHを超えなければ、その単位領域Skが人体のように滑らかな外形を有する測定対象物TGを示すものと一義的に定めることができる。よって、信号レベルLV(Sk)の変動が閾値SHを超えればノイズ成分とみなして棄却することにより、棄却されずに残った単位領域Skにて測定対象物TGのみを示す距離画像が得られることになり、測定対象物TGとの間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定可能となる。なお、本参考例では測定対象物TGの外形が近接側に凸の半円形の場合を例示したが、遠方側に凸の半円形や半円形以外の外形が滑らかな任意の形状であっても同様にノイズ成分が除去できるものである。
【0023】
ところで、本参考例では受光部3に二次元の受光素子を具備しているが、受光部3の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、一次元の受光素子を用いて変調光を走査する構成としてもよい。
【0024】
(参考例2)
本参考例は、棄却した単位領域Skの距離画像を当該棄却された単位領域Skに近接し且つ信号レベルLV(Sk)の変動が閾値SHを超えない他の単位領域Skの距離画像を用いて補間する処理を復調処理部4にて実行する点に特徴がある。なお、本参考例の構成は参考例1と同一であるから図示並びに説明は省略する。
【0025】
以下、図5のフローチャートを参照して本参考例における復調処理部4のノイズ除去処理及び補間処理について説明する。ステップ1〜ステップ5のノイズ除去処理は参考例1と共通であり、本参考例の復調処理部4では、ノイズ成分を除いた測定対象物TGのみの距離画像に対してノイズ成分とみなして棄却された単位領域Skの距離画像を補間する補間処理(ステップ6)を実行する。
【0026】
例えば、図6に示すように4つの連続する区間δ1〜δ4に対応する各単位領域Sk-1,Sk,Sk+1,Sk+2内の信号レベルLV(Sk)を閾値SHと比較した結果、2つの単位領域Sk-1,Sk+1の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、残り2つの単位領域Sk,Sk+2の距離画像をノイズ成分とみなさずに残したとする。このような場合、復調処理部4では距離画像が棄却された2つの単位領域Sk-1,Sk+1に対して、その両端の信号レベルLV(Sk-1)1とLV(Sk-1)3、LV(Sk+1)1とLV(Sk+1)3、すなわちノイズ成分とみなされずに残された2つの単位領域Sk,Sk+2の両端の信号レベルLV(Sk-2)2とLV(Sk)1),LV(Sk)2とLV(Sk+2)1を結ぶ直線で補間し、信号レベルLV(Sk-1)1,LV(Sk-1)3(LV(Sk)1),LV(Sk)2(LV(Sk+1)1),LV(Sk+1)3(LV(Sk+2)1),LV(Sk+2)2,LV(Sk+2)3を結ぶ波形を単位領域Sk-1,Sk,Sk+1,Sk+2の距離画像としてメモリに記憶する。
【0027】
而して、距離画像が棄却された全ての単位領域Skについて上記補間処理を実行すれば、図7に示すように測定対象物TGの外形を示す半円形の波形と、ノイズ成分が除去された背景を示す波形とからなる距離画像が得られる。その結果、参考例1のようにノイズ成分とみなされた単位領域Skを棄却したままとする場合には測定対象物TGの背景についての距離情報が得られないが、本参考例では背景の距離情報についての一部の情報が残せるものである。
【0028】
(参考例3)
本参考例は、参考例2と同様に棄却した単位領域Skの距離画像を補間する処理を復調処理部4にて実行するものであって、その補間処理として、信号レベルLV(Sk)の変動が閾値SHを超えない複数の単位領域Skの信号レベルLV(Sk)の平均値を算出し、この平均値で棄却した単位領域Skを補間する点に特徴がある。なお、本参考例の構成も参考例1と同一であるから図示並びに説明は省略する。
【0029】
以下、本参考例における復調処理部4の補間処理について説明する。但し、距離画像からノイズを除去するノイズ除去処理(図5のステップ1〜ステップ5の処理)は参考例1,2と共通であり、本参考例の復調処理部4では、ノイズ成分を除いた測定対象物TGのみの距離画像に対して、ノイズ成分とみなして棄却された単位領域Skの補間処理を実行する。
【0030】
例えば参考例2で例示した場合と同様に、図8に示すように4つの連続する区間δ1〜δ4に対応する各単位領域Sk-1,Sk,Sk+1,Sk+2内の信号レベルLV(Sk)を閾値SHと比較した結果、2つの単位領域Sk-1,Sk+1の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、残り2つの単位領域Sk,Sk+2の距離画像をノイズ成分とみなさずに残したとする。このような場合、復調処理部4ではノイズ成分とみなされずに残された2つの単位領域Sk,Sk+2の信号レベルLV(Sk)1),LV(Sk)3,LV(Sk+2)1〜LV(Sk+2)3の平均値(算術平均値)Aveを求め、距離画像が棄却された単位領域Sk+1及びその両隣の2つの単位領域Sk,Sk+2の信号レベルLV(Sk),LV(Sk+1),LV(Sk+2)を平均値Aveに置き換え、平均値Aveに置き換えられたこれらの信号レベルLV(Sk),LV(Sk+1),LV(Sk+2)を結ぶ波形を単位領域Sk,Sk+1,Sk+2の距離画像としてメモリに記憶する。
【0031】
而して、距離画像が棄却された全ての単位領域Skについて上記補間処理を実行すれば、参考例2と同様に、図9に示すように測定対象物TGの外形を示す半円形の波形と、ノイズ成分が除去された背景を示す波形とからなる距離画像が得られる。しかも、本参考例ではノイズ成分でない信号レベルLV(Sk)を平均値Aveで補間しているため、参考例2に比較して背景部分の情報量が低下するものの、全体的に平均化された距離画像が得られるとともに補間処理が簡素化できるという利点がある。
【0032】
(実施形態1)
本実施形態は、信号レベルの変動が閾値SHを超えない単位領域Skが連続する場合に連続する複数の単位領域Skの中間の単位領域を中心領域とし、連続する複数の単位領域Skの内で中心領域の信号レベルとこの信号レベルから所定量を加算又は減算した信号レベルとの間に収まる信号レベルを有する複数の単位領域Skを選別する処理を復調処理部4にて実行する点に特徴がある。なお、本実施形態の構成は参考例1と同一であるから図示並びに説明は省略する。
【0033】
以下、本実施形態における復調処理部4の選別処理について説明する。但し、距離画像からノイズを除去するノイズ除去処理は参考例1と共通であり、本実施形態の復調処理部4では、ノイズ成分を除去する過程で測定対象物TGのみの距離画像に対して以下のような選別処理を実行する。
【0034】
例えば、図10に示すように測定対象物TGの外形を示す半円形の波形と、この半円形の波形の左右にノイズ成分が重畳している状態の距離画像を例にとって説明する。復調処理部4では、図10に示した半円形の部分のように信号レベルLV(Sk)の変動が閾値SHを超えない多数の単位領域Skが連続して存在している場合、その連続する単位領域Skの両端の単位領域Sk-m,Sk+mの中間の単位領域Skを中心領域CTと定め、この中心領域CTの信号レベルLV(Sk)から所定量Xを減算(又は加算)した信号レベルLV(Sk)’を求める。そして、復調処理部4では連続した複数の単位領域Sk-m,Sk+mの中から、中心領域CTの信号レベルLV(Sk)と所定量が減算された信号レベルLV(Sk)’との間に信号レベルが収まる単位領域Sk-n〜Sk+n(但し、n≦m)を選別し、選別した単位領域Sk-n〜Sk+nを別途メモリに格納する。
【0035】
而して、上述のようにして選別された単位領域Sk-n〜Sk+nには測定対象物TGの略中心の外形が部分的に含まれており、監視装置に利用する場合のように、測定対象物TGを部分的に検出すればよい場合には処理に要する時間が短縮できるという利点がある。
【0036】
(実施形態2)
本実施形態は、外部から与えられる指令に基づいて、復調処理部4が隣接する複数の単位領域からなる複数のブロック毎に第1〜第4の処理(後述する)の何れかを選択して実行する点に特徴がある。なお、本実施形態の構成は参考例1と同一であるから図示並びに説明は省略する。
【0037】
本実施形態における復調処理部4は、参考例1で説明したノイズ除去処理(第1の処理)と、参考例2で説明したノイズ除去処理及び補間処理(第2の処理)と、参考例3で説明したノイズ除去処理及び補間処理(第3の処理)と、実施形態1で説明したノイズ除去処理及び選別処理(第4の処理)とが選択的に実行可能である。また、復調処理部4に対しては、複数の単位領域を1つのブロックとして区分するブロック化信号と、ブロック化信号によって区分された各ブロック毎に第1〜第4の処理の何れかを選択する選択信号とが距離測定装置Aの外部から与えられる。なお、ブロック化信号は、第1〜第4の処理が実行される前に表示装置Bで表示された距離画像に対して、例えばオペレータがマウス等の入力手段を用いて所望の範囲を指定することで作成され、選択信号は、例えばオペレータがキーボードやマウス等の入力手段を用いて第1〜第4の処理の何れかを指定することで作成される。
【0038】
以下、図11のフローチャートを参照して本実施形態における復調処理部4の処理動作を説明する。但し、第1〜第4の処理については既に参考例1〜3及び実施形態1で説明しているので省略する。
【0039】
まず、復調処理部4では外部から与えられるブロック化信号及び選択信号を取り込み、選択信号により第1〜第4の処理の何れが選択されているかを判断して、ブロック化信号によって区分されたブロックに含まれる複数の単位領域に対して選択された処理を実行する。そして、全ての単位領域について何れかの処理が実行されるまで上記ステップを繰り返し、全ての単位領域が何れかのブロックとして処理が実行されれば処理を終了する。
【0040】
例えば、ノイズ成分が多く且つ測定対象物を除く背景の距離情報が特に必要でないようなブロックに対しては第1の処理を実行して背景ごとノイズ成分を除去すればよい。また、背景の距離情報が必要となるブロックに対しては第2の処理を実行して背景の距離情報をある程度残すようにすればよい。あるいは、背景の距離情報を残しつつ処理時間を短縮したければ第3の処理を実行すればよいし、人体のような測定対象物を部分的に捉えるだけでよければ第4の処理を実行すればよい。したがって本実施形態では、目的や用途などの条件に応じて適切な測定が可能となって使い勝手が向上するものである。
【0041】
ところで、参考例1〜3及び実施形態1,2において、ノイズ成分とみなした単位領域を棄却した後の距離画像の各単位領域に対して単位領域の連続方向に微分処理を行うとともに測定対象物以外の背景に相当する距離画像を取り除く処理を復調処理部4にて実行してもよい。すなわち、復調処理部4にてこのような処理を実行すれば、測定対象物と背景との境界を明確にすることができる。
【0042】
(実施形態3)
本実施形態は、受光部3で受光する光量が不足する場合には復調処理部4による距離画像取得処理を行わないようにしている点に特徴がある。なお、本実施形態の構成は参考例1と同一であるから図示並びに説明は省略する。
【0043】
本実施形態における復調処理部4では、受光部3が具備する受光素子の画素部を所定数ずつに区切ってなる複数の基準領域を設定し、各基準領域における受光量(受光部3から出力される受光信号のレベル)が所定の基準値を下回る場合には当該基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わない。例えば、各基準領域η1,η2,…における受光量P1,P2,…が図12に示すように分布している場合を例示して説明すると、復調処理部4は各受光量P1,…を所定の基準値αと比較し、受光量P2,P5が基準値αを下回る基準領域η2,η5については距離画像取得処理を行わず、受光量P1,P3,P4,…が基準値αを下回らない基準領域η1,η3,η4,…についてのみ距離画像取得処理を行う。そして、距離画像を取得した後は復調処理部4にて参考例1〜3及び実施形態1,2で説明した何れかの処理(ノイズ除去処理、補間処理、選別処理)を実行する。但し、基準値αの値は測定環境や測定対象物等に応じて適宜設定すればよい。
【0044】
而して、受光部3で受光する光量が不足していれば測定対象物TGとの間の距離情報が正確には得られないことから、本実施形態では受光部3で受光する光量が不足する場合には復調処理部4による距離画像取得処理を行わないようにすることで距離画像取得処理に要する時間を短縮することができるものである。
【0045】
(実施形態4)
本実施形態は、実施形態3と同様に受光部3で受光する光量が不足する場合には復調処理部4による距離画像取得処理を行わないものであって、連続する複数の基準領域における受光量の平均値が所定の基準値を下回る場合に光量が不足していると判断し、当該機純量域に対しては復調処理部4による距離画像取得処理を行わない点に特徴がある。なお、本実施形態の構成も参考例1と同一であるから図示並びに説明は省略する。
【0046】
復調処理部4では、例えば図13に示すように基準領域η1〜η3を区間K1、基準領域η3〜η6を区間K2、基準領域η6,η7を区間K3とし、各区間K1,K2,K3における受光量P1,P2,…の算術平均を、区間K1の平均値MN1=(P1+P2+P3)/3、区間K2の平均値MN2=(P3+P4+P5+P6)/4、区間K3の平均値MN3=(P6+P7)/2のようにして求める。一方、復調処理部4には区間K1〜K3に含まれる基準領域η1,…の個数に応じた基準値、すなわち3個用の基準値α1、4個用の基準値α2、2個用の基準値α3が予め設定されており、区間K1の平均値MN1と基準値α1、区間K2の平均値MN2と基準値α2、区間K3の平均値MN3と基準値α3をそれぞれ比較し、基準値α1〜α3を下回る区間K1,…に含まれる基準領域η1,…については距離画像取得処理を行わず、基準値α1〜α3を下回らない区間K1,…に含まれる基準領域η1,…についてのみ距離画像取得処理を行う。そして、距離画像を取得した後は復調処理部4にて参考例1〜3及び実施形態1,2で説明した何れかの処理(ノイズ除去処理、補間処理、選別処理)を実行する。但し、基準値α1〜α3の値は測定環境や測定対象物等に応じて適宜設定すればよい。
【0047】
このような処理を復調処理部4にて行えば、個々の基準領域η1,…について基準値αとの比較を行う実施形態3に比較して距離画像取得処理に要する時間をさらに短縮することができる。しかも、基準領域η1,…毎の受光量の変動が激しい場合に変動の激しい領域についてはまとめて距離画像の取得処理対象から外すことができるため、距離測定の精度が向上するという利点がある。
【0048】
(実施形態5)
ところで、実施形態3又は実施形態4で説明した処理を行うことで充分な受光量の距離画像が得られるが、受光量が充分であっても受光量が大きく変動する場合、例えば受光部3による受光範囲内に光源が存在するような場合、やはり距離測定の信頼性が低下することになる。
【0049】
そこて、本実施形態では、受光量又はその平均値が所定の基準値を下回らない基準領域に対して、隣接する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超える基準領域については復調処理部4による距離画像取得処理を行わないようにしている。
【0050】
例えば、図14に示すように基準領域η1〜η7の受光量P1〜P7が閾値αを超えている場合、復調処理部4では隣接する基準領域η1とη2,η2とη3,…の受光量の変動値(差分)P1−P2,P2−P3,…を求め、変動値が所定の閾値βを超える受光量P3〜P7については距離画像取得処理を行わないものである。
【0051】
而して、隣接する基準領域間での受光量の変動値が閾値βを超える基準領域については復調処理部4による距離画像の取得処理を行わないようにしているため、距離測定の信頼性を向上することが可能となる。但し、閾値βの値は測定環境や測定対象物等に応じて適宜設定すればよい。
【0052】
(実施形態6)
本実施形態は、取得した距離画像の信号レベルの変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした範囲を均一な信号レベルに設定する処理を復調処理部4にて実行する点に特徴がある。
【0053】
ここで、参考例1で例示した図3の波形図、すなわち、受光素子の中央に外形が略球面の測定対象物TGが存在し且つ測定対象物TGの外形を示す半円形の波形の左右にノイズ成分が重畳している状態を示す距離画像の水平方向の信号レベルの波形図を参照して復調処理部4のノイズ除去処理の動作を説明する。まず、復調処理部4では、前記範囲として参考例1で説明した単位領域を定義し、各単位領域内における距離画像の信号レベルをメモリに格納し、各単位領域内における信号レベルの変動が所定の閾値を超えるか否かを判断する。そして、復調処理部4では、各単位領域内における信号レベルの変動が閾値を超えていればノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした全ての単位領域の信号レベルを別のメモリ(あるいは同じメモリの他の領域)に格納するとともに元のメモリに格納されていた信号レベルを所定のデフォルト値に置き換える。
【0054】
ここで、本実施形態では参考例1と同様に、測定対象物TGが一つであり且つそれが人体であると特定されているため、信号レベルの変動が閾値を超えなければ、その単位領域が人体のように滑らかな外形を有する測定対象物TGを示すものと一義的に定めることができる。よって、信号レベルの変動が閾値を超えればノイズ成分とみなして信号レベルをデフォルト値に置き換えることにより、デフォルト値に置き換えられずに残った単位領域にて測定対象物TGのみを示す距離画像が得られることになり、測定対象物TGとの間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定可能となる。例えば、図15に示すようにノイズ成分とみなされなかった単位領域の信号レベルから得られる測定対象物TGの外形が上に凸の場合、すなわち測定対象物TGがその両端に対して中央の距離が短い外形である場合、デフォルト値Dとしてはゼロ(無限遠)に近い値とする。また、図16に示すように測定対象物TGの外形が上に凹(下に凸)の場合、すなわち測定対象物TGがその両端に対して中央の距離が長い外形である場合には、デフォルト値Dとして測定対象物TGの両端の信号レベルよりも充分に大きい値(例えば、測定距離の近接限界に近い値)とすればよい。さらに、図17に示すように測定対象物TGの端部に対して遠方と近接側の両方に突出する凹凸形状の外形である場合には、デフォルト値Dとして測定対象物TGの凹部(図17における極小値LVmin)と凸部(図17における極大値LVmax)の中間値、すなわちD=(LVmax+LVmin)/2で求められる値とすればよい。
【0055】
【発明の効果】
請求項1の発明は、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複数の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続する複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レベルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収まるレベルを有する複数の単位領域を選別するので、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定でき、しかも、選別された単位領域には測定対象物の略中心の外形が部分的に含まれており、測定対象物を部分的に検出すればよい場合には処理に要する時間が短縮できるという効果がある。
【0056】
請求項2の発明は、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみなした単位領域を棄却したままとする第1の処理、棄却した単位領域の距離画像を当該棄却された単位領域に近接し且つレベル変動が前記閾値を超えない他の単位領域の距離画像を用いて補間する第2の処理、棄却した単位領域に近接し且つレベル変動が前記閾値を超えない他の複数の単位領域のレベルの平均値を算出して当該平均値で棄却した単位領域を補間する第3の処理、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複数の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続する複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レベルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収まるレベルを有する複数の単位領域を選別する第4の処理が実行可能であって、外部から与えられる指令に基づいて、隣接する複数の単位領域からなる複数のブロック毎に第1〜第4の処理の何れかを選択して実行するので、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定でき、また、ノイズ成分とみなされた単位領域を棄却したままとする場合には得られない測定対象物の背景についての距離情報を得たければ第2の処理を実行し、補間処理の簡素化が図りたければ第3の処理を実行し、測定対象物を部分的に検出すればよい場合に処理に要する時間を短縮したければ第4の処理を実行するというように、目的や用途などの条件に応じて適切な測定が可能となって使い勝手が向上するという効果がある。
【0057】
請求項3の発明は、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみなした単位領域を棄却した後の距離画像の各単位領域に対して単位領域の連続方向に微分処理を行うことで測定対象物以外の背景に相当する距離画像を取り除くので、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定でき、しかも、測定対象物と背景との境界を明確にすることができるという効果がある。
【0058】
請求項4の発明は、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像取得手段は、受光素子が具備する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の基準領域を設定し、各基準領域における受光量が所定の基準値を下回る場合には当該基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わないので、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定でき、しかも、受光量が不足する場合には距離画像の取得処理を行わずに済み、処理に要する時間を短縮することができるという効果がある。
【0059】
請求項5の発明は、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像取得手段は、受光素子が具備する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の基準領域を設定し、連続する複数の基準領域における受光量の平均値が所定の基準値を下回る場合には当該複数の基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わないので、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却することによって距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、その結果、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が残った距離画像にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定でき、しかも、受光量が不足する場合には距離画像の取得処理を行わずに済み、処理に要する時間を短縮することができるとともに、基準領域毎の受光量の変動が激しい場合に変動の激しい領域についてはまとめて距離画像の取得処理対象から外すことができて距離測定の精度が向上するという効果がある。
【0060】
請求項6の発明は、請求項4又は5の発明において、距離画像取得手段は、受光量又はその平均値が所定の基準値を下回らない基準領域に対して、隣接する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超える基準領域については距離画像の取得処理を行わないので、受光量が充分であっても受光量が大きく変動する場合には距離測定の信頼性が低下することになるが、隣接する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超える基準領域については距離画像の取得処理を行わないことで距離測定の信頼性が向上するという効果がある。
【0061】
請求項7の発明は、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が近接側に突出する凸形状である場合にはノイズ成分とみなした前記範囲を測定対象物よりも充分に遠方となるレベルに設定するので、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定することで距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、均一なレベルに設定されていない範囲にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定でき、しかも、測定対象物の外形を明確にすることができるという効果がある。
【0062】
請求項8の発明は、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が遠方側に突出する凹形状である場合にはノイズ成分とみなした前記範囲を測定対象物よりも充分に近接側となるレベルに設定するので、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定することで距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、均一なレベルに設定されていない範囲にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定でき、しかも、測定対象物の外形を明確にすることができるという効果がある。
【0063】
請求項9の発明は、被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して遠方と近接側の両方に突出する凹凸形状である場合にはノイズ成分とみなした前記範囲を測定対象物の凹部と凸部の略中間となるレベルに設定するので、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定することで距離画像に含まれるノイズ成分が除去でき、均一なレベルに設定されていない範囲にはノイズ成分がほとんどなく、測定対象物との間の距離やその外形がノイズの影響を受けずに精度良く測定でき、しかも、測定対象物の外形を明確にすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考例1を示すブロック図である。
【図2】同上の動作説明用のフローチャートである。
【図3】同上の動作説明用の波形図である。
【図4】同上の動作説明図である。
【図5】本発明の参考例2の動作説明用のフローチャートである。
【図6】同上の動作説明図である。
【図7】同上の動作説明用の波形図である。
【図8】本発明の参考例3の動作説明図である。
【図9】同上の動作説明用の波形図である。
【図10】本発明の実施形態1の動作説明用の波形図である。
【図11】本発明の実施形態2の動作説明用のフローチャートである。
【図12】本発明の実施形態3の動作説明図である。
【図13】本発明の実施形態4の動作説明図である。
【図14】本発明の実施形態5の動作説明図である。
【図15】本発明の実施形態6の動作説明用の波形図である。
【図16】同上の動作説明用の波形図である。
【図17】同上の動作説明用の波形図である。
【図18】従来例を示すブロック図である。
【図19】同上の動作説明用の波形図である。
【符号の説明】
1 同期用クロック信号発生部
2 変調光発光部
3 受光部
4 復調処理部
Claims (9)
- 被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複数の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続する複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レベルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収まるレベルを有する複数の単位領域を選別することを特徴とする距離測定装置。
- 被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみなした単位領域を棄却したままとする第1の処理、棄却した単位領域の距離画像を当該棄却された単位領域に近接し且つレベル変動が前記閾値を超えない他の単位領域の距離画像を用いて補間する第2の処理、棄却した単位領域に近接し且つレベル変動が前記閾値を超えない他の複数の単位領域のレベルの平均値を算出して当該平均値で棄却した単位領域を補間する第3の処理、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域が連続する場合に連続する複数の単位領域の中間の単位領域を中心領域とし、連続する複数の単位領域の内で前記中心領域のレベルと当該レベルから所定量を加算又は減算したレベルとの間に収まるレベルを有する複数の単位領域を選別する第4の処理が実行可能であって、外部から与えられる指令に基づいて、隣接する複数の単位領域からなる複数のブロック毎に第1〜第4の処理の何れかを選択して実行することを特徴とする距離測定装置。
- 被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、ノイズ成分とみなした単位領域を棄却した後の距離画像の各単位領域に対して単位領域の連続方向に微分処理を行うことで測定対象物以外の背景に相当する距離画像を取り除くことを特徴とする距離測定装置。
- 被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像取得手段は、受光素子が具備する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の基準領域を設定し、各基準領域における受光量が所定の基準値を下回る場合には当該基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わないことを特徴とする距離測定装置。
- 被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像を多数の単位領域に区切り、各単位領域内における距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える場合に当該単位領域の距離画像をノイズ成分とみなして棄却し、レベル変動が前記閾値を超えない単位領域のみを距離画像として残す距離画像処理手段とを備え、距離画像取得手段は、受光素子が具備する複数の画素部が所定数ずつに区切られてなる複数の基準領域を設定し、連続する複数の基準領域における受光量の平均値が所定の基準値を下回る場合には当該複数の基準領域に対応する距離画像の取得処理を行わないことを特徴とする距離測定装置。
- 距離画像取得手段は、受光量又はその平均値が所定の基準値を下回らない基準領域に対して、隣接する基準領域間での受光量の変動値が所定の閾値を超える基準領域については距離画像の取得処理を行わないことを特徴とする請求項4又は5記載の距離測定装置。
- 被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が近接側に突出する凸形状である場合にはノイズ成分とみなした前記範囲を測定対象物よりも充分に遠方となるレベルに設定することを特徴とする距離測定装置。
- 被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して中央が遠方側に突出する凹形状である場合にはノイズ成分とみなした前記範囲を測定対象物よりも充分に近接側となるレベルに設定することを特徴とする距離測定装置。
- 被写体との間の距離情報を示す距離画像を取得し、距離画像から測定対象物との間の距離並びにその外形を測定する距離測定装置において、被写体に照射した光の反射光を受光素子で受光して被写体との間の距離に応じてレベルが変化する距離画像を取得する距離画像取得手段と、取得した距離画像のレベル変動が所定の閾値を超える範囲をノイズ成分とみなし、ノイズ成分とみなした前記範囲を均一なレベルに設定する距離画像処理手段とを備え、距離画像処理手段は、距離画像のレベル変動が閾値を超えない範囲を測定対象物の外形を示す距離情報と判断し、当該測定対象物の端部に対して遠方と近接側の両方に突出する凹凸形状である場合にはノイズ成分とみなした前記範囲を測定対象物の凹部と凸部の略中間となるレベルに設定することを特徴とする距離測定装置。
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