JP7523970B2 - 測定装置及び測定方法 - Google Patents

Description

本開示は、測定装置に関する。

撮像画像において、撮影距離又は撮影レンズの焦点距離等のデータと、ファインダー視野内に設定したスケール長データとに基づいて、被写体の実寸法を算出する構成が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

特開昭６２－２５９００４号公報

特許文献１に記載されている構成において、交換レンズの焦点測距情報のバラツキに起因する測長誤差が生じることがある。また、被写体がレンズ光軸に対して傾斜している場合に、カメラと被写体との間の距離が変化することによって、被写体からの反射光を検出するセンサ上での位置が変化する。その結果、測長誤差が生じることがある。

本開示の目的は、測長誤差を低減できる測定装置を提供することにある。

本開示の一実施形態に係る測定装置は、測定対象が存在する空間において前記測定対象のサイズを測定するための２の地点である第１地点（Ｐ１）と第２地点（Ｐ２）を特定する。前記測定装置は、前記第１地点と前記第２地点の前記空間における位置を示す第１空間座標と第２空間座標を、基準位置から前記第１地点と前記第２地点の各々までの距離に関する距離情報（ｄ１、ｄ２）に基づき算出する。前記測定装置は、前記第１空間座標と前記第２空間座標とに基づいて、前記第１地点と前記第２地点との間の距離を算出する。

本開示によれば、測長誤差を低減できる測定装置が提供される。

一実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成を示す構成図である。 図１の電磁波検出装置の第１の状態と第２の状態における電磁波の進行方向を説明する図である。 反射波を含む電磁波の検出を説明するための図である。 距離の演算を説明するためのタイミングチャートである。 Ｘ座標を考慮しない場合の対象の測距点の算出を説明する図である。 対象が傾いている場合における距離に基づくサイズの算出結果と画像に基づくサイズの算出結果との差を表す図である。 Ｘ座標を考慮した場合の対象の測距点の算出を説明する図である。 ＸＹ平面における測距点の位置を説明する平面図である。 ＸＹ平面における測距点の位置を説明する斜視図である。 対象として車輪の直径を測定する例を示す図である。 対象として魚の体長を測定する例を示す図である。 測距情報に基づいてサイズを測定する方法の一例を示すフローチャートである。 測距情報に基づいて算出された座標を画像に基づいて補正してサイズを測定する方法の一例を示すフローチャートである。 路面に対して平面視する方向から、路面上の車両の測距情報を取得する構成例を示す図である。 図１４の例で取得した測距情報をプロットしたグラフである。 路面上の車両の高さを測定する方法の一例を示すフローチャートである。

図１に示されるように、一実施形態に係る電磁波検出装置１０は、照射系１１１と、受光系１１０と、制御部１４とを備える。本実施形態に係る電磁波検出装置１０は測距装置として機能する。本実施形態において、電磁波検出装置１０は、１つの照射系１１１と１つの受光系１１０とを備えるとして説明される。照射系１１１及び受光系１１０それぞれの数は、１つに限られず、２つ以上であってよい。電磁波検出装置１０が複数の照射系１１１及び複数の受光系１１０を備える場合、各照射系１１１と各受光系１１０とが対応づけられる。

照射系１１１は、照射部１２と、偏向部１３とを備える。受光系１１０は、入射部１５と、分離部１６と、第１の検出部２０と、第２の検出部１７と、切替部１８と、第１の後段光学系１９とを備える。制御部１４は、画像情報取得部１４１と、反射強度情報取得部１４２と、照射制御部１４３と、受光制御部１４４と、演算部１４５と、対応情報算出部１４６とを備える。電磁波検出装置１０の各機能ブロックの詳細な説明は後述される。

図面において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号又は通信される情報の流れを示す。破線が示す通信は有線通信であってよいし、無線通信であってよい。また、実線の矢印はビーム状の電磁波を示す。また、図面において、対象ｏｂは、電磁波検出装置１０の被写体である。被写体は、例えば道路、中央分離帯、歩道、街路樹、車両等の物を含んでよいし、人を含んでよい。また対象ｏｂは１つに限られない。

電磁波検出装置１０は、被写体を含む画像を取得するとともに、被写体で反射した反射波を検出することによって被写体を識別可能に構成される。電磁波検出装置１０は、対象ｏｂまでの距離を計測する演算部１４５を備えることによって測距装置として機能する。

（照射系１１１の構成例）
照射系１１１は、対象ｏｂが存在する空間に電磁波を照射する。本実施形態において、照射系１１１は、照射部１２が照射する電磁波を、偏向部１３を介して、対象ｏｂが存在する空間に向けて照射する。別の例として、照射系１１１は、照射部１２が電磁波を対象ｏｂに向けて直接に照射する構成であってよい。

照射部１２は、赤外線、可視光線、紫外線及び電波のうち少なくとも一つを照射する。本実施形態において、照射部１２は赤外線を照射する。また、本実施形態において、照射部１２は、幅の細い、例えば広がり角が０．５°となるビーム状の電磁波を照射する。また、照射部１２は電磁波をパルス状に照射する。照射部１２は、電磁波照射素子として、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含んで構成され得る。また、照射部１２は、電磁波照射素子として、例えばＬＤ（Laser Diode）を含んで構成され得る。照射部１２は、制御部１４の制御に基づいて電磁波の照射及び停止を切替える。ここで、照射部１２は複数の電磁波照射素子をアレイ状に配列させたＬＥＤアレイ又はＬＤアレイを構成し、複数本のビームを同時に照射させてよい。

偏向部１３は、照射部１２が照射した電磁波を複数の異なる方向に出力させて、対象ｏｂが存在する空間に照射される電磁波の照射位置を変更する。複数の異なる方向への出力は、偏向部１３の向きを変えながら照射部１２からの電磁波を反射することで行ってよい。例えば偏向部１３は、照射部１２が照射した電磁波で一次元方向又は二次元方向に対象ｏｂを走査する。ここで、照射部１２が例えばＬＤアレイとして構成されている場合、偏向部１３はＬＤアレイから出力される複数のビームの全てを反射させて、同一方向に出力させてよい。すなわち、照射系１１１は、１つ又は複数の電磁波照射素子を有する照射部１２に対して１つの偏向部１３を有してよい。

偏向部１３は、電磁波を出力する空間である照射領域の少なくとも一部が、受光系１１０における電磁波の検出範囲に含まれるように構成されている。したがって、偏向部１３を介して対象ｏｂが存在する空間に照射される電磁波の少なくとも一部は、対象ｏｂの少なくとも一部で反射して、受光系１１０において検出され得る。ここで、照射波が対象ｏｂの少なくとも一部で反射した電磁波を反射波と称する。照射波とは、対象ｏｂが存在する空間の複数の方向に向けて、照射系１１１から照射される電磁波である。

偏向部１３は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー、ポリゴンミラー、又はガルバノミラー等を含んでよい。本実施形態において、偏向部１３は、ＭＥＭＳミラーを含むとする。

偏向部１３は、制御部１４の制御に基づいて、電磁波を反射する向きを変える。また、偏向部１３は、例えばエンコーダ等の角度センサを有してよい。偏向部１３は、角度センサで検出された角度を、電磁波を反射する方向情報として制御部１４に出力してよい。このような構成において、制御部１４は、偏向部１３から取得する方向情報に基づいて、電磁波の照射位置を算出し得る。また、制御部１４は、偏向部１３に電磁波を反射する向きを変えさせるために入力する駆動信号に基づいても照射位置を算出し得る。

（受光系１１０の構成例）
以下の説明において、「反射波を含む電磁波」は、対象ｏｂでの反射波を含んで受光系１１０に入射する電磁波を意味する。つまり、照射波と区別するために、受光系１１０に入射する電磁波は「反射波を含む電磁波」と称されることがある。反射波を含む電磁波は、照射系１１１から照射された電磁波が対象ｏｂで反射した反射波のみならず、太陽光等の外光、又は、外光が対象ｏｂで反射した光等を含み得る。

入射部１５は、少なくとも１つの光学部材を有する光学系であって、被写体となる対象ｏｂの像を結像させる。光学部材は、例えばレンズ、ミラー、絞り及び光学フィルタ等の少なくとも１つを含む。

分離部１６は、入射部１５と、入射部１５から所定の位置をおいて離れた対象ｏｂの像の、入射部１５による結像位置である一次結像位置との間に設けられている。分離部１６は、反射波を含む電磁波を波長に応じて分離し、第１の方向Ｄ１又は第２の方向Ｄ２に進行するように分離する。分離部１６は、反射波を含む電磁波を、反射波と、反射波を除く電磁波とに分離してよい。反射波を除く電磁波は、例えば可視光等の光を含んでよい。

本実施形態において、分離部１６は、反射波を含む電磁波の一部を第１の方向Ｄ１に反射し、別の一部を第２の方向Ｄ２に透過する。本実施形態において、分離部１６は、入射する電磁波のうち、太陽光等の環境光が対象ｏｂで反射した可視光を第１の方向Ｄ１に反射する。また、分離部１６は、入射する電磁波のうち、照射部１２が照射した赤外線が対象ｏｂで反射した赤外線を第２の方向Ｄ２に透過する。別の例として、分離部１６は、入射する電磁波の一部を第１の方向Ｄ１に透過し、電磁波の別の一部を第２の方向Ｄ２に反射してよい。また、分離部１６は、入射する電磁波の一部を第１の方向Ｄ１に屈折させ、電磁波の別の一部を第２の方向Ｄ２に屈折させてよい。分離部１６は、例えば、ハーフミラー、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、コールドミラー、ホットミラー、メタサーフェス、偏向素子又はプリズム等を含んで構成されてよい。

第２の検出部１７は、分離部１６から第１の方向Ｄ１に進行する電磁波の経路上に設けられている。第２の検出部１７は、第１の方向Ｄ１における対象ｏｂの結像位置又は結像位置の近傍に設けられている。第２の検出部１７は、分離部１６から第１の方向Ｄ１に進行した電磁波を検出する。

また、第２の検出部１７は、分離部１６から第１の方向Ｄ１に進行する電磁波の第１の進行軸が第２の検出部１７の第１の検出軸に平行となるように、分離部１６に対して配置されていてよい。第１の進行軸は、分離部１６から第１の方向Ｄ１に向けて放射状に広がりながら進行する電磁波の中心軸に対応する。本実施形態において、第１の進行軸は、入射部１５の光軸を分離部１６まで延ばし、分離部１６において第１の方向Ｄ１に平行になるように折曲げた軸として表される。第１の検出軸は、第２の検出部１７の検出面の中心を通り、検出面に垂直な軸として表される。

さらに、第２の検出部１７は、第１の進行軸及び第１の検出軸の間隔が第１の間隔閾値以下となるように配置されていてよい。また、第２の検出部１７は、第１の進行軸及び第１の検出軸が一致するように配置されていてよい。本実施形態において、第２の検出部１７は、第１の進行軸及び第１の検出軸が一致するように配置されている。

また、第２の検出部１７は、第２の検出部１７の検出面に対して第１の進行軸がなす第１の角度が第１の角度閾値以下又は所定の角度となるように、分離部１６に対して配置されていてよい。本実施形態において、第２の検出部１７は、第１の角度が９０°となるように配置されている。

本実施形態において、第２の検出部１７は、パッシブセンサであるとする。本実施形態において、第２の検出部１７は、さらに具体的には、素子アレイを含む。例えば、第２の検出部１７は、イメージセンサ又はイメージングアレイ等の撮像素子を含み、検出面において結像した電磁波による像を撮像して、撮像した対象ｏｂを含む空間の画像情報を生成する。

本実施形態において、第２の検出部１７は、さらに具体的には可視光の像を撮像するように構成されるとする。第２の検出部１７は、生成した画像情報を信号として制御部１４に送信する。第２の検出部１７は、赤外線、紫外線、及び電波の像等の可視光以外の像を撮像するように構成されてよい。

切替部１８は、分離部１６から第２の方向Ｄ２に進行する電磁波の経路上に設けられている。切替部１８は、第２の方向Ｄ２における対象ｏｂの一次結像位置又は一次結像位置近傍に設けられている。

本実施形態において、切替部１８は、結像位置に設けられている。切替部１８は、入射部１５及び分離部１６を通過した電磁波が入射する作用面ａｓを有している。作用面ａｓは、２次元状に沿って並ぶ複数の切替素子ｓｅによって構成されている。作用面ａｓは、後述する第１の状態及び第２の状態の少なくともいずれかにおいて、電磁波を反射したり電磁波を透過したりする等の電磁波に対する作用を生じさせる。

切替部１８は、作用面ａｓに入射する電磁波を、第３の方向Ｄ３に進行させる第１の状態と、第４の方向Ｄ４に進行させる第２の状態とに、切替素子ｓｅ毎に切替可能である。本実施形態において、第１の状態は、作用面ａｓに入射する電磁波を、第３の方向Ｄ３に反射する第１の反射状態である。また、第２の状態は、作用面ａｓに入射する電磁波を、第４の方向Ｄ４に反射する第２の反射状態である。

本実施形態において、切替部１８は、さらに具体的には、切替素子ｓｅ毎に電磁波を反射する反射面を含んでいる。切替部１８は、切替素子ｓｅ毎の各々の反射面の向きを任意に変更することにより、第１の反射状態及び第２の反射状態を切替素子ｓｅ毎に切替える。

本実施形態において、切替部１８は、例えばデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micro-mirror Device）を含む。ＤＭＤは、作用面ａｓを構成する微小な反射面を駆動することにより、切替素子ｓｅ毎に反射面を作用面ａｓに対して＋１２°及び－１２°のいずれかの傾斜状態に切替可能である。作用面ａｓは、ＤＭＤにおける微小な反射面を載置する基板の板面に平行である。

切替部１８は、制御部１４の制御に基づいて、第１の状態及び第２の状態を、切替素子ｓｅ毎に切替える。例えば、図２に示すように、切替部１８は、一部の切替素子ｓｅ１を第１の状態に切替えることによって切替素子ｓｅ１に入射する電磁波を第３の方向Ｄ３に進行させ得る。また、切替部１８は、別の一部の切替素子ｓｅ２を第２の状態に切替えることにより切替素子ｓｅ２に入射する電磁波を第４の方向Ｄ４に進行させ得る。切替部１８は、各切替素子の状態を同時に切り替え得る。より具体的には、制御部１４は偏向部１３からの方向情報に基づいて、電磁波が照射された方向又は電磁波が照射された位置を検出する。そして、検出した電磁波の照射方向又は照射位置に応じた切替素子ｓｅ１を第１の状態とし、それ以外の切替素子ｓｅ１は第２の状態とすることで、対象ｏｂからの反射波を選択的に第３の方向Ｄ３に進行させる。分離部１６を通過した電磁波のうち、対象ｏｂからの反射波以外の電磁波は第４の方向Ｄ４に進行するため、第１の検出部２０には入射しない。

図１に示すように、第１の後段光学系１９は、切替部１８から第３の方向Ｄ３に設けられている。第１の後段光学系１９は、例えば、レンズ及びミラーの少なくとも一方を含む。第１の後段光学系１９は、切替部１８において進行方向を切替えられた電磁波としての対象ｏｂの像を結像させる。

第１の検出部２０は反射波を検出する。第１の検出部２０は、切替部１８による第３の方向Ｄ３に進行した後に第１の後段光学系１９を経由して進行する電磁波を検出可能な位置に配置されている。第１の検出部２０は、第１の後段光学系１９を経由した電磁波、すなわち第３の方向Ｄ３に進行した電磁波を検出して、検出信号を出力する。

また、第１の検出部２０は、切替部１８とともに、分離部１６から第２の方向Ｄ２に進行して切替部１８により第３の方向Ｄ３に進行方向が切替えられた電磁波の第２の進行軸が、第１の検出部２０の第２の検出軸に平行となるように、分離部１６に対して配置されていてよい。第２の進行軸は、切替部１８から第３の方向Ｄ３に進行する、放射状に広がりながら伝播する電磁波の中心軸に対応する。本実施形態において、第２の進行軸は、入射部１５の光軸を切替部１８まで延ばし、切替部１８において第３の方向Ｄ３に平行になるように折曲げた軸として表される。第２の検出軸は、第１の検出部２０の検出面の中心を通り、検出面に垂直な軸として表される。

さらに、第１の検出部２０は、切替部１８とともに、第２の進行軸及び第２の検出軸の間隔が第２の間隔閾値以下となるように配置されていてよい。第２の間隔閾値は、第１の間隔閾値と同じ値であってよいし、異なる値であってよい。また、第１の検出部２０は、第２の進行軸及び第２の検出軸が一致するように配置されていてよい。本実施形態において、第１の検出部２０は、第２の進行軸及び第２の検出軸が一致するように配置されている。

また、第１の検出部２０は、切替部１８とともに、第２の進行軸と、第１の検出部２０の検出面とのなす第２の角度が第２の角度閾値以下又は所定の角度となるように、分離部１６に対して配置されていてよい。第２の角度閾値は、第１の角度閾値と同じ値であってよいし、異なる値であってよい。本実施形態において、第１の検出部２０は、上記のように、第２の角度が９０°となるように配置されている。

本実施形態において、第１の検出部２０は、照射部１２から対象ｏｂに向けて照射された電磁波の反射波を検出するアクティブセンサである。第１の検出部２０は、例えばＡＰＤ（Avalanche Photo-Diode）、ＰＤ（Photo-Diode）又は測距イメージセンサ等の単一の素子を含む。また、第１の検出部２０は、ＡＰＤアレイ、ＰＤアレイ、測距イメージングアレイ又は測距イメージセンサ等の素子アレイを含むものであってよい。

本実施形態において、第１の検出部２０は、被写体からの反射波を検出したことを示す検出情報を信号として制御部１４に送信する。第１の検出部２０は、さらに具体的には、赤外線の帯域の電磁波を検出する。

また、本実施形態において、第１の検出部２０は、対象ｏｂまでの距離を測定するための検出素子として用いられる。換言すると、第１の検出部２０は、測距センサを構成する素子であって、電磁波を検出できればよく、検出面において結像される必要がない。それゆえ、第１の検出部２０は、第１の後段光学系１９による結像位置である二次結像位置に設けられなくてよい。すなわち、この構成において、第１の検出部２０は、全ての画角からの電磁波が検出面上に入射可能な位置であれば、切替部１８により第３の方向Ｄ３に進行した後に第１の後段光学系１９を経由して進行する電磁波の経路上のどこに配置されてよい。

以上のような構成を有することにより、電磁波検出装置１０は画像上における所定位置と、当該位置の距離を測定するための反射波の光軸を一致させている。言い換えれば、電磁波検出装置１０において、画像を取得する画像情報取得部１４１の光軸と、距離情報を取得するための電磁波の反射波を受信する受光系１１０の光軸とが一致する。画像情報取得部１４１は、撮像部とも称される。受光系１１０を含む距離情報を取得する構成は、測距部とも称される。撮像部と測距部とは、光軸を共有するともいえる。

ここで、図３は反射波を含む電磁波の検出を説明するための図である。図３において、対象ｏｂが存在する空間は、照射系１１１が電磁波を照射する１フレームあたりの回数で分割され、格子状に区分されている。一般に、反射波を含む電磁波の１フレーム分の検出に要する時間は、撮像素子等によって１フレーム分の画像が取得される時間より長い。一例として、撮像素子は１９２０×１０８０ピクセルの画像を１秒間に３０フレーム取得可能である。一方、照射した電磁波の反射波を受光しての距離測定に要する時間は、１ポイントで２０μｓ程度かかることがある。したがって、空間からの反射波を受光して測距情報を取得する地点の数（ポイント数）は、１フレームあたりで１９２０×１０８０よりも小さくなる。

図３の例では、照射部１２から照射されたビーム状の電磁波が偏向部１３で反射されて、照射波として、空間における１つの領域Ｒに入射されている。本実施形態において、照射波は赤外線である。領域Ｒに存在する対象ｏｂで反射した反射波を含む電磁波が、入射部１５に入射される。本実施形態において、反射波は赤外線である。また、反射波を含む電磁波は、外光が領域Ｒに存在する対象ｏｂで反射した可視光を含む。分離部１６は、反射波を含む電磁波のうち可視光を第１の方向Ｄ１に反射する。反射された可視光は第２の検出部１７で検出される。また、分離部１６は、反射波を含む電磁波のうち赤外線を第２の方向Ｄ２に透過する。分離部１６を透過した赤外線は、切替部１８で反射して、少なくとも一部が第３の方向Ｄ３に進行する。第３の方向Ｄ３に進行した赤外線は、第１の後段光学系１９を通って、第１の検出部２０で検出される。

（制御部の構成例）
照射制御部１４３は、照射系１１１を制御する。照射制御部１４３は、例えば照射部１２に、電磁波の照射及び停止を切替えさせる。照射制御部１４３は、例えば偏向部１３に、電磁波を反射する向きを変えさせる。

受光制御部１４４は、受光系１１０を制御する。受光制御部１４４は、例えば切替部１８に、第１の状態及び第２の状態を切替素子ｓｅ毎に切替えさせる。

画像情報取得部１４１は、空間からの電磁波を検出する第２の検出部１７から、対象ｏｂが存在する空間の画像情報を取得する。

演算部１４５は、第１の検出部２０の検出情報に基づいて、対象ｏｂとの距離を演算する。演算部１４５は、取得した検出情報に基づいて、例えばＴｏＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）方式で距離を演算可能である。

図４に示すように、制御部１４は、照射部１２に電磁波放射信号を入力することにより、照射部１２にパルス状の電磁波を照射させる（“電磁波放射信号”欄参照）。照射部１２は、入力された電磁波放射信号に基づいて電磁波を照射する（“照射部放射量”欄参照）。照射部１２が照射し、かつ、偏向部１３が反射して、対象ｏｂが存在する空間である照射領域に照射された電磁波は、照射領域において反射する。制御部１４は、照射領域の反射波の入射部１５による切替部１８における結像領域の中の少なくとも一部の切替素子ｓｅを第１の状態に切替え、他の切替素子ｓｅを第２の状態に切替える。そして、第１の検出部２０は、照射領域において反射された電磁波を検出するとき（“電磁波検出量”欄参照）、検出情報を制御部１４に通知する。

演算部１４５は、検出情報を含む上記の信号の情報を取得する。演算部１４５は、例えば、時間計測ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）を含み、照射部１２に電磁波を照射させた時期Ｔ１から、検出情報を取得（“検出情報取得”欄参照）した時期Ｔ２までの時間ΔＴを計測する。演算部１４５は、時間ΔＴに光速を乗算し、かつ、２で除算することにより、照射位置までの距離を算出する。

第１の検出部２０で検出される対象ｏｂまでの測距情報の１フレームあたりの平面方向の解像度は、第２の検出部１７で検出される対象ｏｂの画像の解像度よりも低い。この理由は以下のとおりである。まず、測距情報を取得するための反射波を含む電磁波の検出の解像度は、対象ｏｂを含む空間における電磁波による距離の検出個所数、すなわち測距情報を取得する地点の数で定まるからである。レーザーによって空間をスキャンする場合には、電磁波の検出の解像度は、対象空間の１回のスキャンにおけるレーザーの照射箇所の数（すなわち、視野の範囲へのレーザーの照射箇所の数）を指す。これに対して、第２の検出部１７で検出される対象ｏｂの画像は、撮像素子の性能の向上によって、レーザーの照射箇所の間隔よりも狭い間隔の画素で撮像される。したがって、測距情報の平面方向の解像度は、画像の解像度よりも低くなる。以下、本明細書において、測距情報の解像度とは、１フレームあたりの平面方向の解像度を指すものとする。また、測距部の解像度は、撮像部の解像度よりも低いともいえる。

（測距情報に基づくサイズの算出）
本実施形態に係る電磁波検出装置１０の制御部１４は、測長演算部１４７を更に備える。測長演算部１４７は、第１の検出部２０で検出される対象ｏｂまでの測距情報に基づいて対象ｏｂのサイズを算出する。電磁波検出装置１０は、測定装置とも称される。対象ｏｂは、測定対象とも称される。

具体的には、測長演算部１４７は、測距情報と、測距情報を取得するために照射した電磁波の射出方向とに基づいて、対象ｏｂに含まれる２点の座標を算出し、２点間の距離を対象ｏｂのサイズとして算出する。一例として、図５に示される対象ｏｂのサイズの算出手順が説明される。対象ｏｂは、人物であるとする。また、簡略化のために、紙面に垂直なＸ軸方向の座標を考慮せず、紙面に沿うＹＺ平面内に限定して算出手順が説明される。

制御部１４の演算部１４５は、照射系１１１が位置する原点Ｏから対象ｏｂの頭部に位置する測距点Ｐ１までの距離と、原点Ｏから対象ｏｂの足に位置する測距点Ｐ２までの距離とを測定する。原点Ｏから測距点Ｐ１までの距離は、ｄ１で表されるとする。原点Ｏから測距点Ｐ２までの距離は、ｄ２で表されるとする。ｄ１及びｄ２は、距離情報とも称される。原点Ｏは、基準位置とも称される。測距点Ｐ１及びＰ２はそれぞれ、第１地点及び第２地点とも称される。測距点Ｐ１及びＰ２はそれぞれ、第１測距点及び第２測距点とも称される。測距点Ｐ１及びＰ２を特定する情報はそれぞれ、第１測距情報及び第２測距情報とも称される。

ここで、照射系１１１は、照射電磁波をスキャンできる範囲に含まれる照射軸１１１Ａを有する。本実施形態において、照射軸１１１Ａは、照射電磁波をスキャンできる範囲の中心軸に対応する。ＸＹＺ座標系は、Ｚ軸が照射軸１１１Ａに一致するように設定されている。したがって、照射軸１１１Ａは、ＹＺ平面内に含まれる。

測長演算部１４７は、演算部１４５から、測距点Ｐ１及びＰ２までの距離を取得する。測長演算部１４７は、演算部１４５又は照射系１１１から、原点Ｏと測距点Ｐ１とを結ぶ線分が照射軸１１１Ａに対してなす角度（θ１）を更に取得する。角度θ１は、ＹＺ平面における原点Ｏから測距点Ｐ１への方向を特定する。つまり、角度θ１は、方向に関する情報ともいえる。角度θ１は、測距点Ｐ１への方向に関する角度情報とも称される。角度θ１は偏向部１３から取得した方向情報に基づいて取得してよい。測長演算部１４７は、ｄ１とθ１とに基づいて、以下の式（１）及び（２）に示されるように測距点Ｐ１のＹ座標（Ｙ１）及びＺ座標（Ｚ１）を算出できる。

また、測長演算部１４７は、演算部１４５又は照射系１１１から、原点Ｏと測距点Ｐ２とを結ぶ線分が照射軸１１１Ａに対してなす角度（θ２）を取得する。測長演算部１４７は、測距点Ｐ１と同様に、測距点Ｐ２のＹ座標（Ｙ２）及びＺ座標（Ｚ２）をｄ２とθ２とに基づいて算出できる。第１地点及び第２地点それぞれの地点の座標は、第１空間座標及び第２空間座標とも称される。

ここで、対象ｏｂのサイズは、頭部から足までの長さで表される。つまり、測長演算部１４７は、対象ｏｂの長さを線分Ｐ１Ｐ２の長さとして算出できる。図６に例示される対象ｏｂに含まれる線分Ｐ１Ｐ２は、ＸＹ平面、つまり撮像面に交差する。測長演算部１４７は、Ｐ１及びＰ２それぞれの座標を三平方の定理に基づく以下の式（３）に適用することによって、線分Ｐ１Ｐ２の長さＬを算出できる。

電磁波検出装置１０は、対象ｏｂを撮影した画像のみに基づいて、対象ｏｂのサイズを算出する場合、以下の理由によって実際の対象ｏｂのサイズと異なり得る。

電磁波検出装置１０は、Ｚ軸上に位置する場合、対象ｏｂをＺ軸の正の方向から撮影する。したがって、電磁波検出装置１０が撮影する画像の撮像面は、Ｚ軸に垂直な面、つまりＸＹ平面に平行な面となる。対象ｏｂに含まれる線分Ｐ１Ｐ２が撮像面に交差する場合、線分Ｐ１Ｐ２は、撮像面に対する正射影として画像に写る。Ｘ軸方向（紙面の奥行方向）の広がりが無視される場合、線分は、Ｙ軸に対する正射影として画像に写る。線分の正射影の長さは、線分の実際の長さより短い。具体的には、図６に例示される線分Ｐ１Ｐ２のＹ軸への正射影の長さは、Ｙ１－Ｙ２であり、上述の式（３）で算出されるＬよりも短い。したがって、画像に基づいて線分Ｐ１Ｐ２の長さとして算出された対象ｏｂのサイズは、実際の対象ｏｂのサイズと異なり得る。

また、仮に、線分Ｐ１Ｐ２が撮像面に平行である場合であっても、電磁波検出装置１０から対象ｏｂまでの距離が短いか長いかによって画像に写る線分の長さが変化する。したがって、画像だけに基づいて線分Ｐ１Ｐ２の真の長さを算出できないことがある。

以上述べてきたように、本実施形態に係る電磁波検出装置１０は、対象ｏｂに含まれる測距点Ｐ１及びＰ２の座標を算出する。そして、電磁波検出装置１０は、Ｐ１及びＰ２の座標に基づいて、対象ｏｂのサイズとして線分Ｐ１Ｐ２の長さを算出できる。対象ｏｂのサイズの算出精度は、測距結果に基づいて算出されることによって、画像のみに基づいて算出される場合よりも高められる。

（座標の補正による高精度化）
上述したように、対象ｏｂまでの測距情報の解像度は、対象ｏｂの画像の解像度よりも低い。測距情報の解像度が低い場合、測距点Ｐ１及びＰ２の位置と対象ｏｂの輪郭部分とのずれが大きくなるため、測距情報に基づいて算出される対象ｏｂのサイズの誤差も大きい。したがって、測長演算部１４７は、対象ｏｂのサイズを算出するために用いる座標を、対象ｏｂを撮影した画像に基づいて補正することによって、対象ｏｂの算出精度をより一層高めることができる。

例えば、図５に示されるように、対象ｏｂのサイズを算出するために用いる、対象ｏｂの頭部の側の端点は、Ｐ１からＰ１’に補正される。また、対象ｏｂのサイズを算出するために用いる、対象ｏｂの足の側の端点は、Ｐ２からＰ２’に補正される。Ｐ１とＰ１’とが大きく離れるほど、又は、Ｐ２とＰ２’とが大きく離れるほど、補正によってサイズの算出精度が大きく向上する。対象ｏｂの撮影画像における輪郭部分のうち、測距点Ｐ１、Ｐ２の位置に最も近接する位置を、それぞれＰ１’、Ｐ２’としてよい。Ｐ１’、Ｐ２’は、図示しない操作手段によって対象ｏｂの撮影画像から任意に指定されてもよい。Ｐ１’、Ｐ２’は対象ｏｂの撮影画像における輪郭部分に限定されず、対象ｏｂのうち測距したい部分の間隔を規定する地点であってよい。

Ｐ１からＰ１’への補正は、具体的に以下のように実現され得る。測長演算部１４７は、対象ｏｂまでの測距情報をマッピングした距離画像を生成する。測長演算部１４７は、対象ｏｂを撮影した撮像画像を取得する。測長演算部１４７は、撮像画像に基づいて対象ｏｂの輪郭部分を検出する。測長演算部１４７は、輪郭部分の中から測距点Ｐ１に対応し、Ｐ１と同一ＸＹ平面上に位置する頭部の側の端点Ｐ１’を取得し、撮影画像における測距点Ｐ１の位置と端点Ｐ１’の位置関係から原点Ｏと端点Ｐ１’とを結ぶ線分が照射軸１１１Ａに対してなす角度θ１’を算出する。距離画像と撮像画像とを重ね合わせることによって、角度θ１’を算出してよい。測長演算部１４７は、例えば、撮像画像のＹ座標がゼロである点に対応する角度をゼロ度であるとみなした上で、測距点Ｐ１のＹ座標と端点Ｐ１’のＹ座標との比と、原点Ｏと測距点Ｐ１とを結ぶ線分が照射軸１１１Ａに対してなす角度がθ１であることとに基づいて、角度θ１’を算出できる。

測長演算部１４７は、測距点Ｐ１のＺ座標を表すＺ１と、角度θ１’とに基づいて、原点Ｏと端点Ｐ１’とを結ぶ線分の長さｄ１’を以下の式（４）で算出する。

さらに、測長演算部１４７は、ｄ１’に基づいて、端点Ｐ１’のＹ座標Ｙ１’を以下の式（５）で算出する。

端点Ｐ１’のＺ座標は、測距点Ｐ１のＺ座標であるＺ１と同じであるとみなされるとする。これによって、端点Ｐ１’の座標が特定される。その結果、Ｐ１からＰ１’への補正が実現される。また、Ｐ２からＰ２’への補正は、Ｐ１からＰ１’への補正と同様に実現され得る。端点Ｐ１’及びＰ２’は、それぞれ第１端点及び第２端点とも称される。第１端点及び第２端点それぞれの座標は、第１端点座標及び第２端点座標とも称される。上述したように、測長演算部１４７は、第１端点のＺ座標を第１地点のＺ座標と同じであるとする。つまり、照射系１１１の原点Ｏから見た空間の奥行方向において、第１地点の位置と第１端点の位置とが同一とされる。

測長演算部１４７は、補正後のＰ１’及びＰ２’の座標で表される２点間の距離を以下の式（６）に基づいて、線分Ｐ１’Ｐ２’の長さを対象ｏｂのサイズとして算出できる。

以上述べてきたように、測長演算部１４７は、線分の長さを算出するための両端の２点の座標を撮像画像に基づいて補正できる。その結果、対象ｏｂのサイズの算出精度が高められる。

また、上述したように、電磁波検出装置１０は、距離画像を生成するために用いられる反射波の光軸を撮像画像の光軸に一致させることができる。したがって、測長演算部１４７は、距離画像と撮像画像とを重ね合わせたときに生じる位置の誤差をゼロにする、又は、ゼロに近づけることができる。距離画像と撮像画像とを高精度に重ね合わせることができることによって、測長演算部１４７は、距離画像に含まれる角度及び距離の情報と撮像画像に含まれる情報とを組み合わせて、対象ｏｂの端点の座標を高精度で補正することができる。その結果、対象ｏｂのサイズの算出精度が高められる。

（Ｘ軸方向の広がりを考慮したサイズの算出）
図５及び図６を参照してＸ軸方向（紙面の奥行方向）の広がりを考慮しない場合のサイズの算出方法が説明されてきた。以下、図７、図８及び図９を参照して、Ｘ軸方向の広がりを考慮した場合のサイズの算出方法が説明される。図７、図８及び図９に例示される対象ｏｂは、車両であるとする。測長演算部１４７は、車両の全長（前後の長さ）を測定する。

図７に示されるように、測長演算部１４７は、対象ｏｂとしての車両の前方の端部に対応する測距点Ｐ１の測距情報と、車両の後方の端部に対応する測距点Ｐ２の測距情報とを取得する。照射系１１１が位置する原点Ｏから測距点Ｐ１及びＰ２までの距離は、ｄ１及びｄ２で表される。線分ＯＰ１及びＯＰ２が照射軸１１１Ａに対してなす角度は、θ１及びθ２で表される。測距点Ｐ１及びＰ２のＸ座標がゼロではない場合、線分ＯＰ１及びＯＰ２は、ＹＺ平面に交差する平面に含まれる。具体的には、図８及び図９に示されるように、線分ＯＰ１は、ＹＺ平面に対してθ３で表される角度だけ回転した平面内に位置する。図９に示されるように、θ１の大きさは、ＹＺ平面に対して角度θ３だけ回転した平面内で表される。

測長演算部１４７は、図５及び図６の例と異なりＸ座標も考慮した場合の測距点Ｐ１の座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を、以下の式（７）～（９）で算出できる。
Ｚ１＝ｄ１・ｃｏｓθ１ （７）
Ｘ１＝ｄ１・ｓｉｎθ１・ｃｏｓθ３ （８）
Ｙ１＝ｄ１・ｓｉｎθ１・ｓｉｎθ３ （９）
なお、角度θ１は偏向部１３から取得した方向情報に基づいて取得してよく、角度θ３は撮影画像または測距画像における測距点Ｐ１の位置に基づいて取得してよい。

測長演算部１４７は、測距点Ｐ１の座標と同様に測距点Ｐ２の座標を算出できる。また、測長演算部１４７は、Ｐ１及びＰ２それぞれの座標を三平方の定理に基づく以下の式（１０）に適用することによって、対象ｏｂのサイズ（車両の全長）として、線分Ｐ１Ｐ２の長さＬを算出できる。

さらに、測長演算部１４７は、対象ｏｂを撮影した画像に基づいて、対象ｏｂのサイズ（車両の全長）を算出するために用いる座標を補正できる。測長演算部１４７は、例えば、車両の前方の端部の座標を以下のように補正できる。

測長演算部１４７は、対象ｏｂまでの測距情報をマッピングした距離画像を生成する。測長演算部１４７は、対象ｏｂを撮影した撮像画像を取得する。測長演算部１４７は、撮像画像に基づいて、Ｐ１と同一ＸＹ平面上に位置する対象ｏｂの前方の端点Ｐ１’を検出し、撮影画像における測距点Ｐ１の位置と端点Ｐ１’の位置関係から、原点Ｏと端点Ｐ１’とを結ぶ線分が照射軸１１１Ａに対してなす角度θ１’を算出する。測長演算部１４７は、例えば、撮像画像のＸ座標及びＹ座標がゼロである点に対応する角度をゼロ度であるとみなす。そして、ＸＹ平面の原点（０，０）から測距点Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）までの距離と、ＸＹ平面の原点（０，０）から端点Ｐ１’までの距離との比と、測距点Ｐ１の角度がθ１であることとに基づいて、撮像画像の端点Ｐ１’における角度θ１’を算出できる。

測長演算部１４７は、測距点Ｐ１のＺ座標を表すＺ１と、角度θ１’とに基づいて、原点Ｏと端点Ｐ１’とを結ぶ線分の長さｄ１’を以下の式（１１）で算出する。

さらに、測長演算部１４７は、ｄ１’に基づいて、端点Ｐ１’のＸ座標Ｘ１’及びＹ座標Ｙ１’を以下の式（１２）及び（１３）で算出する。
Ｙ１’＝ｄ１’・ｓｉｎθ１’・ｓｉｎθ３’ （１２）
Ｘ１’＝ｄ１’・ｓｉｎθ１’・ｃｏｓθ３’ （１３）

端点Ｐ１’のＺ座標は、測距点Ｐ１のＺ座標であるＺ１と同じであるとみなされるとする。これによって、端点Ｐ１’の座標が特定される。その結果、Ｐ１からＰ１’への補正が実現される。また、Ｐ２からＰ２’への補正は、Ｐ１からＰ１’への補正と同様に実現され得る。

測長演算部１４７は、補正後のＰ１’及びＰ２’の座標で表される２点間の距離を以下の式（１４）に基づいて、線分Ｐ１’Ｐ２’の長さを対象ｏｂのサイズとして算出できる。

以上述べてきたように、測長演算部１４７は、Ｘ軸方向の広がりを考慮した場合でも、線分の長さを算出するための両端の２点の座標を撮像画像に基づいて補正できる。その結果、対象ｏｂのサイズの算出精度が高められる。

図１０に示されるように、測長演算部１４７は、対象ｏｂの全体のサイズだけでなく、撮影画像に含まれる対象の一部についてもサイズを測定しうる。一例として、測長演算部１４７は、撮影画像から認識した大型車両のタイヤ部分を対象ｏｂとしてその直径を測定することができる。本実施形態によれば、電磁波検出装置１０による撮像画像の撮像面がタイヤに対して傾いている場合であっても、タイヤの直径の測定精度が高められ得る。測長演算部１４７は、他の種々の物品を対象ｏｂとして測定してもよい。

制御部１４は、画像情報取得部１４１が取得した画像情報を解析して、サイズ測定が必要な部分（例えばタイヤ部分等）を特定することができる。上述したように、照射制御部１４３は、照射系１１１を制御して、サイズ測定の対象となる対象の測距点Ｐ１、Ｐ２までの距離を測定し、測長演算部１４７が線分Ｐ１Ｐ２の長さを算出することで、対象のサイズを測定することができる。

例えば大型車両のタイヤが摩耗することは、当該大型車両が従事する作業の支障となる恐れがある。電磁波検出装置１０は、タイヤ等のサイズを継続的に測定することで、修理、交換が必要となる車両の部材を発見し、メンテナンスを促することができる。複数の車両のタイヤ等のサイズを定期的に測定し、画像情報取得部１４１が取得した画像情報によって特定した車両の固有情報（ＩＤ等の識別情報）と関連付けて記憶手段に記憶させる構成としてもよい。

図１１に示されるように、測長演算部１４７は、魚等の家畜を対象ｏｂとしてその全長を測定することができる。本実施形態によれば、電磁波検出装置１０による撮像画像の撮像面が対象ｏｂである魚に対して傾いている場合であっても、魚の全長の測定精度が高められ得る。測長演算部１４７は、魚に限られず、牛、馬など他の種々の動物を対象ｏｂとして測定してもよい。

家畜は生物である故に、様々な姿勢を取りうる。電磁波検出装置１０は、画像情報取得部１４１が取得した画像情報によって、測定対象の家畜が所定の姿勢を取ったことを認識したタイミングで、そのサイズの測定を行ってよい。

家畜の大きさを測定することは、その成長管理において有意である。電磁波検出装置１０によって、継続的に家畜の大きさを測定することにより、成長管理を容易に行うことができる。測定した家畜の大きさの情報を、画像情報取得部１４１が取得した画像情報によって特定した家畜の固有情報と関連付けて記憶手段に記憶させることで、複数の家畜の成長管理を行う構成としてもよい。

（フローチャートの例）
＜測距点の座標を端点としたサイズの算出＞
測長演算部１４７は、図１２に例示されるフローチャートの手順を含むサイズ測定方法を実行してもよい。サイズ測定方法は、測長演算部１４７を構成するプロセッサに実行させるサイズ測定プログラムとして実現されてもよい。サイズ測定プログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてよい。

測長演算部１４７は、対象ｏｂに含まれる少なくとも２点の測距情報を取得する（ステップＳ１）。具体的には、測長演算部１４７は、対象ｏｂのサイズを測定するために、対象ｏｂの両端に対応する２点として、測距点Ｐ１及びＰ２を選択し、各測距点の測距情報を取得する。測長演算部１４７は、測距情報として、原点Ｏから測距点Ｐ１までの距離と、原点Ｏから測距点Ｐ２までの距離とを取得する。

測長演算部１４７は、２つの測距点への照射方向を取得する（ステップＳ２）。具体的には、測長演算部１４７は、測距点Ｐ１に対して照射系１１１が電磁波を照射した方向と、測距点Ｐ２に対して照射系１１１が電磁波を照射した方向とを、照射系１１１から取得する。

測長演算部１４７は、２つの測距点の座標を算出する（ステップＳ３）。測長演算部１４７は、距離と方向とに基づいて、各測距点の座標を算出できる。

測長演算部１４７は、２つの測距点の間の長さを算出する（ステップＳ４）。測長演算部１４７は、ステップＳ４の手順の終了後、図１２のフローチャートの手順の実行を終了する。

＜撮像画像に基づいて補正した端点によるサイズの算出＞
測長演算部１４７は、図１３に例示されるフローチャートの手順を含むサイズ測定方法を実行してもよい。

測長演算部１４７は、対象ｏｂに含まれる少なくとも２点の測距情報を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、測長演算部１４７は、対象ｏｂのサイズを測定するために、対象ｏｂの両端に対応する２点として、測距点Ｐ１及びＰ２を選択し、各測距点の測距情報を取得する。測長演算部１４７は、測距情報として、原点Ｏから測距点Ｐ１までの距離と、原点Ｏから測距点Ｐ２までの距離とを取得する。

測長演算部１４７は、２つの測距点への照射方向を取得する（ステップＳ１２）。具体的には、測長演算部１４７は、測距点Ｐ１に対して照射系１１１が電磁波を照射した方向と、測距点Ｐ２に対して照射系１１１が電磁波を照射した方向とを、照射系１１１から取得する。

測長演算部１４７は、２つの測距点の座標を算出する（ステップＳ１３）。測長演算部１４７は、距離と方向とに基づいて、各測距点の座標を算出できる。

測長演算部１４７は、対象ｏｂの撮像画像においてサイズを測定する両端の２点（Ｐ１’、Ｐ２’）を検出する（ステップＳ１４）。具体的には、測長演算部１４７は、ＸＹ平面に沿う撮像面上に対象ｏｂの各点が位置すると仮定し、撮像面上において両端の２点を検出する。

測長演算部１４７は、撮像画像で検出した両端の２点への角度を算出する（ステップＳ１５）。具体的には、測長演算部１４７は、測距情報と、測距情報を取得した測距点の測距画像内におけるＸ座標又はＹ座標と、各点の撮像画像内におけるＸ座標又はＹ座標とに基づいて、両端の２点への角度を算出できる。

測長演算部１４７は、撮像画像で検出した両端の２点までの距離を算出する（ステップＳ１６）。具体的には、測長演算部１４７は、各点への角度と、各点に近い測距点のＺ座標とに基づいて、各点までの距離を算出する。

測長演算部１４７は、撮像画像で検出した両端の２点の空間座標を算出する（ステップＳ１７）。具体的には、測長演算部１４７は、各点までの距離と、各点への角度とに基づいて、各点の空間座標（Ｘ座標、Ｙ座標及びＺ座標）を算出する。

測長演算部１４７は、座標を算出した２点の間の長さを算出する（ステップＳ１８）。測長演算部１４７は、ステップＳ１８の手順の終了後、図１３のフローチャートの手順の実行を終了する。

（他の実施形態）
測長演算部１４７は、照射系１１１が電磁波を照射する照射軸１１１Ａの方向に沿って対象ｏｂの長さを測定することもできる。例えば、測長演算部１４７は、路面上に位置する車両を対象ｏｂとして、車両の上面側から電磁波を照射することによって、車両の高さを測定できる。

具体的には、測長演算部１４７は、対象ｏｂとして車両と、その車両が位置する路面とを撮影した画像を取得する。測長演算部１４７は、路面と推定される領域に位置する点を検出して測距情報を取得する。測長演算部１４７は、路面と推定される領域に位置する少なくとも２点の座標を測距情報に基づいて算出する。測長演算部１４７は、路面の座標に基づいて、路面の傾斜、及び、車両の下の路面の位置を算出する。測長演算部１４７は、車両の上面に位置する点の測距情報を取得し、路面の傾斜及び路面の位置の算出結果に基づいて、車両の高さを算出できる。

測長演算部１４７は、例えば図１４に示されるように、路面上に位置する車両を路面に対して平面視したときに路面と車両とを通る直線状に位置する複数の点の測距情報を取得してよい。測距情報を取得する点は、Ｙ軸に沿って並んでおり、Ｙ座標で特定される。また、その点におけるＺ座標と対応付けられることによって、その点の測距情報は、（ｙ（ｎ）,ｚ（ｎ））と表されるとする。ｎは、各点を識別するためのパラメータであり、自然数であるとする。

測距情報は、図１５に示されるように、ＹＺ平面にプロットされる。測長演算部１４７は、測距情報をプロットしたグラフに基づいて、路面の領域を推定してもよい。図１５において、路面の領域は、Ａ１及びＡ３で示される領域であると推定される。測長演算部１４７は、例えば、領域Ａ１に含まれる少なくとも１点の測距情報と、領域Ａ３に含まれる少なくとも１点の測距情報とに基づいて、路面を表す式ａｙ＋ｂｚ＋ｃ＝０の係数ａ、ｂ及びｃを算出することによって、路面の情報を特定できる。路面は、基準面とも称される。基準面としての路面を特定する情報は、第１測距情報に対応する。

測長演算部１４７は、図１５においてＡ２で示される、路面を表す式から外れる領域を車両の上面の領域であると推定できる。測長演算部１４７は、車両の上面の各点の座標と、路面を表す式とに基づいて、車両の上面の各点の路面からの距離を算出できる。測長演算部１４７は、算出した距離のうち最大の値を、車両の高さとして算出してよい。測長演算部１４７は、例えば以下の式（１５）に基づいて、車両の高さを算出してもよい。

ここで、Ｍａｘｎは、最大値を選択する関数である。式（１５）は、ＹＺ平面において各点の座標から路面を表す直線への距離のうち最大の値を選択することを意味している。

測長演算部１４７は、基準面としての路面から遠い側の端点を特定して端点の空間座標を特定し、端点の空間座標と基準面としての路面を表す式とに基づいて車両の高さを算出するともいえる。基準面としての路面から遠い側の端点を特定する情報は、第２測距情報に対応する。

測長演算部１４７は、路面を平面視する方向から対象ｏｂとしての車両を撮影した画像を取得し、画像に基づいて路面の領域と車両の領域とを判別してもよい。このようにすることで、路面を表す式の算出が容易になる。

測長演算部１４７は、図１６に例示されるフローチャートの手順を含むサイズ測定方法を実行してもよい。サイズ測定方法は、測長演算部１４７を構成するプロセッサに実行させるサイズ測定プログラムとして実現されてもよい。サイズ測定プログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてよい。

測長演算部１４７は、対象ｏｂの画像を取得する（ステップＳ２１）。具体的には、路面を平面視する方向から車両を撮影した画像を取得してよい。

測長演算部１４７は、対象ｏｂの画像から路面を検出して路面に含まれる少なくとも２点までの距離を測定する（ステップＳ２２）。路面に含まれる、距離を測定する対象となった点は、路面の測距点とも称される。

測長演算部１４７は、路面の測距点の座標を算出する（ステップＳ２３）。測長演算部１４７は、ステップＳ２２で少なくとも２点までの距離を測定しているので、少なくとも２つの測距点の座標を算出できる。

測長演算部１４７は、路面の傾きを算出する（ステップＳ２４）。具体的には、測長演算部１４７は、上述したように、路面を表す式ａｙ＋ｂｚ＋ｃ＝０の係数ａ、ｂ及びｃを算出してよい。路面の傾きは、ａとｂとの比に相当する。

測長演算部１４７は、対象ｏｂの画像から車両を検出して車両の上面に位置する点までの距離を測定する（ステップＳ２５）。車両の上面に位置する、距離を測定する対象となった点は、車両の測距点とも称される。

測長演算部１４７は、車両の測距点の座標を算出する（ステップＳ２６）。

測長演算部１４７は、車両の高さを算出する（ステップＳ２７）。具体的には、測長演算部１４７は、車両の測距点から路面を表す線までの距離を車両の高さとして算出できる。測長演算部１４７は、ステップＳ２７の手順の終了後、図１６のフローチャートの手順の実行を終了する。

（変形例）
本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び改変を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。

上記の実施形態において、電磁波検出装置１０は、上記のように、レーザー光を照射して、返ってくるまでの時間を直接測定するＤｉｒｅｃｔ ＴｏＦにより測距情報を作成する構成である。しかし、電磁波検出装置１０は、このような構成に限られない。例えば、電磁波検出装置１０は、放射状に（すなわち複数の方向に同時に）電磁波を一定の周期で照射し、照射された電磁波と返ってきた電磁波との位相差から、返ってくるまでの時間を間接的に測定するＦｌａｓｈ ＴｏＦにより測距情報を作成してよい。また、電磁波検出装置１０は、他のＴｏＦ方式、例えば、Ｐｈａｓｅｄ ＴｏＦにより測距情報を作成してよい。

上記の実施形態において、切替部１８は、作用面ａｓに入射する電磁波の進行方向を２方向に切替え可能であるが、２方向のいずれかへの切替えでなく、３以上の方向に切替え可能であってよい。

上記の実施形態の切替部１８において、第１の状態及び第２の状態は、作用面ａｓに入射する電磁波を、それぞれ、第３の方向ｄ３に反射する第１の反射状態、及び第４の方向ｄ４に反射する第２の反射状態であるが、他の態様であってよい。

例えば、第１の状態が、作用面ａｓに入射する電磁波を、透過させて第３の方向ｄ３に進行させる透過状態であってよい。上記の切替部１８に代わる別構成の切替部１８１は、さらに具体的には、切替素子毎に電磁波を第４の方向ｄ４に反射する反射面を有するシャッタを含んでいてよい。このような構成の切替部１８１においては、切替素子毎のシャッタを開閉することにより、第１の状態としての透過状態及び第２の状態としての反射状態を切替素子毎に切替え得る。

このような構成の切替部１８１として、例えば、開閉可能な複数のシャッタがアレイ状に配列されたＭＥＭＳシャッタを含む切替部が挙げられる。また、切替部１８１は、電磁波を反射する反射状態と電磁波を透過する透過状態とを液晶配向に応じて切替え可能な液晶シャッタを含む切替部が挙げられる。このような構成の切替部１８１においては、切替素子毎の液晶配向を切替えることにより、第１の状態としての透過状態及び第２の状態としての反射状態を切替素子毎に切替え得る。

また、電磁波検出装置１０において、受光系１１０がさらに第２の後段光学系及び第３の検出部を備えてよい。第２の後段光学系は、切替部１８から第４の方向ｄ４に設けられて、対象ｏｂの像を結像させる。第３の検出部は、切替部１８による第４の方向ｄ４に進行した後に第２の後段光学系を経由して進行する電磁波の経路上に設けられて、第４の方向ｄ４に進行した電磁波を検出する。

また、上記の実施形態において、電磁波検出装置１０は、第２の検出部１７がパッシブセンサであり、第１の検出部２０がアクティブセンサである構成を有する。しかし、電磁波検出装置１０は、このような構成に限られない。例えば、電磁波検出装置１０において、第２の検出部１７及び第１の検出部２０が共にアクティブセンサである構成でも、パッシブセンサである構成でも上記の実施形態と類似の効果が得られる。

画像情報取得部１４１、反射強度情報取得部１４２、照射制御部１４３、受光制御部１４４、演算部１４５及び対応情報算出部１４６の一部は、制御部１４に含まれるのでなく、制御部１４と別に設けられてよい。例えば、演算部１４５は、制御部１４から独立した制御装置として設けられてよい。

制御部１４に設けられた、画像情報取得部１４１、反射強度情報取得部１４２、又は対応情報算出部１４６等の各機能は、電磁波検出装置１０に含まれている必要はなく、別装置として設けられてよい。

上記の実施形態において、対象ｏｂのサイズを測定するために、２の点（Ｐ１とＰ２、Ｐ１’とＰ２’）を用いたが、これに限られない。３以上の点を用いてそれぞれの点の間の長さ
を求め、その和によって対象ｏｂのサイズを測定してもよい。対象ｏｂの形状が湾曲している等、２点間の直線では対象ｏｂの正確な長さを測定できない場合には、対象ｏｂの測定箇所に沿って３以上の点を設定してサイズの測定をしてもよい。

上記の実施形態において代表的な例を説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換が可能であることは当業者に明らかである。したがって、本開示は、上記の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形及び変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

また、本開示の解決手段を装置として説明してきたが、本開示は、これらを含む態様としても実現し得るものであり、また、これらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

１０ 電磁波検出装置
１２ 照射部
１３ 偏向部
１４ 制御部
１５ 入射部
１６ 分離部
１７ 第２の検出部
１８、１８１ 切替部
１９ 第１の後段光学系
２０ 第１の検出部
１１０ 受光系
１１１ 照射系
１４１ 画像情報取得部
１４２ 反射強度情報取得部
１４３ 照射制御部
１４４ 受光制御部
１４５ 演算部
１４６ 対応情報算出部
１４７ 測長演算部
ａｓ 作用面
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ 第１の方向、第２の方向、第３の方向、第４の方向
ｏｂ 対象

Claims (9)

1. 測定対象が存在する空間において２つの地点である第１地点と第２地点とを特定し、
   前記第１地点と前記第２地点との前記空間における位置を示す第１空間座標と第２空間座標とを、基準位置から前記第１地点と前記第２地点との各々までの距離に関する距離情報に基づき算出し、
   前記測定対象の画像に基づいて、２つの地点である第１端点と第２端点とを特定し、
   前記第１空間座標と前記第２空間座標とに基づいて、前記第１端点と前記第２端点との前記空間における位置を示す第１端点座標と第２端点座標とを算出し、
   前記第１端点座標と前記第２端点座標とに基づいて、前記第１端点と前記第２端点との間の距離を算出し、
   前記測定対象の画像における前記第１地点と前記第１端点との位置関係及び前記第２地点と前記第２端点との位置関係に基づいて、前記基準位置から前記第１端点及び前記第２端点の各々への方向に関する角度情報を取得し、
   前記第１端点座標と前記第２端点座標とを前記角度情報に基づいて算出する、
   測定装置。
2. 前記第１空間座標と前記第１端点座標との、前記空間上における奥行方向の位置は同一とする、請求項１に記載の測定装置。
3. 前記第１地点及び前記第２地点までの距離に関する情報を取得する測距部と、前記測定対象の画像を取得する撮像部とを有し、
   前記測距部と前記撮像部とは光軸を共有する、請求項１又は２に記載の測定装置。
4. 前記測距部の解像度は前記撮像部の解像度よりも低い、請求項３に記載の測定装置。
5. 前記測定対象の画像に基づき認識した識別情報と、前記第１端点と前記第２端点との間の距離を関連付けて記憶する、請求項２から４までのいずれか一項に記載の測定装置。
6. 前記第１地点及び前記第２地点までの距離に関する情報は、前記第１地点及び前記第２地点に対して照射部から照射した電磁波が前記測定対象で反射した反射波の受信によって取得される、請求項１から５までのいずれか一項に記載の測定装置。
7. 前記測定対象は、前記空間に存在する物体の一部である、請求項１から６までのいずれか一項に記載の測定装置。
8. 空間中の地点である第１地点に対して所定の照射角度で電磁波を照射する照射部と、
   前記照射部が照射した電磁波の反射波を検出する第１の検出部と、
   前記反射波に基づき、基準位置から前記第１地点までの距離である距離情報を測定する測距部と、
   前記空間からの電磁波を検出して前記空間の画像を取得する第２の検出部と、
   前記画像に含まれる地点の前記空間における位置を示す座標情報を、前記距離情報、前記照射角度、前記画像における前記第１地点の位置に基づき算出する制御部と
   を有し、
   前記制御部は、
   前記空間の画像における前記第１地点と前記空間の画像に基づいて特定される第１端点との位置関係に基づいて、前記基準位置から前記第１端点への方向に関する角度情報を取得し、
   前記第１端点の前記空間における位置を示す第１端点座標を前記角度情報に基づいて算出し、
   前記第１地点からの入射する電磁波のうち、前記第１の検出部に検出される前記反射波と前記第２の検出部に検出される電磁波とは光軸が一致している、測定装置。
9. 測定対象が存在する空間において２つの地点である第１地点と第２地点とを特定し、
   前記第１地点と前記第２地点との前記空間における位置を示す第１空間座標と第２空間座標とを、基準位置から前記第１地点と前記第２地点との各々までの距離に関する距離情報に基づき算出し、
   前記測定対象の画像に基づいて、２つの地点である第１端点と第２端点とを特定し、
   前記第１空間座標と前記第２空間座標とに基づいて、前記第１端点と前記第２端点との前記空間における位置を示す第１端点座標と第２端点座標とを算出し、
   前記第１端点座標と前記第２端点座標とに基づいて、前記第１端点と前記第２端点との間の距離を算出し、
   前記測定対象の画像における前記第１地点と前記第１端点との位置関係及び前記第２地点と前記第２端点との位置関係に基づいて、前記基準位置から前記第１端点及び前記第２端点の各々への方向に関する角度情報を取得し、
   前記第１端点座標と前記第２端点座標とを前記角度情報に基づいて算出する、
   測定方法。

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