JP6130796B2 - 物体検知センサおよび物体検知方法 - Google Patents
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Description
三角測量法の原理で作動する距離センサでは、物体の表面状態(例えば鏡面物体か否か、色むらの有無など)や対象物以外からの光によって位置検出素子上で検出される光の位置が変わってしまうため、距離の計測誤差が発生するという問題点があった。
一方、特許文献2に開示された距離センサでは、物体の表面状態や対象物以外からの光の影響を受け難くすることができる。しかし、特許文献2に開示された距離センサでは、複数のCCDによって得られる複数の画像の像倍率が等しくなるようにするテレセントリック光学系と、テレセントリック光学系を通過した光を分離する複数のプリズムと、複数のCCDとが必要になり、光学系の構成が複雑になるという問題点があった。
なお、本発明の物体検知センサにおいて、前記処理手段に予め記憶する前記撮像素子上での画像と前記符号化開口の画像との倍率に画像の位相(向き)の情報を含めるようにし、前記画像倍率検出手段が検出する前記撮像素子上での画像と前記符号化開口の画像との倍率にも画像の位相(向き)の情報を含めるようにしてもよい。
また、本発明の物体検知センサの1構成例において、前記方向決定手段は、前記撮像素子上での画像の位置と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像重心位置検出手段が検出した画像の位置に対応する物体の位置情報を取得すると共に、前記倍率と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像倍率検出手段が検出した倍率に対応する物体の位置情報を取得し、取得した2つの位置情報が略一致する場合に、この位置情報に含まれる方向の情報から前記物体が存在する方向を確定することを特徴とするものである。
また、本発明の物体検知センサの1構成例は、さらに、前記2つの位置情報が一致しない場合に、外乱と判定する外乱判定手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の物体検知センサの1構成例は、さらに、対象とする物体が存在すると想定される監視空間に光を投光する投光器を備えることを特徴とするものである。
処理装置4は、撮像素子2で得られた画像を基に、物体10と撮像素子2との距離および物体10が存在する方向を決定する。図2は処理装置4の構成例を示すブロック図である。
Claims (12)
- 物体からの光を集光する集光光学系と、
この集光光学系によって集光された光を受光する1次元または2次元の撮像素子と、
前記物体と前記集光光学系との間または前記集光光学系と前記撮像素子との間に配置され、光が通過する開口の形状の自己相関関数がデルタ関数に近似した符号化開口を有するマスクと、
前記撮像素子で得られた画像を基に前記物体と前記撮像素子との距離を決定する処理手段とを備え、
前記処理手段は、
前記符号化開口の画像、前記撮像素子上での画像の位置と前記物体の位置との関係、および前記撮像素子上での画像と前記符号化開口の画像との倍率と、前記物体の位置との関係を予め記憶する記憶手段と、
前記撮像素子上での画像の重心の位置を検出する画像重心位置検出手段と、
前記撮像素子上での画像と前記符号化開口の画像との倍率を検出する画像倍率検出手段と、
前記画像重心位置検出手段での検出結果と、前記画像倍率検出手段での検出結果と、前記記憶手段に予め記憶された関係を基に、前記物体と前記撮像素子との距離を決定する距離決定手段とを備えることを特徴とする物体検知センサ。 - 請求項1記載の物体検知センサにおいて、
前記距離決定手段は、前記撮像素子上での画像の位置と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像重心位置検出手段が検出した画像の位置に対応する物体の位置情報を取得すると共に、前記倍率と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像倍率検出手段が検出した倍率に対応する物体の位置情報を取得し、取得した2つの位置情報が略一致する場合に、この位置情報に含まれる距離の情報から前記物体と前記撮像素子との距離を確定することを特徴とする物体検知センサ。 - 請求項1記載の物体検知センサにおいて、
さらに、前記画像重心位置検出手段での検出結果と、前記画像倍率検出手段での検出結果と、前記記憶手段に予め記憶された関係を基に、前記物体が存在する方向を決定する方向決定手段を備えることを特徴とする物体検知センサ。 - 請求項3記載の物体検知センサにおいて、
前記方向決定手段は、前記撮像素子上での画像の位置と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像重心位置検出手段が検出した画像の位置に対応する物体の位置情報を取得すると共に、前記倍率と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像倍率検出手段が検出した倍率に対応する物体の位置情報を取得し、取得した2つの位置情報が略一致する場合に、この位置情報に含まれる方向の情報から前記物体が存在する方向を確定することを特徴とする物体検知センサ。 - 請求項2または4記載の物体検知センサにおいて、
さらに、前記2つの位置情報が一致しない場合に、外乱と判定する外乱判定手段を備えることを特徴とする物体検知センサ。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の物体検知センサにおいて、
さらに、対象とする物体が存在すると想定される監視空間に光を投光する投光器を備えることを特徴とする物体検知センサ。 - 物体と集光光学系との間または前記集光光学系と撮像素子との間に配置され、形状の自己相関関数がデルタ関数に近似した符号化開口を有するマスクを介して、前記物体からの光を1次元または2次元の前記撮像素子で受光する受光ステップと、
前記撮像素子で得られた画像を基に前記物体と前記撮像素子との距離を決定する処理ステップとを含み、
前記処理ステップは、
前記撮像素子上での画像の重心の位置を検出する画像重心位置検出ステップと、
前記撮像素子上での画像と記憶手段に予め記憶された符号化開口の画像との倍率を検出する画像倍率検出ステップと、
前記撮像素子上での画像の位置と前記物体の位置との関係、および前記撮像素子上での画像と前記符号化開口の画像との倍率と、前記物体の位置との関係を予め記憶する前記記憶手段を参照し、前記画像重心位置検出ステップでの検出結果と、前記画像倍率検出ステップでの検出結果と、前記記憶手段に予め記憶された関係を基に、前記物体と前記撮像素子との距離を決定する距離決定ステップとを含むことを特徴とする物体検知方法。 - 請求項7記載の物体検知方法において、
前記距離決定ステップは、前記撮像素子上での画像の位置と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像重心位置検出ステップで検出した画像の位置に対応する物体の位置情報を取得すると共に、前記倍率と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像倍率検出ステップで検出した倍率に対応する物体の位置情報を取得し、取得した2つの位置情報が略一致する場合に、この位置情報に含まれる距離の情報から前記物体と前記撮像素子との距離を確定することを特徴とする物体検知方法。 - 請求項7記載の物体検知方法において、
さらに、前記画像重心位置検出ステップでの検出結果と、前記画像倍率検出ステップでの検出結果と、前記記憶手段に予め記憶された関係を基に、前記物体が存在する方向を決定する方向決定ステップを含むことを特徴とする物体検知方法。 - 請求項9記載の物体検知方法において、
前記方向決定ステップは、前記撮像素子上での画像の位置と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像重心位置検出ステップで検出した画像の位置に対応する物体の位置情報を取得すると共に、前記倍率と前記物体の位置との関係を参照し、前記画像倍率検出ステップで検出した倍率に対応する物体の位置情報を取得し、取得した2つの位置情報が略一致する場合に、この位置情報に含まれる方向の情報から前記物体が存在する方向を確定することを特徴とする物体検知方法。 - 請求項8または10記載の物体検知方法において、
さらに、前記2つの位置情報が一致しない場合に、外乱と判定する外乱判定ステップを含むことを特徴とする物体検知方法。 - 請求項7乃至11のいずれか1項に記載の物体検知方法において、
さらに、対象とする物体が存在すると想定される監視空間に光を投光する投光ステップを含むことを特徴とする物体検知方法。
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