JPH03195916A

JPH03195916A - 距離測定装置

Info

Publication number: JPH03195916A
Application number: JP1337890A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Kajiwara; 梶原　康也
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1991-08-27
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JP2527825B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、距離測定装置、特に自動車などの移動する
対象物までの距離を連続的に測定するのに好適な距離測
定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の距離測定装置として、例えば特公昭６３−４６３
６３号公報に開示されているようなものがある。第４図
はその一例の距離測定装置の構成を示している。第４図
において、ｌ、２は基線長しだけ離れた左右の光学系と
してのレンズ、３゜４はレンズ１．２の後方にその焦点
距離ｆだけ離れた夫々の位置に配置されたイメージセン
サ、５はレンズ１，２の前方でそのレンズ面からＲの距
離にある対象物である。６，７はイメージセンサ３．４
から夫々アナログ信号を入力してデジタル信号に変換す
るアナログ・デジタル変換器、８゜９はアナログ・デジ
タル変換器６．７から夫々デジタル信号を入力して記憶
するメモリ、１０はメモリ８，９にストアされた画像信
号を処理して対象物５までの距離を求めるマイクロプロ
セッサである。

次に動作について説明する。対象物５は夫々のレンズ１
，２によってイメージセンサ３，４上に結像される。イ
メージセンサ３，４から夫々出力されるアナログの画像
信号はアナログ・デジタル変換器６，７で夫々デジタル
信号に変換され、メモリ８，９にストアされる。マイク
ロプロセッサ１０は、メモリ８から、まず、イメージセ
ンサ３の左上端の画素に相当する画素信号を読み出し、
次にメモリ９から同様にイメージセンサ４の左上端の画
素に相当する画素信号を読み出し、その差の絶対値を演
算する。次に、マイクロプロセッサ１０は、その夫々の
その右隣の画素の画素信号を読み出し、上記と同様にそ
の差の絶対値を演算し、最初の値に累積する。マイクロ
プロセッサ１０は、この操作を順次にイメージセンサ３
，４の画面全体の画素について行い、その累積値を求め
第１の値とする。次に、マイクロプロセッサ１０は、上
記と同様にイメージセンサ３の左上端に相当する画素の
画素信号とイメージセンサ４の左上端がら１画素右の画
素に相当する画素信号をメモリ８゜９から夫々読み出し
、その差の絶対値を演算する。

このように、マイクロプロセッサ１０は、イメージセン
サ３の画像信号に対しイメージセンサ４の全体に１画素
右にずらした画像信号との差の絶対値を夫々の画像信号
で求めて、累積した値を求めて第２の値とする。このよ
うにマイクロプロセッサ１０は１画素ずつ順次に右にず
らした画素の画像信号の夫々の画素信号の差の絶対値を
とり、累積した値を順次に求める。この累積した値が最
小になる場合が、イメージセンサ３，４の各光軸からの
画像のずれ量を表わしている。このずれがｎ画素で、画
素のピンチをｐとすれば、画像のずれ量はｎｐであり、
これから対象物５迄の距ＨＲはれる。

〔発明が解決しようとする課題］従来の距離測定装置は以上のように構成されているので
、装置の光軸方向に存在する対象物までの距離しか測定
できず、従って、移動している対象物までの距離を測定
するには、その方向に装置の光軸を向けてやる必要があ
る。従来装置では、対象物の動きに応じて装置を動かし
てやる必要があり、安定的に距離測定ができないなどの
課題があった・この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、−旦対象物を定めるとこれが動いていても、撮
像系の視野内にある限り連続的にその対象物までの距離
を安定的に計測できる距離測定装置を得ることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段］この発明の距離測定装置は、左右一対の光学系により結
像される画像を検出するイメージセンサを有し、左右の
画像信号を比較し、そのずれを検出して三角測量の原理
で距離を測定する距離測定装置において、左右いずれか
一方の画像信号の特定部分にウィンドーを設定するウィ
ンドー設定手段と、所定の時間間隔で画像信号をサンプ
リングし、或る時刻の画像信号と次の時刻の画像信号と
を比較し、両画像信号が最も良く一致する部分で距離に
応じた新たなウィンドーを設定してウィンドー内の画像
信号を使用して距離を求める測定手段を設けたものであ
る。

〔作　用〕

この発明における距離測定装置は、対象物を含む広い視
野を画像化し、ウィンドー設定手段によりこの対象物の
画像にウィンドーを設定し、対象物が視野内に動いた時
に、測定手段により時々刻々対象物の画像の画像信号を
或る時刻と次の時刻で比較し、両画像信号が最も一致す
る領域に距離に応じた新たなウィンドーを設定し、この
ウィンドー内の画像信号を使用して左右の対応する画像
信号のずれを検出して次の時刻での対象物までの距離を
求めるので、対象物が視野内にある限りは光学系を移動
させずに移動する対象物までの距離を求めることができ
る。また距離に応じてウィンドー内正手段を変化させる
ので、背景や余分な信号の影響を受けにくく、より安定
して、正確な距離を測定できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による距離測定装置の構成
図であり、第１図において、符号１〜９は第４図に示し
た従来例の装置と同じ部分であるのでその説明を省略す
る。ＩＯＡはメモリ８．９内に格納されている画像信号
のデータ処理や表示制御を行うマイクロコンピュータ、
１１は画像を表示するデイスプレィで、マイクロコンピ
ュータ１０Ａによって制御される。１２はマイクロコン
ピュータＩＯＡに接続されウィンドーを形成するための
ウィンドー形成装置で、人が操作することにより、ウィ
ンドーの大きさ、位置をデイスプレィ１１の画面を見な
がら設定することができる。

次に第１図を参照してこの一実施例の動作について説明
する。今、イメージセンサ３による画像を第２図（ａ）
に示すようにデイスプレィ１１に表示したとすると、運
転者はウィンドー形成装置１２を操作してウィンドー１
３を形成する。このウィンドー信号はマイクロコンピュ
ータＩＯＡに読込まれてメモリ８のどの部分の画素信号
を距離演算の基準としての画素信号とすればよいかがわ
かる。

従って、比較するメモリ８．９の領域をマイクロコンピ
ュータＩＯＡが選択して左の基準画像信号に対して右の
画像信号を一画素ずつ順次シフトしながら、このシフト
毎に各画素毎の信号の差の絶対値の総和を演算していく
。このとき、演算に関与する領域は第２図（ａ）に示す
ように対象物５の画像を含む左のウィンドー１３に対し
て第２図（ｂ）に示すようにイメージセンサ４による右
の画像は対象物５の画像を含む画像比較領域１４が対応
する。

マイクロコンピュータＩＯＡは、上記のように、左、右
の画素の画像信号を比較し、その差信号の絶対値の総和
が最小となるときの画素のシフト量を求める。そのシフ
ト量をｎ画素、画素ピッチをｐとし、レンズ１．２の基
線長をし、レンズ１２の焦点距離をｆ、対象物５までの
距離をＲとすれば、Ｒは次式でマイクロコンピュータＩ
ＯＡにより求められる。

ｆ、Ｌ　− Ｐ次に、或る短かい時間経過した次の時刻では、対象物５
は移動しており、イメージセンサ３，４上で、その前の
サンプリング時刻とは違った位置に結像している。第３
図は最初の時刻’０＋次の時刻ｔ、で画像信号をサンプ
リングした時のウィンドー内の画像の比較を示したもの
である。マイクロコンピュータＩＯＡは、第３図（ａ）
に示すように時刻Ｌ０で設定したウィンドー１３を基準
の画像信号として、第３図（ｂ）に示すように時刻Ｌ１
でサンプリングした画像信号による画像の中で予め定め
た方法により限定した画像比較限定領域１６を順次１画
素ずつシフトさせながら各画素信号の差の絶対値の総和
を演算してゆく。マイクロコンピュータＩＯＡは、その
総和が最も小さくなった領域が、対象物５が移動した位
置であることを検知する。そこで、マイクロコンピュー
タ１０Ａ４よ、第３図（ｂ）に示すようにこの領域に新
しいウィンドー１５を設定する。

次にこのウィンドー１５の大きさをマイクロコンピュー
タＩＯＡがどのように定めるかについて説明する。時刻
ｔ、と時刻ｔ０とでは、時間間隔が短いので、対象物５
までの距離はほとんど変化していない。従って、ウィン
ドー１５の大きさを決める距離情報としては時刻ｔ０で
の値を使用することができる。そして、基準となるウィ
ンドーの大きさは追尾を開始した時刻ｔ８でウィンドー
形成装置１２の操作により設定されたウィンドーとなる
。この時の対象物５までの距離をＲ５とすれば、ｔ　＝
Ｌ　ｏでの対象物５までの距離Ｒ，では、画面の大きさ
は距離に反比例するので、−辺がＲｓ／　Ｒｏ倍のウィ
ンドーを設定すれば良い。

次に、第３図（Ｃ）に示すようなイメージセンサ４によ
る右の画像の限定された画像比較限定領域１７とで、第
３図（ｂ）のウィンドー１５内の画像信号を基準にして
、順次画素をシフトさせながら最も画像の一致が得られ
るシフト量で対象物５までの距離が得られる。この時、
時間をｔとしてｔ＝１、ではｔ＝ｔｏのときと対象物５
までの距離はほとんど変化しないことから、１＝１．で
距離を求めた領域の周辺のみを限定すれば良い。

なお、光学系としてのレンズ１．２を左右一対としたが
、これに限定するものではなく上下一対または斜め方向
に一対としてもよく、これは基線を水平にするか垂直に
するか、あるいは斜めにするかの問題であっていずれも
上記と同様の作用を得ることができる。また、イメージ
センサ３，４は左右別々のセンサとしであるが、１個の
センサの領域を左右に分割して使用しても良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば画像にウィンドーを設
定できるようにし、所定の時間間隔で画像信号をサンプ
リングし、或る時刻のウィンドー内の画像信号と、次の
時刻の画像信号を比較し、その両画像信号が最も良く一
致する部分に距離に応した大きさの新たなウィンドーを
設定し、ウィンドー内の画像信号を使って左右の対応す
る画像信号のずれを検出して次の時刻での距離を求める
ように構成したので、対象物との距離が変化してその画
像の大きさが変化しても、背景や余分な信号の影響を受
けたすせず、また、最初に設定したウィンドー内の対象
物の一部の画像信号が欠落することもほとんどなく、安
定して対象物を追尾し、距離を測定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による距離測定装置の構成
図、第２図はウィンドー内の画像を比較する説明図、第
３図は時刻ｔ＝ｔｏ　と次の時刻１＝１＋　との画像を
比較して新しいウィンドーを設定して左右の画像を比較
する説明図、第４図は従来の距離測定装置の構成図であ
る。図中、１，２・・・レンズ、３，４・・・イメージセン
サ、５・・・対象物、８，９・・・メモリ、ＩＯＡ・・
・マイクロコンピュータ、１２・・・ウィンドー形成装
置、１３．１５・・・ウィンドーなお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

実質的に左右一対の光学系によりイメージセンサ上に対
象物の光像を左右に形成し、上記イメージセンサからの
左右の画像信号を比較し、両画像のずれを電気的に検出
し、三角測量の原理で上記対象物までの距離を測定する
距離測定装置において、左右いずれか一方の画像信号の
特定部分にウインドーを設定するウインドー設定手段と
、所定の時間間隔で上記イメージセンサから画像信号を
サンプリングし、或る時刻のウインドー内の画像信号と
、次の時刻の画像信号とを比較し、その画像信号が最も
良く一致する領域で上記対象物までの距離に応じた大き
さの新たなウインドーを設定し、そのウインドー内の画
像信号を用いて左右の対応する画像信号のずれを検出し
て上記次の時刻での上記対象物までの距離を求める測定
手段を備えたことを特徴とする距離測定装置。