JPH0735547A - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device

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JPH0735547A
JPH0735547A JP17866393A JP17866393A JPH0735547A JP H0735547 A JPH0735547 A JP H0735547A JP 17866393 A JP17866393 A JP 17866393A JP 17866393 A JP17866393 A JP 17866393A JP H0735547 A JPH0735547 A JP H0735547A
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JP
Japan
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distance
information
optical information
signal
detecting means
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JP17866393A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Tanaka
豊 田中
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ZERUBA KK
Original Assignee
ZERUBA KK
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Publication date
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a distance measuring device capable of quickly finding three-dimensional distance information. CONSTITUTION:A set of video camera at the prescribed distance is installed for photographing the image of a measured object, and a trigger circuit 12 is provided for obtaining a characteristic point where the rate of change of optical information is equal to or above the preset value, regarding information detected with each camera. In addition, a device is so constituted that a counter unit 13 counts a parallax as a scanning time difference, thereby obtaining information regarding a distance up to the measured object.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、汎用的な使い
方としての非接触距離・寸法・速度計測装置とか、生産
現場における物体の認識手段や、3次元習い加工機等の
センサとして好適に利用することができる3次元的な距
離情報を得るための距離測定装置に関する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable as, for example, a non-contact distance / dimension / speed measuring device for general use, an object recognizing means at a production site, and a sensor for a three-dimensional learning processing machine. The present invention relates to a distance measuring device for obtaining usable three-dimensional distance information.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記距離測定装置として、従来では、例
えば距離測定対象物に対してレーザ光等のスポット光を
投射して、その反射光を光源から設定距離だけ離れて設
置された受光装置により検出し、それから得られる信号
を三角測量の原理に基づいて処理して、測定対象物まで
の距離を演算する方法があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a distance measuring device, for example, a spot light such as a laser beam is projected on a distance measuring object, and the reflected light is provided by a light receiving device installed at a set distance from a light source. There has been a method of calculating the distance to the measurement object by detecting and processing the signal obtained from it based on the principle of triangulation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
造によるときは、強力な外部光が存在するような場合に
は、この外部光による雑音により検出精度が低下してし
まう欠点があるとともに、測定対象物における1点に対
する測定毎に演算処理が必要で、測定対象物に対して複
数箇所あるいは連続線上の距離を得る場合等において
は、レーザ光を高速で精度よく走査することが難しく、
又、処理時間が長くなり、高速応答を要する用途には利
用できない弊害があった。本発明は上記不具合点を解消
することを目的としている。
However, in the conventional structure described above, when strong external light is present, there is a drawback that the detection accuracy is deteriorated by the noise due to the external light, and the measurement is performed. It is necessary to perform arithmetic processing for each measurement of one point on the object, and it is difficult to scan the laser light at high speed with high accuracy when obtaining a plurality of points or distances on a continuous line with respect to the object to be measured,
In addition, the processing time becomes long, and there is an adverse effect that it cannot be used in applications requiring high-speed response. The present invention aims to eliminate the above-mentioned problems.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】第1発明の特徴構成は、
測定対象物からの光情報を検出する一対の光情報検出手
段を設定間隔をあけて設置するとともに、前記各光情報
検出手段の検出情報において、光情報の変化率が設定値
以上である特徴点を求める特徴点検出手段を備え、前記
特徴点検出手段により求められた夫々の検出情報におけ
る特徴点に基づいて、測定対象物までの距離情報を演算
する演算手段を備えてある点にある。
The features of the first invention are as follows:
A pair of optical information detecting means for detecting the optical information from the measurement object is installed at a set interval, and in the detection information of each of the optical information detecting means, the change rate of the optical information is a set value or more. It is characterized in that it is provided with a feature point detecting means for obtaining, and based on the feature points in the respective detection information obtained by the feature point detecting means, there is provided a computing means for computing the distance information to the measurement object.

【0005】第2発明の特徴構成は、前記各光情報検出
手段が、同期した状態で順次走査しながら測定対象物か
らの光情報を検出するものである点にある。
A characteristic configuration of the second invention is that each of the optical information detecting means detects the optical information from the object to be measured while sequentially scanning in a synchronized state.

【0006】第3発明の特徴構成は、前記演算手段は、
前記各光情報検出手段の検出情報における前記各特徴点
の走査時間差より測定対象物までの距離情報を演算する
ものである点にある。
According to a third aspect of the invention, the arithmetic means is
The point is that the distance information to the measurement object is calculated from the scanning time difference of each characteristic point in the detection information of each optical information detecting means.

【0007】第4発明の特徴構成は、前記光情報の変化
率を変更調節する調節手段を備えてある点にある。
A characteristic configuration of the fourth invention is that it is provided with an adjusting means for changing and adjusting the rate of change of the optical information.

【0008】[0008]

【作用】第1発明の特徴構成によると、測定対象物から
の光情報、例えば、自然外部光や特定照射光等に対する
測定対象物からの反射光の輝度情報又は色情報等の光情
報が、一対の光情報検出手段により検出されるが、各光
情報検出手段は設定間隔をあけて設置されているから夫
々の検出情報には視差が存在することとなる。そして、
各光情報検出手段により検出される測定対象物からの光
情報の変化率が設定値以上である特徴点、つまり、輝度
又は色等の光情報の変化率が大となる測定対象物の端縁
部分や屈曲部分等における特徴点を求める。ここで、各
検出情報における前記特徴点は測定対象物の物理的同一
点を示すこととなるが、各検出情報には上述した如き視
差が存在し、この視差に起因する各検出情報において特
定された各特徴点の偏差は、三角測量の原理に基づき測
定対象物までの距離に関連したものとなっている。そこ
で、前記各検出情報において特定された各特徴点の偏差
より測定対象物までの距離情報を演算手段によって求め
ることができるのである。
According to the characteristic configuration of the first invention, the light information from the measurement object, for example, the light information such as the brightness information or the color information of the reflected light from the measurement object with respect to natural external light or specific irradiation light, Although detected by a pair of optical information detecting means, since each optical information detecting means is installed at a set interval, each detected information has a parallax. And
A feature point where the rate of change of the light information from the measurement object detected by each light information detection means is equal to or greater than a set value, that is, the edge of the measurement object having a large rate of change of the light information such as brightness or color. Find the characteristic points in a portion, a bent portion, or the like. Here, the characteristic point in each detection information indicates the physical same point of the measurement object, but each detection information has the parallax as described above, and is specified in each detection information caused by this parallax. The deviation of each feature point is related to the distance to the measuring object based on the principle of triangulation. Therefore, the distance information to the object to be measured can be obtained by the calculating means from the deviation of each feature point specified in each detection information.

【0009】第2発明の特徴構成によると、各光情報検
出手段が、同期状態で順次走査しながら測定対象物から
の光情報を検出するので、視差のある光情報が順次的に
且つ同時的に検出することができる。
According to the characterizing feature of the second invention, since each optical information detecting means detects the optical information from the object to be measured while sequentially scanning in a synchronous state, the optical information having parallax is sequentially and simultaneously detected. Can be detected.

【0010】第3発明の特徴構成によると、光情報検出
手段の走査時間差より距離情報を演算するので、ほぼリ
アルタイムで距離情報を求めることができ、高速処理が
可能となる。
According to the characteristic construction of the third invention, since the distance information is calculated from the scanning time difference of the optical information detecting means, it is possible to obtain the distance information almost in real time, and high speed processing becomes possible.

【0011】第4発明の特徴構成によると、前記各特徴
点を求める際の基準となる光情報の変化率を、例えば外
部光の明るさや色調の違いに応じて変更調節すること
で、測定対象物に対する特徴点の検出精度が向上する。
According to the characteristic construction of the fourth aspect of the invention, the rate of change of the optical information serving as a reference for obtaining each of the characteristic points is changed and adjusted in accordance with, for example, the brightness or the color tone of the external light, so that the object to be measured can be measured. The detection accuracy of feature points on an object is improved.

【0012】[0012]

【発明の効果】第1発明の特徴構成によると、測定対象
物の連続的な光情報における特徴点に基づいて、左右の
光情報検出手段の視差を求める構成であるから、測定対
象物に対して複数箇所あるいは連続線上の距離を得る場
合であっても、各点毎に光検出及び演算制御を繰り返す
従来の方法に比較して、迅速に距離情報を得ることが可
能となった。
According to the characteristic constitution of the first invention, the parallax of the left and right optical information detecting means is obtained based on the characteristic points in the continuous optical information of the measuring object. Even when the distance is obtained at a plurality of points or on a continuous line, the distance information can be obtained more quickly than the conventional method in which the light detection and the arithmetic control are repeated at each point.

【0013】第2発明の特徴構成によると、前記各特徴
点の偏差を時間遅れ少なく求めることができ、迅速な制
御が可能となる。
According to the characteristic configuration of the second aspect of the invention, the deviation of each of the characteristic points can be obtained with a small time delay, and quick control is possible.

【0014】第3発明の特徴構成によると、距離情報の
演算を高速処理することが可能で、更に迅速な制御が行
える。
According to the characteristic construction of the third aspect of the invention, the calculation of the distance information can be processed at high speed, and more rapid control can be performed.

【0015】第4発明の特徴構成によると、外部光の変
化状況に応じて常に適切な特徴点検出基準に設定するこ
とができ、光情報の検出精度を向上させることができ
る。
According to the characteristic construction of the fourth aspect of the present invention, it is possible to always set an appropriate characteristic point detection reference according to the change situation of external light, and it is possible to improve the detection accuracy of optical information.

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図1
に示すように、測定対象物を撮影する2台のビデオカメ
ラ1,2〔光情報検出手段の一例〕を設定間隔をあけて
設置するとともに、これらのビデオカメラ1,2から出
力される映像信号を処理する信号処理装置3、この信号
処理装置3により出力される各種出力情報を映像として
出力する画像表示装置4及び各種出力情報を記録、処理
するパーソナルコンピュータ5の夫々を備えて本発明に
係る距離測定装置を構成する。
Embodiments will be described below with reference to the drawings. Figure 1
As shown in FIG. 2, two video cameras 1 and 2 [an example of optical information detecting means] for photographing the measurement object are installed with a set interval, and video signals output from these video cameras 1 and 2 are set. The present invention is provided with a signal processing device 3 for processing a signal, an image display device 4 for outputting various output information output by the signal processing device 3 as an image, and a personal computer 5 for recording and processing various output information. Configure a distance measuring device.

【0017】前記各ビデオカメラ1,2は、NTSC、
PAL、ハイビジョン等総ての規格のものと、CCD、
撮像管、赤外暗視カメラ、温度計測カメラ方式等総ての
方式のものが利用できるが、その光学軸が並行になるよ
うに設定間隔をあけて設置するとともに、両カメラ1,
2が完全同期状態で走査されるように構成される。
The video cameras 1 and 2 are NTSC,
All standards such as PAL and HDTV, CCD,
All types of cameras such as image pickup tubes, infrared night-vision cameras, temperature measurement cameras, etc. can be used, but they are installed at set intervals so that their optical axes are parallel, and both cameras 1,
2 are configured to be scanned in perfect synchronization.

【0018】前記信号処理装置3は、図2に示すよう
に、各部に対する信号処理の基準タイミングとなる10
MHzの基準クロックパルスを発生するクロック発生回
路6と、前記各ビデオカメラ1,2から入力される映像
信号及び1クロックパルス前後の映像信号の差分値信号
夫々を8ビットのデジタル信号に変換する一対のA/D
変換器7と、A/D変換器7からの出力信号を後述する
ように処理して複数種の信号を出力するカウンターモジ
ュール8と、複数種の信号のうちの指定信号を選択する
バスドライバ9と、デジタル信号をアナログ映像信号に
変換するD/A変換器10と、前記カウンターモジュー
ル8に対する各種の設定を行うキー入力装置11等を備
えて構成される。
As shown in FIG. 2, the signal processing device 3 has a reference timing 10 for signal processing for each unit.
A clock generation circuit 6 for generating a reference clock pulse of MHz, and a pair for converting the video signal input from each of the video cameras 1 and 2 and the differential value signal of the video signal before and after one clock pulse into an 8-bit digital signal. A / D
A converter 7, a counter module 8 that processes an output signal from the A / D converter 7 as described below and outputs a plurality of types of signals, and a bus driver 9 that selects a designated signal from the plurality of types of signals. And a D / A converter 10 for converting a digital signal into an analog video signal, a key input device 11 for performing various settings for the counter module 8, and the like.

【0019】2台のビデオカメラ1,2の映像信号から
視差を得る方法について説明すると、各ビデオカメラ
1,2の光学軸が並行に設定され且つ各映像信号は同期
走査されているので、対応する走査線上の各点での明る
さとそのクロック時間前後の差分値〔時間微分値〕を比
較して、その値が近ければ対応点〔特徴点〕であると見
做すのである。つまり、左右の画像中の対応する走査線
上の2点の明るさとその差分値を夫々、V1,V2,Δ
V1,ΔV2とし、明るさと差分値の許容範囲を夫々D
1,D2とすると、
The method of obtaining the parallax from the video signals of the two video cameras 1 and 2 will be explained. Since the optical axes of the video cameras 1 and 2 are set in parallel and the video signals are synchronously scanned, The brightness at each point on the scanning line is compared with the difference value [time differential value] before and after the clock time, and if the values are close, it is regarded as a corresponding point [feature point]. That is, the brightness of two points on the corresponding scanning lines in the left and right images and their difference values are V1, V2, and Δ, respectively.
Let V1 and ΔV2 be D and the allowable range of brightness and difference value, respectively.
Assuming 1, D2

【0020】[0020]

【数1】|V1−V2|≦D1[Formula 1] | V1-V2 | ≦ D1

【0021】[0021]

【数2】|ΔV1−ΔV2|≦D2 上記各式の条件を満たすとき、各点は同一点であると見
做す。画像中には特徴の無い部分が多く含まれているの
で、このような部分中の点の対応は正しくできないの
で、特徴の無い部分では上記したような対応点の探索は
せず、変化があるエッジ点だけ探索する。つまり、前記
ΔV1がトリガーレベルTLを越えたときのみ、その点
が特徴点であるとして、そのときのV1,ΔV1を記憶
し、ビデオカメラ2の信号V2,ΔV2が数1と数2の
条件を満足したときに、ビデオカメラ1の信号に対応し
たビデオカメラ2の対応点が見つかったことになる。そ
して、対応点が見つかると、2つの画像を重ねたときそ
の対応点間の距離が視差に相当する。尚、2つの画像を
重ね合わせると、右側に位置するビデオカメラの画像上
の点が常に左側に位置することになる。図4に示すよう
に、左右の画像中での対応点の座標を夫々、P1(x
R,y),P2(xL,y)とすると、視差ΔXは
[Formula 2] | ΔV1-ΔV2 | Since many uncharacterized parts are included in the image, the points in such parts cannot be correctly matched. Therefore, in the uncharacterized parts, there is a change without searching for the corresponding points as described above. Search only edge points. That is, only when the ΔV1 exceeds the trigger level TL, it is assumed that the point is a characteristic point, V1 and ΔV1 at that time are stored, and the signals V2 and ΔV2 of the video camera 2 satisfy the conditions of the expressions 1 and 2. When satisfied, the corresponding point of the video camera 2 corresponding to the signal of the video camera 1 is found. When the corresponding points are found, the distance between the corresponding points when the two images are superposed corresponds to the parallax. When the two images are superposed, the point on the image of the video camera located on the right side is always located on the left side. As shown in FIG. 4, the coordinates of the corresponding points in the left and right images are respectively P1 (x
R, y) and P2 (xL, y), the parallax ΔX is

【0022】[0022]

【数3】ΔX=xL−xR で表され、具体的には、各ビデオカメラの走査線上の時
間差に相当する。
[Expression 3] ΔX = xL−xR, which specifically corresponds to the time difference on the scanning line of each video camera.

【0023】次に、各ビデオカメラ1,2と距離測定対
象物との空間座標について説明する。図3に示すよう
に、点OR,OLに夫々左右のビデオカメラ1,2の焦
点を置き、夫々の光軸が同一平面上にあるようにビデオ
カメラ1,2を設置する。図中、破線は夫々の撮像視野
を表す。図4に示すカメラ座標において、画像の水平方
向及び垂直方向の幅を夫々、a,bとし、画像の縦横の
比(アスペクト比)をpとすると、
Next, the spatial coordinates between the video cameras 1 and 2 and the distance measuring object will be described. As shown in FIG. 3, the left and right video cameras 1 and 2 are respectively focused on the points OR and OL, and the video cameras 1 and 2 are installed so that their optical axes are on the same plane. In the figure, the broken lines represent the respective imaging fields of view. In the camera coordinates shown in FIG. 4, assuming that the horizontal and vertical widths of the image are a and b, respectively, and the aspect ratio of the image is p,

【0024】[0024]

【数4】b=p・a という関係がある。## EQU00004 ## There is a relationship of b = p.a.

【0025】又、空間座標で、距離Zにおける1つのビ
デオカメラの水平方向及び垂直方向の視野の広さを夫々
W,Hとし、前記各点OR,OL間の距離をd(定
数)、視野と距離の比をビデオカメラのズーム係数f
(定数)とすると、
In space coordinates, the widths of the visual fields of one video camera in the horizontal direction and the vertical direction at the distance Z are W and H, respectively, and the distance between the points OR and OL is d (constant), the visual field. And the ratio of distance to the zoom factor f of the video camera
(Constant),

【0026】[0026]

【数5】W=f・Z[Equation 5] W = f · Z

【0027】[0027]

【数6】H=p・W=p・f・Z という関係がある。そして、空間座標とカメラ座標で、
視野と画面の幅が対応し、前記距離dと視差ΔXが対応
するから、
[Formula 6] H = p · W = p · f · Z. And in space coordinates and camera coordinates,
Since the field of view corresponds to the width of the screen, and the distance d corresponds to the parallax ΔX,

【0028】[0028]

【数7】a/ΔX=W/d という関係が成り立つ。従って、上記数5及び数7より
対象点までの距離Zは、
## EQU00007 ## The relationship of a / .DELTA.X = W / d is established. Therefore, the distance Z to the target point from the above equations 5 and 7 is

【0029】[0029]

【数8】Z=d・a/f・ΔX となり、距離Zは視差ΔXに逆比例するといった簡単な
関係で表すことができる。又、X,Y方向の距離に関し
ては、
## EQU8 ## Z = d.a / f.ΔX, and the distance Z can be expressed by a simple relationship such that it is inversely proportional to the parallax ΔX. Also, regarding the distance in the X and Y directions,

【0030】[0030]

【数9】X=d・x/ΔX[Equation 9] X = d · x / ΔX

【0031】[0031]

【数10】Y=d・y/ΔY の関係がある。xは水平同期信号から特徴点までの水平
走査時間のカウントより、yは水平走査線番号の検出よ
り知られる。従って、特徴点の三次元位置(X,Y,
Z)を検出し、それらを三次元距離信号として出力する
ことができ、元の映像画像信号を併用することより、画
像中の任意の点の三次元位置を計測、表示することが可
能である。ビデオカメラの1水平走査期間は約63.5
マイクロ秒であり、この画像信号を10MHzのクロッ
ク毎にサンプリングするので、カメラ座標の水平方向の
最大座標は635カウントとなる。又、垂直方向の最大
座標は525カウントとする。
(10) There is a relation of Y = d · y / ΔY. x is known by counting the horizontal scanning time from the horizontal synchronizing signal to the feature point, and y is known by detecting the horizontal scanning line number. Therefore, the three-dimensional position (X, Y,
Z) can be detected and output as a three-dimensional distance signal, and by using the original video image signal together, the three-dimensional position of an arbitrary point in the image can be measured and displayed. . One horizontal scanning period of the video camera is about 63.5
Since this image signal is microseconds and this image signal is sampled at every 10 MHz clock, the maximum horizontal coordinate of the camera coordinate is 635 counts. The maximum vertical coordinate is 525 counts.

【0032】次に、前記カウンターモジュール8の詳細
構成と動作について説明する。前記カウンターモジュー
ル8は、右画像中に特徴点(前記トリガレベルTLより
も大である点)を検出するとトリガー作動するトリガー
回路12〔特徴点検出手段に相当する〕、トリガー作動
したときに右側画像のデータを記憶しておき、左側画像
の点を順に比較して対応点であると見做せば視差信号を
出力する複数のカウンターユニット13〔演算手段に相
当する〕、及び、対応取りに失敗したカウンターユニッ
ト13をリセットするリセット回路14の夫々を備えて
構成してある。更に詳述すると、トリガー回路12は、
図5に示すように、比較回路15において右側画像にお
いてトリガレベルTLよりも大きい変化がある場合に、
カウンタ回路16により順番にデコーダ回路17を介し
てカウンターユニット13にトリガー信号TRIGを与
えて起動させる。尚、次のカウンターユニット13がカ
ウント中で準備ができていなければ、準備信号READ
Yに基づいてマルチプレクサ18を介して所定信号OF
を出力する。
Next, the detailed structure and operation of the counter module 8 will be described. The counter module 8 has a trigger circuit 12 (corresponding to feature point detecting means) that triggers when a feature point (a point that is higher than the trigger level TL) is detected in the right image, and a right image when the trigger is activated. Data is stored, the points on the left image are compared in order, and if the corresponding points are regarded as corresponding points, a plurality of counter units 13 (corresponding to arithmetic means) that output parallax signals, and failure to take correspondence Each of the reset circuits 14 for resetting the counter unit 13 is provided. More specifically, the trigger circuit 12 is
As shown in FIG. 5, when the comparison circuit 15 has a change larger than the trigger level TL in the right image,
The counter circuit 16 sequentially supplies the trigger signal TRIG to the counter unit 13 via the decoder circuit 17 to activate it. If the next counter unit 13 is counting and is not ready, the preparation signal READ
Based on Y, a predetermined signal OF is transmitted via the multiplexer 18.
Is output.

【0033】各カウンターユニット13は、図6に示す
ように、トリガー信号TRIGを受けると、そのときの
右側画像の点のデータ〔明るさと差分値〕をフリップフ
ロップ19,20で記憶し、カウンター回路21で基準
クロックCLKのカウントを開始する。つまり、各特徴
点間の走査時間差をカウントする。そして、左側画像中
の点のデータを順次比較し、対応点を探す。このとき、
上記数1、数2を同時に満たしたときに対応したものと
する。2つの比較回路22,23においてこの比較をす
る。つまり、記憶した右側画像の点の明るさV1と変化
する左画像の点の明るさV2の差をとり、その値が設定
した前記D1の値より小さくなったときに一致したとす
る〔第一比較回路22〕。明るさの差分ΔV1−ΔV2
についても同様に前記D2と比較し〔第二比較回路2
3〕、明るさとその差分値の両方が一致したときに対応
したとして、アンド回路24を介して合致信号Matc
hを出力する。対応点が見つかったらカウント値、つま
り、対応点間の距離〔視差〕信号3Ddataを出力す
る。
When receiving the trigger signal TRIG, each counter unit 13 stores the data [brightness and difference value] of the point on the right image at that time in the flip-flops 19 and 20, and the counter circuit 13 At 21, the counting of the reference clock CLK is started. That is, the scanning time difference between each feature point is counted. Then, the data of the points in the left image are sequentially compared to search for corresponding points. At this time,
It is assumed that the above-mentioned formulas 1 and 2 are simultaneously satisfied. This comparison is made in the two comparison circuits 22 and 23. That is, it is assumed that the difference between the stored brightness V1 of the point on the right image and the changing brightness V2 of the point on the left image is taken, and when the value becomes smaller than the set value of D1, the values match. Comparison circuit 22]. Brightness difference ΔV1-ΔV2
Is also compared with the above D2 [second comparison circuit 2
3], the matching signal Matc via the AND circuit 24 is regarded as corresponding when both the brightness and the difference value thereof match.
Output h. When the corresponding points are found, the count value, that is, the distance [parallax] signal 3Ddata between the corresponding points is output.

【0034】リセット回路14は、図7に示すように、
エンコーダ25、カウンタ26、フリップフロップ2
7、デコーダ28を備え、対応取りに失敗したカウンタ
ーユニット13をリセットする。又、走査線の終わり毎
に全てのカウンターユニット13をリセットする。カウ
ンターユニット13は、トリガー回路12によって画像
の左の方の点から順番にあてがわれカウントを開始し、
画面左の点から順に対応取りができるはずである。画面
左の点よりも右側の点の方が先に対応取りするといった
逆の順になることはありえない。従って、ある点が対応
取りできた時にそれよりも左にあって対応のとれていな
い点は対応取りに失敗したことが分かる。図8の動作タ
イムチャートで説明すると、この図中横軸は時間〔ビデ
オカメラの水平座標〕、横軸上の点は特徴点、丸付き数
字はカウンターユニット13の番号を表す。又、上側が
右画像、下側が左画像中の走査線に対応する。この中で
のカウンターユニット13が対応取りに失敗した場合
を示している。
The reset circuit 14, as shown in FIG.
Encoder 25, counter 26, flip-flop 2
7. The counter unit 13 which is equipped with the decoder 28 and fails to take the correspondence is reset. In addition, all the counter units 13 are reset each time the scanning line ends. The counter unit 13 is sequentially applied from the point on the left side of the image by the trigger circuit 12 to start counting,
You should be able to correspond from the point on the left side of the screen. It is not possible that the points on the right side of the screen correspond to the points on the left side of the screen first, and vice versa. Therefore, when a certain point can be taken into correspondence, it can be seen that the point to the left of that point and which has not taken correspondence has failed to take correspondence. Explaining with the operation time chart of FIG. 8, the horizontal axis in this figure represents time [horizontal coordinates of the video camera], points on the horizontal axis represent characteristic points, and circled numbers represent numbers of the counter unit 13. The upper side corresponds to the scanning line in the right image and the lower side corresponds to the scanning line in the left image. The case where the counter unit 13 in this fails in correspondence is shown.

【0035】この装置には高速並列処理による多特徴点
検出機能を持たせている。即ち、複数のカウンターモジ
ュールを装備したことにより一水平走査期間中に多くの
特徴点が存在し、一つのカウンターでトリガがかかり対
応点の探索中である場合でも、別のカウンターでトリガ
をかける並列処理が可能である。更に、すでにリセット
されたカウンターは待機状態にあるから少ない枚数のカ
ウンターモジュールでも多くの特徴点と距離の検出に対
処することができる。
This device is provided with a multi-feature point detection function by high-speed parallel processing. In other words, by equipping multiple counter modules, there are many feature points in one horizontal scanning period, and even if one counter is triggering and searching for corresponding points, another counter is used to trigger in parallel. It can be processed. Further, since the counter that has already been reset is in the standby state, it is possible to deal with detection of many feature points and distances even with a small number of counter modules.

【0036】前記バスドライバー9は、左右の画像信
号、その差分信号、距離信号、特徴点画像の各種信号の
うちから選択信号に基づいて選択して出力する。距離信
号については最新の値をホールドしておく。
The bus driver 9 selects and outputs from the left and right image signals, their difference signals, distance signals, and various signals of the feature point image based on the selection signal. Hold the latest value for the distance signal.

【0037】前記D/A変換器10はデジタル信号をア
ナログ信号に変換して、画像表示装置4に出力する。画
像表示装置4は上記したようにして得られた距離信号を
映像として出力することができる。又、前記キー入力装
置11は、人為操作に基づいて前記トリガーレベルT
L、明るさと差分値の基準値D1,D2等を変更設定す
ることができる。従って、このキー入力装置11が光情
報の変化率の調節手段に相当する。パーソナルコンピュ
ータ5は、上記距離信号情報をメモリに記憶させる。
The D / A converter 10 converts a digital signal into an analog signal and outputs it to the image display device 4. The image display device 4 can output the distance signal obtained as described above as an image. In addition, the key input device 11 controls the trigger level T based on an artificial operation.
It is possible to change and set L, the reference values D1 and D2 of the brightness and the difference value, and the like. Therefore, the key input device 11 corresponds to a means for adjusting the rate of change of optical information. The personal computer 5 stores the distance signal information in the memory.

【0038】図9〜図11にこの距離測定装置における
本発明人によるシミュレーション結果を示す。図9は左
右のビデオカメラ1,2の画像中の走査線の画像データ
であり、左にずれている方が右側ビデオカメラの画像で
ある。尚、この図中縦軸は明るさ、横軸は水平座標であ
る。又、図10は基準クロック周波数を10MHzに設
定した場合の距離信号を示し、図11は基準クロック周
波数を5MHzに変更した場合の距離信号を示してい
る。この図中、縦軸は距離を表し図中で上側ほど距離が
近いことを示す。横軸は水平座標を表す。
9 to 11 show simulation results by the present inventor in this distance measuring device. FIG. 9 shows the image data of the scanning lines in the images of the left and right video cameras 1 and 2, and the one shifted to the left is the image of the right video camera. In the figure, the vertical axis represents brightness and the horizontal axis represents horizontal coordinates. 10 shows a distance signal when the reference clock frequency is set to 10 MHz, and FIG. 11 shows a distance signal when the reference clock frequency is changed to 5 MHz. In this figure, the vertical axis represents the distance, and the upper side in the figure indicates that the distance is shorter. The horizontal axis represents horizontal coordinates.

【0039】〔別実施例〕上記実施例では、画像の明る
さ、つまり、映像信号中の輝度信号を用いて制御を行っ
たが、これ以外にカラー映像信号において、R,G,B
の各色差信号も合わせて使用すると、更に精度が向上す
ることとなる。又、上記実施例では、光情報検出手段と
してビデオカメラを用いたが、本発明はこれに限らずハ
イビジョンカメラを使用した処理も可能であり、一対の
線状の光検出センサにより測定対象物における特定箇所
における線状の光情報を検出して処理することもでき
る。
[Other Embodiments] In the above embodiment, the control is performed by using the brightness of the image, that is, the luminance signal in the video signal, but in addition to this, in the color video signal, R, G, B are used.
If the respective color difference signals are also used together, the accuracy will be further improved. Further, in the above embodiment, the video camera is used as the light information detecting means, but the present invention is not limited to this, and processing using a high-definition camera is also possible, and a pair of linear light detecting sensors can be used to measure an object to be measured. It is also possible to detect and process linear light information at a specific location.

【0040】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
It should be noted that reference numerals are added to the claims for facilitating the comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configuration of the accompanying drawings by the entry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】距離測定装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a distance measuring device.

【図2】信号処理装置のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a signal processing device.

【図3】空間座標を示す図FIG. 3 is a diagram showing spatial coordinates

【図4】カメラ座標を示す図FIG. 4 is a diagram showing camera coordinates.

【図5】トリガー回路のブロック図FIG. 5 is a block diagram of a trigger circuit.

【図6】カウントユニットのブロック図FIG. 6 is a block diagram of a count unit.

【図7】リセット回路のブロック図FIG. 7 is a block diagram of a reset circuit.

【図8】動作タイミングチャートFIG. 8 is an operation timing chart.

【図9】画像データを示す図FIG. 9 is a diagram showing image data.

【図10】距離信号を示す図FIG. 10 is a diagram showing a distance signal.

【図11】距離信号を示す図FIG. 11 is a diagram showing a distance signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 光情報検出手段 11 調節手段 12 特徴点検出手段 13 演算手段 1, 2 Optical information detecting means 11 Adjusting means 12 Feature point detecting means 13 Computing means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象物からの光情報を検出する一対
の光情報検出手段(1),(2)を設定間隔をあけて設
置するとともに、 前記各光情報検出手段(1),(2)の検出情報におい
て、光情報の変化率が設定値以上である特徴点を求める
特徴点検出手段(12)を備え、 前記特徴点検出手段(12)により求められた夫々の検
出情報における特徴点に基づいて、測定対象物までの距
離情報を演算する演算手段(13)を備えてある距離測
定装置。
1. A pair of optical information detecting means (1), (2) for detecting optical information from an object to be measured are installed at set intervals, and each of the optical information detecting means (1), (2). ), A feature point detecting means (12) for obtaining a feature point having a change rate of optical information equal to or more than a set value is provided, and the feature point in each detection information obtained by the feature point detecting means (12). A distance measuring device provided with a calculating means (13) for calculating distance information to the object to be measured based on the above.
【請求項2】 前記各光情報検出手段(1),(2)
が、同期した状態で順次走査しながら測定対象物からの
光情報を検出するものである請求項1に記載の距離測定
装置。
2. The optical information detecting means (1), (2)
2. The distance measuring device according to claim 1, wherein the optical information from the measuring object is detected while sequentially scanning in a synchronized state.
【請求項3】 前記演算手段(13)は、前記各光情報
検出手段(1),(2)の検出情報における前記各特徴
点の走査時間差より測定対象物までの距離情報を演算す
るものである請求項2に記載の距離測定装置。
3. The calculation means (13) calculates distance information to a measurement object from the scanning time difference of each characteristic point in the detection information of each of the optical information detection means (1) and (2). The distance measuring device according to claim 2.
【請求項4】 前記光情報の変化率を変更調節する調節
手段(11)を備えてある請求項1〜3のいずれか一つ
に記載の距離測定装置。
4. The distance measuring device according to claim 1, further comprising adjusting means (11) for changing and adjusting the rate of change of the optical information.
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