JPH09138125A - Distance measuring apparatus - Google Patents

Distance measuring apparatus

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Publication number
JPH09138125A
JPH09138125A JP7295390A JP29539095A JPH09138125A JP H09138125 A JPH09138125 A JP H09138125A JP 7295390 A JP7295390 A JP 7295390A JP 29539095 A JP29539095 A JP 29539095A JP H09138125 A JPH09138125 A JP H09138125A
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JP
Japan
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data
sensor data
sensor
correlation
pixels
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7295390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Kawajiri
和廣 川尻
Kiyotaka Sato
清隆 佐藤
Akio Izumi
晶雄 泉
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Fuji Electric Co Ltd
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fujifilm Microdevices Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distance measuring apparatus, which is not greatly affected by noises. SOLUTION: This apparatus has the following parts performing respective functions. Data input terminals receive the first and second sensor data outputted from the first and second optical sensors, which are constituted of a plurality of pixels. In sensor-data adding parts 5R and 5L, the first sensor data are received from the data input terminal, the sensor data of a plurality of neighboring pixels are added and the first add data are formed, the second sensor data are received from the input terminal, the sensor data of the same number of the neighboring pixels as in the case of the first added data are added and the second data are formed. A correlation operating means 7 operates the correlation degree of the first added data and the second added data. A measured- distance-value operating means 8 operates the measured distance value in correspondence with the result of the operation by the correlation operating means.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、測距装置に関し、
特に三角測距方式を用いた測距装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device,
In particular, it relates to a distance measuring device using a triangulation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図16(A)は、位相差検出型測距装置
の外光三角方式光学系を説明するための概略図である。
測距対象物133から発せられる光ビーム134B,1
34Rは、2つのレンズ131B,131Rを通して、
2組の光センサ132B,132R上に写し出される。
2. Description of the Related Art FIG. 16A is a schematic view for explaining an external light triangular optical system of a phase difference detection type distance measuring device.
Light beams 134B, 1 emitted from the distance measurement object 133
34R passes through two lenses 131B and 131R,
It is projected on the two sets of optical sensors 132B and 132R.

【0003】基準レンズ131Bを通る光ビーム134
Bは、基準光センサ132B上に結像され、測距対象物
133の像が写し出される。参照レンズ131Rを通る
光ビーム134Rは、参照光センサ132R上に結像さ
れ、測距対象物133の像が写し出される。測距対象物
133の像は、基準光センサ132B上と参照光センサ
132R上にそれぞれ写し出される。
Light beam 134 passing through reference lens 131B
B is imaged on the reference optical sensor 132B, and the image of the distance measurement object 133 is projected. The light beam 134R passing through the reference lens 131R is imaged on the reference light sensor 132R, and the image of the distance measurement object 133 is projected. The image of the distance measurement object 133 is projected on the reference light sensor 132B and the reference light sensor 132R, respectively.

【0004】測距対象物133がレンズ131から無限
遠に位置すれば、基準光センサ132B上に結像される
像と参照光センサ132R上に結像される像との間隔
は、レンズ131Bと131Rとの光軸間の距離である
基線長Bとなる。図に示すように測距対象物133がレ
ンズ131から距離Lだけ離れている場合には、基準光
センサ132B上に結像される像と参照光センサ132
R上に結像される像の間隔は、B+xの距離となる。つ
まり、基線長Bに加え位相差xの長さだけ離れて、光セ
ンサ132上に結像される。
If the distance measuring object 133 is located at infinity from the lens 131, the distance between the image formed on the standard light sensor 132B and the image formed on the reference light sensor 132R is equal to that of the lens 131B. The base line length B is the distance between the optical axis and 131R. As shown in the figure, when the distance measurement object 133 is separated from the lens 131 by the distance L, the image formed on the reference light sensor 132B and the reference light sensor 132 are formed.
The distance between the images formed on R is B + x. That is, an image is formed on the optical sensor 132 with a distance of the phase difference x in addition to the baseline length B.

【0005】レンズ・センサ間距離fは、レンズ131
から、測距対象物133の光像が写し出される光センサ
132の面までの長さである。測距距離Lは、測距対象
物133からレンズ131までの距離であり、この距離
が測距装置から測距対象物までの距離として測定され
る。
The distance f between the lens and the sensor is determined by the lens 131.
To the surface of the optical sensor 132 on which the optical image of the distance measurement object 133 is projected. The distance measuring distance L is the distance from the distance measuring object 133 to the lens 131, and this distance is measured as the distance from the distance measuring device to the distance measuring object.

【0006】図に示すように、測距対象物133が基準
レンズ131Bの光軸上にあるとする。この時参照レン
ズ131Rの光軸、測距対象物133から参照レンズ1
31Rの中心を通る光線、測距対象物133を含む物平
面、光センサ132上の像平面が作る2つの三角形は相
似となり、 L/B=f/x ・・・(1) の関係が成り立つ。
As shown in the figure, it is assumed that the distance measuring object 133 is on the optical axis of the reference lens 131B. At this time, the optical axis of the reference lens 131R, the reference lens 1
The two triangles formed by the ray passing through the center of 31R, the object plane including the distance measurement object 133, and the image plane on the optical sensor 132 are similar, and the relationship of L / B = f / x (1) holds. .

【0007】すなわち、図16(B)に示すように L=B・f/x ・・・(2) が成立する。That is, as shown in FIG. 16 (B), L = B · f / x (2) holds.

【0008】xをセンサピッチpの数nで表すと L=B・f/(n・p) ・・・(3) となる。When x is represented by the number n of sensor pitches p, L = B · f / (n · p) (3)

【0009】センサピッチpは、光センサを構成する複
数の受光素子の間隔であり、例えば20[μm]程度の
値をとる。この時は、分母はセンサピッチpの整数倍の
精度で表わされる。
The sensor pitch p is an interval between a plurality of light receiving elements forming an optical sensor, and takes a value of, for example, about 20 [μm]. At this time, the denominator is represented with an accuracy of an integral multiple of the sensor pitch p.

【0010】センサピッチpをさらに補間法を用いてk
分割して、その小区分でxを表したときi個に相当する
とすれば、x=i(p/k)となり、 L=B・f/(i/k)p ・・・(4) となる。つまり、補間法により分母をp/kの整数倍の
精度で表すことができ、式(3)よりも高精度の測距距
離Lが得られる。
The sensor pitch p is further converted into k by using an interpolation method.
When it is divided and when x is represented by the subdivision, it corresponds to i, x = i (p / k), and L = B · f / (i / k) p (4) Become. In other words, the denominator can be represented by the interpolation method with an accuracy that is an integral multiple of p / k, and the distance measurement distance L that is more accurate than Expression (3) is obtained.

【0011】次に、基準光センサ132B上の像と参照
光センサ132R上の像との位相差xを求めるために行
う相関演算について説明する。図17は、相関演算によ
る位相差検出を説明するための概念図である。
Next, the correlation calculation performed to obtain the phase difference x between the image on the standard light sensor 132B and the image on the reference light sensor 132R will be described. FIG. 17 is a conceptual diagram for explaining the phase difference detection by the correlation calculation.

【0012】図17(A)は、光センサ上に結像される
像を表す。光センサ132B,132Rは、フォトダイ
オードを1次元に複数個配置したラインセンサである。
光センサ132を構成するフォトダイオードの数は、光
センサ132上に結像される画像の画素数に相当する。
参照光センサ132Rの画素数は、基準光センサ132
Bの画素数に比べて同じかそれよりも多い。
FIG. 17A shows an image formed on the photosensor. The optical sensors 132B and 132R are line sensors in which a plurality of photodiodes are arranged one-dimensionally.
The number of photodiodes forming the photosensor 132 corresponds to the number of pixels of the image formed on the photosensor 132.
The number of pixels of the reference light sensor 132R is the standard light sensor 132R.
The number of pixels of B is equal to or more than that.

【0013】基準光センサ132Bには、基準レンズ1
31Bを介して測距対象物の画像が結像されている。ま
た、基準光センサ132Bと基線長水平方向に離された
参照光センサ132Rには、参照レンズ131Rを介し
て測距対象物の画像が結像されている。
The reference optical sensor 132B includes a reference lens 1
An image of the object for distance measurement is formed via 31B. An image of the object to be measured is formed on the reference light sensor 132R separated from the reference light sensor 132B in the horizontal direction of the base line via the reference lens 131R.

【0014】測距対象物が無限遠位置にあるときは、基
準光センサ132Bと参照光センサ132Rの対応する
フォトダイオードの受光素子には同一の画像が結像され
る。測距対象物が無限遠位置になければ、光センサ13
2B,132R上の画像は水平方向に変位する。すなわ
ち、測距対象物が近付けば画像間の距離は広がり、測距
対象物が遠ざかれば画像間の距離は近付く。この画像間
の距離の変動を検出するために、参照光センサ132R
は基準光センサ132Bよりも画素数が多く設定されて
いる場合が多い。
When the object to be measured is at the infinity position, the same image is formed on the light receiving elements of the photodiodes corresponding to the standard light sensor 132B and the reference light sensor 132R. If the object to be measured is not at infinity, the optical sensor 13
The images on 2B and 132R are displaced in the horizontal direction. That is, the distance between the images increases as the object to be measured approaches, and the distance between the images decreases as the object to measure distance increases. In order to detect the variation in the distance between the images, the reference light sensor 132R
In many cases, the number of pixels is set to be larger than that of the reference light sensor 132B.

【0015】基準光センサ132B上の画像と参照光セ
ンサ132R上の画像間の距離の変動を検出するため
に、相関演算による位相差検出法が用いられている。相
関演算による位相差検出は、次式(5)に基づく演算に
より光センサ132B,132R上の一対の結像の相関
値S(n)を求め、相関値が最小となるまでのこれらの
結像の相対移動値(位相差)を求める。
In order to detect the variation in the distance between the image on the standard light sensor 132B and the image on the reference light sensor 132R, a phase difference detection method by a correlation calculation is used. In the phase difference detection by the correlation calculation, the correlation value S (n) of the pair of image formations on the optical sensors 132B and 132R is obtained by the calculation based on the following equation (5), and these image formations are performed until the correlation value becomes the minimum. The relative movement value (phase difference) of is calculated.

【0016】 S(m)=Σ(k=1〜i)|B(k)−R(k+m)| ‥‥(5) ただし、Σ(k=1〜i)はkが1からiまでの関数の
和を表す。kは基準光センサ132B内の画素を指定す
る。また、mはたとえば−6から6までの整数で、参照
光センサ内の上記の相対移動量を示す。
S (m) = Σ (k = 1 to i) | B (k) −R (k + m) | (5) where Σ (k = 1 to i) is k from 1 to i Represents the sum of functions. k designates a pixel in the reference light sensor 132B. Further, m is, for example, an integer from −6 to 6 and indicates the relative movement amount in the reference light sensor.

【0017】B(k)は基準光センサ132Bの各画素
より時系列的に出力される電気信号であり、R(k+
m)は参照光センサ132Rの画素より時系列的に出力
される電気信号である。
B (k) is an electric signal output from each pixel of the reference photosensor 132B in time series, and R (k +)
m) is an electric signal output from the pixel of the reference light sensor 132R in time series.

【0018】図17(B)は、画素シフト量と相関値の
関係を示す。画素シフト量mを−6から6まで順次変化
させる毎に上記式(5)の演算を行えば、図に示すよう
な相関値S(−6)、S(−5)、・・・、S(6)が
得られる。例えば、相関値S(0)が最小値となる場合
に測距対象物までの距離が所定の値になるようにあらか
じめ設定しておく。これよりずれた位置での相関値が最
小値となれば、そのずれ量によって測距対象物の所定位
置からのずれ、すなわち測距対象物までの距離を検出す
ることができる。
FIG. 17B shows the relationship between the pixel shift amount and the correlation value. If the calculation of the above equation (5) is performed every time the pixel shift amount m is changed from −6 to 6, the correlation values S (−6), S (−5), ... (6) is obtained. For example, when the correlation value S (0) is the minimum value, the distance to the object to be measured is set in advance to a predetermined value. When the correlation value at the position deviated from this is the minimum value, the deviation of the object to be measured from the predetermined position, that is, the distance to the object to be measured can be detected by the amount of deviation.

【0019】ところで、基準光センサ132B、参照光
センサ132Rの受光素子は、例えば20[μm]のピ
ッチで配置されている。相関値は画像面において20
[μm]を単位としたシフト距離毎に演算される。測距
対象物までの距離が、受光素子のピッチの中間位置に相
当するときは、図の破線で示すように相関値の極値の右
側の相関値と左側の相関値の値が異なるようになる。こ
のような場合、補間演算を行うことによってピッチ間隔
で決まる解像度以上の解像度を得ることができる。
By the way, the light receiving elements of the standard light sensor 132B and the reference light sensor 132R are arranged at a pitch of 20 [μm], for example. The correlation value is 20 on the image plane.
It is calculated for each shift distance in units of [μm]. When the distance to the object to be measured corresponds to the middle position of the pitch of the light receiving element, make sure that the correlation value on the right side of the extreme value of the correlation value and the correlation value on the left side are different as shown by the broken line in the figure. Become. In such a case, it is possible to obtain a resolution higher than the resolution determined by the pitch interval by performing the interpolation calculation.

【0020】図17(C)は、3点補間の方法を説明す
るための概略図である。極小の相関値の得られた位置を
x2とし、その両側のサンプル位置をx1、x3とす
る。実際に演算で得られた相関値を黒丸で示す。図で示
すように、x3における相関値y3がx1における相関
値y1より低い場合、真の極小値はx2からx3に幾分
進んだところに存在すると考えられる。
FIG. 17C is a schematic diagram for explaining the three-point interpolation method. The position where the minimum correlation value is obtained is defined as x2, and the sample positions on both sides thereof are defined as x1 and x3. The correlation value actually obtained by calculation is shown by a black circle. As shown in the figure, when the correlation value y3 at x3 is lower than the correlation value y1 at x1, it is considered that the true minimum value exists somewhere in advance from x2 to x3.

【0021】もし、極小値が正確にx2の位置にある場
合、相関値曲線は破線g1で示すようにx2で折れ曲が
り、左右対称に立ち上がるとすれば、x3における相関
値y3aはx1における相関値y1と等しくなる。
If the minimum value is exactly at the position of x2, the correlation value curve is bent at x2 as shown by the broken line g1 and rises symmetrically, the correlation value y3a at x3 is the correlation value y1 at x1. Is equal to

【0022】一方、x2とx3の中点が真の最小相関値
の位置であるとすれば、相関値曲線は破線g2で示すよ
うにx2とx3の中点で折れ曲がり、x2における相関
値y2とx3における相関値y3bは等しくなる。図に
示すように、これら2つの場合における相関値の差(y
3a−y3b)はx1とx2の間の相関値の差(y1−
y2)に等しい。すなわち、半ピッチ進むことによって
1単位の相関値が変化する。そこで、実際に演算で得ら
れた相関値が上に述べた2つの場合のどの中間位置にあ
るかを調べることにより、真の相関値最小の位置を得る
ことができる。x2からのずれ量dは、隣接するサンプ
ル点間の距離を1としたとき、 d=(y1−y3)/2(y1−y2) ・・・(6) で与えられる。
On the other hand, if the midpoint of x2 and x3 is the position of the true minimum correlation value, the correlation value curve is bent at the midpoint of x2 and x3 as shown by the broken line g2, and the correlation value y2 at x2 becomes The correlation value y3b at x3 becomes equal. As shown in the figure, the difference (y
3a-y3b) is the difference in correlation value between x1 and x2 (y1-
equal to y2). That is, the correlation value of one unit changes as the pitch advances by half a pitch. Therefore, the true correlation value minimum position can be obtained by checking which intermediate position of the above-mentioned two cases the correlation value actually obtained by the calculation is. The shift amount d from x2 is given by d = (y1-y3) / 2 (y1-y2) (6) when the distance between adjacent sample points is 1.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】測距値を求めるには、
式(5)の相関演算を行う。相関値は、各画素における
基準センサデータと参照センサデータの差の絶対値を求
め、その絶対値を各画素について積算した値である。セ
ンサデータにノイズが含まれている場合には、ノイズも
積算される。
To obtain the distance measurement value,
The correlation calculation of Expression (5) is performed. The correlation value is a value obtained by obtaining the absolute value of the difference between the standard sensor data and the reference sensor data in each pixel and integrating the absolute value for each pixel. When the sensor data contains noise, the noise is also integrated.

【0024】相関演算は、基準センサデータと参照セン
サデータとの差を取るので、ノイズがホワイトノイズで
ある場合には、ノイズが打ち消され、相関値はノイズの
影響を受けない。
Since the correlation calculation takes the difference between the standard sensor data and the reference sensor data, when the noise is white noise, the noise is canceled and the correlation value is not affected by the noise.

【0025】しかし、ノイズがクロックノイズである場
合には、相関値がノイズの影響を受けることがある。ク
ロックノイズは、センサデータの転送クロックにより、
生じるノイズである。光センサからセンサデータを取り
込む際には、転送クロックを用いる。
However, when the noise is clock noise, the correlation value may be affected by the noise. The clock noise is due to the sensor data transfer clock.
This is the noise that occurs. A transfer clock is used when capturing sensor data from the optical sensor.

【0026】クロックノイズは、例えば、ケーブルまた
は回路上でセンサデータの信号線と転送クロックの信号
線とが影響し合い発生すると考えられる。クロックノイ
ズは、クロック周波数に依存して、センサデータにのる
定常ノイズである。クロックノイズがセンサデータに対
して2の倍数の周期を持つ場合、相関演算を行うと、画
素シフトを行う関係上ノイズの位相が合うことがある。
It is considered that the clock noise is generated by, for example, the signal line of the sensor data and the signal line of the transfer clock affecting each other on the cable or the circuit. The clock noise is stationary noise that is present in the sensor data depending on the clock frequency. When the clock noise has a cycle that is a multiple of 2 with respect to the sensor data, the phase of the noise may match due to the pixel shift when the correlation calculation is performed.

【0027】つまり、画素シフトの量によって、相関値
にノイズが大きく反映されたり、ほとんど反映されなか
ったりする。これにより、相関値曲線が崩れてしまい、
正しい位相差が得られない。
That is, depending on the amount of pixel shift, noise may be reflected largely or hardly in the correlation value. This causes the correlation curve to collapse,
The correct phase difference cannot be obtained.

【0028】本発明の目的は、ノイズに強い測距装置を
提供することである。
An object of the present invention is to provide a distance measuring device that is resistant to noise.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明の測距装置は、そ
れぞれ複数画素によって構成される第1および第2の光
センサが出力する第1および第2のセンサデータを受け
取るデータ入力端子と、データ入力端子より第1のセン
サデータを受け、隣接する複数の画素のセンサデータを
加算して第1の加算データを生成し、データ入力端子よ
り第2のセンサデータを受け、該第1の加算データの場
合と同じ数の隣接する画素のセンサデータを加算して第
2の加算データを生成するセンサデータ加算部と、第1
の加算データと第2の加算データとの相関度を演算する
相関演算手段と、相関演算手段による演算結果に応じて
測距値を演算する測距値演算手段とを有する。
A distance measuring device of the present invention includes a data input terminal for receiving first and second sensor data output from first and second photosensors each of which is composed of a plurality of pixels. The first sensor data is received from the data input terminal, the sensor data of a plurality of adjacent pixels are added to generate first addition data, the second sensor data is received from the data input terminal, and the first addition is performed. A sensor data adding unit that adds sensor data of the same number of adjacent pixels as in the case of data to generate second added data;
Correlation calculation means for calculating the correlation degree between the addition data and the second addition data, and distance measurement value calculation means for calculating the distance measurement value according to the calculation result by the correlation calculation means.

【0030】隣接する画素のセンサデータを加算した加
算データについて、相関演算を行うことにより、ローパ
スフィルタの役目を果たし、ノイズの影響を除去するこ
とができる。ノイズの影響を除去し、適正な測距値を求
めることができる。
By performing a correlation operation on the added data obtained by adding the sensor data of the adjacent pixels, the function of a low-pass filter can be achieved and the influence of noise can be removed. It is possible to remove the influence of noise and obtain an appropriate distance measurement value.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施例による測
距装置の機能を説明するための図である。センサユニッ
トは、右センサユニット1Rと左センサユニット1Lか
らなる。右センサユニット1Rは、右用レンズ2Rと2
次元光センサ3Rを有する。左センサユニット1Lは、
左用レンズ2Lと2次元光センサ3Lを有する。光セン
サ3R,3Lは、それぞれレンズ2R,2Lを介して入
射される光の量を画素毎に電気信号に変換する。
1 is a diagram for explaining the function of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention. The sensor unit includes a right sensor unit 1R and a left sensor unit 1L. The right sensor unit 1R includes right lenses 2R and 2R.
It has a three-dimensional optical sensor 3R. The left sensor unit 1L is
It has a left lens 2L and a two-dimensional optical sensor 3L. The optical sensors 3R and 3L convert the amount of light incident through the lenses 2R and 2L into electric signals for each pixel.

【0032】右センサデータ取り込み部4Rは、光セン
サ3Rにより生成される電気信号を取り込み、右センサ
データDRとして出力する。左センサデータ取り込み部
4Lは、光センサ3Lにより生成される電気信号を取り
込み、左センサデータDLとして出力する。
The right sensor data fetching section 4R fetches an electric signal generated by the optical sensor 3R and outputs it as right sensor data DR. The left sensor data capturing unit 4L captures the electric signal generated by the optical sensor 3L and outputs it as the left sensor data DL.

【0033】例えば、センサデータDR,DLは、転送
クロックに同期して取り込まれる。その際、転送クロッ
クの影響で、センサデータDR,DLにはクロックノイ
ズが発生しやすい。
For example, the sensor data DR and DL are fetched in synchronization with the transfer clock. At that time, due to the influence of the transfer clock, clock noise is likely to occur in the sensor data DR and DL.

【0034】なお、クロックノイズが発生するのは、セ
ンサデータDR,DLを取り込む際に限らない。センサ
データの信号線とクロック信号の信号線が隣接していれ
ば、クロックノイズが発生する可能性がある。より具体
的には、後に回路構成を説明しながら示す。
The clock noise is generated not only when the sensor data DR and DL are fetched. If the sensor data signal line and the clock signal signal line are adjacent to each other, clock noise may occur. More specifically, the circuit configuration will be described later.

【0035】水平加算処理部5R,5Lは、2次元画素
のセンサデータについて、1ライン単位で水平加算処理
を行う。水平加算処理部5Rは、右センサデータDRに
ついてラインセンサの水平方向に隣接する4画素を加算
し、水平加算データDR’を生成する。次に、1画素分
シフトして1つ隣の水平4画素のデータDRを加算し、
次の画素の水平加算データDR’を生成する。
The horizontal addition processing units 5R and 5L perform horizontal addition processing on the sensor data of the two-dimensional pixels on a line-by-line basis. The horizontal addition processing unit 5R adds four pixels adjacent to the right sensor data DR in the horizontal direction of the line sensor to generate horizontal addition data DR ′. Next, shift by one pixel and add the data DR of the next horizontal 4 pixels,
Horizontal addition data DR ′ of the next pixel is generated.

【0036】図2に、センサデータDR(j)を基に水
平加算データDR’(j)を生成する方法を示す。セン
サデータDR(j)は、第j画素のセンサデータを示
す。水平加算データDR’(1),DR’(2)は、隣
接する4画素のセンサデータを加算したデータであり、
それぞれ次式により求められる。
FIG. 2 shows a method of generating horizontal addition data DR '(j) based on the sensor data DR (j). The sensor data DR (j) indicates the sensor data of the j-th pixel. The horizontal addition data DR ′ (1) and DR ′ (2) are data obtained by adding sensor data of four adjacent pixels,
Each is calculated by the following equation.

【0037】DR’(1)=DR(1)+DR(2)+
DR(3)+DR(4) DR’(2)=DR(2)+DR(3)+DR(4)+
DR(5) 水平加算データDR’(j)は、次式により求められ
る。
DR '(1) = DR (1) + DR (2) +
DR (3) + DR (4) DR '(2) = DR (2) + DR (3) + DR (4) +
DR (5) Horizontal addition data DR '(j) is obtained by the following equation.

【0038】 DR’(j)=DR(j)+DR(j+1)+DR(j+2)+DR(j+3 ) ・・・(7) 同様に、水平加算処理部5Lは、左センサデータDLに
ついてラインセンサの水平方向に隣接する4画素を加算
し、水平加算データDL’を生成する。
DR ′ (j) = DR (j) + DR (j + 1) + DR (j + 2) + DR (j + 3) (7) Similarly, the horizontal addition processing unit 5L determines the horizontal of the line sensor for the left sensor data DL. Four pixels adjacent in the direction are added to generate horizontal addition data DL '.

【0039】水平加算データDR’,DL’は、水平4
画素を加算するため、2画素または4画素の周期を持つ
ノイズを和らげる。水平加算処理部5R,5Lは、ロー
パスフィルタの役割を果たす。水平加算は、4画素に限
らない。ノイズの周期の整数倍の画素を加算すればよ
い。
The horizontal addition data DR 'and DL' are horizontal 4
Since pixels are added, noise having a cycle of 2 pixels or 4 pixels is softened. The horizontal addition processing units 5R and 5L function as low pass filters. Horizontal addition is not limited to 4 pixels. It suffices to add pixels that are integer multiples of the noise period.

【0040】図1において、相関演算部7は、水平加算
データDR’とDL’との間の相関値を求める。相関値
S(m)は、 S(m)=Σ(k=1〜i)|DR’(k)−DL’(m+k)| ・・・ (8) により、求めることができる。つまり、相関値S(m)
は、シフト数mに対してkを1からiまで変化させ、各
kでのDR’とDL’の差の絶対値を加算することによ
って求める。
In FIG. 1, the correlation calculator 7 obtains the correlation value between the horizontal addition data DR 'and DL'. The correlation value S (m) can be obtained by S (m) = Σ (k = 1 to i) | DR ′ (k) −DL ′ (m + k) | (8) That is, the correlation value S (m)
Is calculated by changing k from 1 to i with respect to the shift number m and adding the absolute values of the differences between DR ′ and DL ′ at each k.

【0041】その後、相関値S(m)の中で、最小の相
関値S(m)を求め、そのときのシフト数mを求める。
その後、式(6)による3点補間を行い、高精度のシフ
ト数(位相差)を求める。
After that, the minimum correlation value S (m) among the correlation values S (m) is calculated, and the shift number m at that time is calculated.
After that, three-point interpolation according to the equation (6) is performed to obtain a highly accurate shift number (phase difference).

【0042】測距値演算部8は、相関演算部7で求めた
位相差を基に、式(4)により測距値Lを求め、出力す
る。図3は、センサデータDR,DLの具体例を示す。
横軸は画素位置であり、縦軸はセンサデータである。セ
ンサデータは、本来2次元データであるが、処理はライ
ンデータ毎に行うので、以下、ラインデータについて説
明する。
The distance measurement value calculation unit 8 calculates the distance measurement value L by the equation (4) based on the phase difference calculated by the correlation calculation unit 7, and outputs it. FIG. 3 shows a specific example of the sensor data DR, DL.
The horizontal axis is the pixel position, and the vertical axis is the sensor data. The sensor data is originally two-dimensional data, but since the processing is performed for each line data, the line data will be described below.

【0043】センサデータDRは、右センサデータ取り
込み部4Rから出力される右センサデータである。セン
サデータDLは、左センサデータ取り込み部4Lから出
力される左センサデータである。センサデータDR,D
Lは、高周波のクロックノイズを含む。右センサデータ
DRと左センサデータDLのずれ量(位相差)は、dで
ある。右センサのある画素のデータa1は、左センサに
おいてはdだけずれ、a2として取り込まれる。ただ
し、クロックノイズが重畳される。
The sensor data DR is right sensor data output from the right sensor data fetching section 4R. The sensor data DL is left sensor data output from the left sensor data acquisition unit 4L. Sensor data DR, D
L includes high frequency clock noise. The shift amount (phase difference) between the right sensor data DR and the left sensor data DL is d. The data a1 of the pixel with the right sensor is shifted by d in the left sensor and is captured as a2. However, clock noise is superimposed.

【0044】図4は、水平加算データDR’,DL’の
具体例を示す。横軸は画素位置であり、縦軸は水平加算
データである。水平加算データDR’は、図3の右セン
サデータDRの水平4画素を加算したデータである。水
平加算データDL’は、図3の左センサデータDLの水
平4画素を加算したデータである。水平加算データD
R’,DL’は、センサデータに比べ、クロックノイズ
が緩和される。水平加算データDRとDLのずれ量(位
相差)は、図3のセンサデータDR,DLの場合と同
様、dである。右センサデータa1の画素に対応する水
平加算データa1’は、左センサデータa2の画素に対
応する水平加算データa2’に対して、dだけずれる。
FIG. 4 shows a specific example of the horizontal addition data DR ', DL'. The horizontal axis is the pixel position, and the vertical axis is the horizontal addition data. The horizontal addition data DR ′ is data obtained by adding the horizontal 4 pixels of the right sensor data DR of FIG. The horizontal addition data DL ′ is data obtained by adding the horizontal 4 pixels of the left sensor data DL in FIG. Horizontal addition data D
Clock noises of R ′ and DL ′ are relaxed as compared with sensor data. The shift amount (phase difference) between the horizontal addition data DR and DL is d, as in the case of the sensor data DR and DL in FIG. The horizontal addition data a1 ′ corresponding to the pixel of the right sensor data a1 is deviated from the horizontal addition data a2 ′ corresponding to the pixel of the left sensor data a2 by d.

【0045】次に、センサデータの加算原理について説
明する。右センサデータDRと左センサデータDLの間
における相関演算を行えば、正しい位相差dが得られる
ことは、図17(A)〜(C)で示した通りである。本
実施例では、それに代わり、水平加算データDR’とD
L’との間における相関演算を行うことを示した。この
場合においても、正しい位相差dが得られることを説明
する。つまり、センサデータの加算を行ったデータD
R’とDL’の間においても、位相差dが保存される。
Next, the principle of addition of sensor data will be described. As shown in FIGS. 17A to 17C, the correct phase difference d can be obtained by performing the correlation calculation between the right sensor data DR and the left sensor data DL. In the present embodiment, instead of this, horizontal addition data DR ′ and D
It was shown that the correlation calculation with L'is performed. It will be described that the correct phase difference d can be obtained even in this case. That is, the data D obtained by adding the sensor data
The phase difference d is preserved between R ′ and DL ′.

【0046】以上は、4画素について水平加算を行う場
合について述べたが、説明の簡単のため2画素について
水平加算を行う場合について説明する。その場合、水平
加算データDR’(j),DL’(j)は、それぞれ DR’(j)=DR(j)+DR(j+1) DL’(j)=DL(j)+DL(j+1) で表される。
The case where horizontal addition is performed on four pixels has been described above, but a case where horizontal addition is performed on two pixels will be described for simplicity of explanation. In that case, the horizontal addition data DR ′ (j) and DL ′ (j) are represented by DR ′ (j) = DR (j) + DR (j + 1) DL ′ (j) = DL (j) + DL (j + 1), respectively. To be done.

【0047】図5は、一般的な基本関数f(x),f
(x−d),g(x),g(x−d)を示す。関数f
(x)と関数g(x)は、相互に独立である。関数f
(x−d)は、関数f(x)に対してdだけずれた関数
である。関数g(x−d)は、関数g(x)に対してd
だけずれた関数である。
FIG. 5 shows general basic functions f (x), f
(X-d), g (x), g (x-d) are shown. Function f
(X) and the function g (x) are independent of each other. Function f
(X-d) is a function deviated from the function f (x) by d. The function g (x-d) is d with respect to the function g (x).
It is a function that is deviated.

【0048】ここで、関数f(x)はデータDR(j)
に相当し、関数f(x−d)はデータDL(j)に相当
する。関数g(x)はデータDR(j+1)に相当し、
関数g(x−d)はデータDL(j+1)に相当する。
Here, the function f (x) is the data DR (j).
And the function f (x−d) corresponds to the data DL (j). The function g (x) corresponds to the data DR (j + 1),
The function g (x-d) corresponds to the data DL (j + 1).

【0049】図6は、基本関数を加算した関数H
(x),H(x−d)を示す。関数H(x)を、 H(x)=f(x)+g(x) で表すと、関数H(x−d)は、 H(x−d)=f(x−d)+g(x−d) で表すことができる。
FIG. 6 shows a function H obtained by adding basic functions.
(X) and H (x-d) are shown. When the function H (x) is represented by H (x) = f (x) + g (x), the function H (x-d) is H (x-d) = f (x-d) + g (x- d) can be represented.

【0050】ここで、関数H(x)は水平加算データD
R’(j)に相当し、関数H(x−d)は水平加算デー
タDL’(j)に相当する。この際、関数H(x)と関
数H(x−d)との間においても、位相差dは保存され
ることが証明される。したがって、関数H(x)と関数
H(x−d)の間において相関演算を行っても、正しい
位相差dを検出することができる。
Here, the function H (x) is the horizontal addition data D
It corresponds to R ′ (j), and the function H (x−d) corresponds to horizontal addition data DL ′ (j). At this time, it is proved that the phase difference d is also preserved between the function H (x) and the function H (x-d). Therefore, even if the correlation calculation is performed between the function H (x) and the function H (x-d), the correct phase difference d can be detected.

【0051】以上より、センサデータDR,DLをそれ
ぞれ水平加算し、水平加算データDR’,DL’を求
め、データDR’とデータDL’との間で相関演算を行
った場合にも、正しい位相差dを検出することができ
る。
As described above, even if the sensor data DR and DL are horizontally added, horizontal addition data DR 'and DL' are obtained, and the correlation calculation is performed between the data DR 'and the data DL', the correct positions are obtained. The phase difference d can be detected.

【0052】なお、データDR’,DL’は、それぞれ
距離の異なる対象物についてのセンサデータが加算され
ることになるので、その点に問題がないか否かが問題と
なる。
Since the data DR 'and DL' are obtained by adding the sensor data of the objects having different distances, there is a problem in that respect.

【0053】しかし、元来、センサ上に投影される2次
元画像は、遠近の対象物が混在したものであり、遠近の
混在は当初から是認されている。したがって、センサデ
ータについても、距離情報の異なるデータを加算しても
特別な問題は生じない。
However, originally, the two-dimensional image projected on the sensor is a mixture of objects in perspective and perspective, and the mixture of perspective is approved from the beginning. Therefore, regarding the sensor data, no special problem occurs even if data with different distance information is added.

【0054】図7は、本実施例による測距装置の全体構
成を示す。センサユニットは、右センサユニット1Rと
左センサユニット1Lからなる。右センサユニット1R
は、右用レンズ2Rと2次元光センサ3Rを有し、左セ
ンサユニット1Lは、左用レンズ2Lと2次元光センサ
3Lを有する。光センサ3R,3Lは、例えば100画
素の1次元ラインセンサが複数並列に配置されたもので
あり、それぞれレンズ2R,2Lを介して入射される光
の量を電気信号に変換する。
FIG. 7 shows the overall structure of the distance measuring device according to this embodiment. The sensor unit includes a right sensor unit 1R and a left sensor unit 1L. Right sensor unit 1R
Has a right lens 2R and a two-dimensional optical sensor 3R, and the left sensor unit 1L has a left lens 2L and a two-dimensional optical sensor 3L. The optical sensors 3R and 3L are, for example, a plurality of 100-pixel one-dimensional line sensors arranged in parallel, and convert the amount of light incident through the lenses 2R and 2L into electric signals.

【0055】システムコントローラ14は、例えばマイ
コンであり、センサ制御系12が生成するタイミングパ
ルスを受け取り、センサ制御信号をセンサ制御系12へ
返す。センサ制御系12は、センサ制御信号を基に、駆
動パルスを駆動回路11R,11Lに供給する。駆動パ
ルスは、約10MHzである。
The system controller 14 is, for example, a microcomputer, receives a timing pulse generated by the sensor control system 12, and returns a sensor control signal to the sensor control system 12. The sensor control system 12 supplies a drive pulse to the drive circuits 11R and 11L based on the sensor control signal. The drive pulse is about 10 MHz.

【0056】駆動回路11R,11Lは、駆動パルスに
応じて、センサ3R,3Lを駆動する。センサデータ
は、センサ3R,3Lの出力端子からセンサデータ量子
化部13へ供給される。その際、センサデータは、駆動
パルスの影響を受け、クロックノイズを含む。センサデ
ータ量子化部13は、センサデータの量子化を行う。
The drive circuits 11R and 11L drive the sensors 3R and 3L according to the drive pulse. The sensor data is supplied from the output terminals of the sensors 3R and 3L to the sensor data quantization unit 13. At that time, the sensor data is affected by the drive pulse and includes clock noise. The sensor data quantizer 13 quantizes sensor data.

【0057】システムコントローラ14は、書き込み制
御信号と書き込みアドレスを画像メモリ15に供給し、
書き込み制御を行う。画像メモリ15は、例えばSRA
Mであり、書き込み制御信号に応じて、センサデータ量
子化部13で量子化された量子化データを記憶する。
The system controller 14 supplies a write control signal and a write address to the image memory 15,
Write control is performed. The image memory 15 is, for example, SRA.
M, and stores the quantized data quantized by the sensor data quantization unit 13 according to the write control signal.

【0058】演算部16は、例えばRISCマイコンで
あり、転送制御信号をパラレル入出力回路(パラレルI
O)18に供給する。パラレル入出力回路18は、測距
を行いたいエリア等の条件を外部機器19から取り込
み、データ転送メモリ17に転送する。データ転送メモ
リ17は、例えばSRAMである。
The arithmetic unit 16 is, for example, a RISC microcomputer, and sends a transfer control signal to a parallel input / output circuit (parallel I
O) supply to 18. The parallel input / output circuit 18 takes in conditions such as an area for which distance measurement is desired from an external device 19 and transfers it to the data transfer memory 17. The data transfer memory 17 is, for example, SRAM.

【0059】また、演算部16は、読み出し書き込み制
御信号およびアドレスを、画像メモリ15またはデータ
転送メモリ17へ供給する。演算部16は、画像メモリ
15からセンサデータDR,DLを読み出して、例えば
センサデータの隣接する4画素についての水平加算処理
を行い、水平加算データDR’,DL’を生成し、演算
部16内のバッファに記憶する。
Further, the arithmetic unit 16 supplies the read / write control signal and the address to the image memory 15 or the data transfer memory 17. The calculation unit 16 reads the sensor data DR and DL from the image memory 15 and performs horizontal addition processing on, for example, four adjacent pixels of the sensor data to generate horizontal addition data DR ′ and DL ′. Store in the buffer.

【0060】その後、データDR’とデータDL’との
間における相関演算を行う。相関演算の後、3点補間を
行い、高精度の位相差dを求める。位相差dを求めた
後、測距値を演算する。
After that, the correlation calculation between the data DR 'and the data DL' is performed. After the correlation calculation, three-point interpolation is performed to obtain a highly accurate phase difference d. After obtaining the phase difference d, the distance measurement value is calculated.

【0061】演算部16は、求めた測距値をデータ転送
メモリ17に書き込む。パラレル入出力回路18は、演
算部16から転送制御信号を受けて、データ転送メモリ
17に記憶されている測距値を外部機器19に転送す
る。
The arithmetic section 16 writes the obtained distance measurement value in the data transfer memory 17. The parallel input / output circuit 18 receives the transfer control signal from the arithmetic unit 16 and transfers the distance measurement value stored in the data transfer memory 17 to the external device 19.

【0062】図8は、本実施例による測距装置の処理手
順を示すフローチャートである。測距装置は、2次元領
域中の複数エリアにおいて、各エリアにおける測距値を
検出することができる。
FIG. 8 is a flow chart showing the processing procedure of the distance measuring apparatus according to this embodiment. The distance measuring device can detect the distance measuring value in each area in a plurality of areas in the two-dimensional area.

【0063】ステップS1では、光センサ3R,3Lか
ら得られるセンサデータを、2次元の画像データとして
画像メモリ15へ書き込む。ステップS1の処理は、シ
ステムコントローラ14が行う。この後の処理は、演算
部16が行う。
In step S1, the sensor data obtained from the optical sensors 3R and 3L is written in the image memory 15 as two-dimensional image data. The system controller 14 performs the process of step S1. The calculation unit 16 performs the subsequent processing.

【0064】ステップS2では、外部機器19から得ら
れる諸条件を、データ転送メモリ17へ取り込む。諸条
件とは、例えば、測距を行いたいエリアの指定や、エリ
アの大きさの指定等を含み、後に測距値の演算を行う際
に用いられる。
In step S2, various conditions obtained from the external device 19 are loaded into the data transfer memory 17. The various conditions include, for example, designation of an area for which distance measurement is desired, designation of the size of the area, and the like, and are used when calculating a distance measurement value later.

【0065】ステップS3では、全ラインの処理が終了
したか否かを判定する。2次元画像データは、複数のラ
インからなり、ライン毎に処理を行う。全てのラインに
ついての演算処理が終了していないときには、ステップ
S4へ進む。
In step S3, it is determined whether or not the processing of all lines has been completed. The two-dimensional image data consists of a plurality of lines, and processing is performed for each line. If the arithmetic processing has not been completed for all lines, the process proceeds to step S4.

【0066】ステップS4では、画像メモリ15から1
ラインのデータを取り込む。ステップS5では、取り込
んだラインデータの水平加算処理を行う。水平加算処理
は、本実施例における重要な処理である。演算部16
は、式(7)に従い、画像メモリ15から取り込んだセ
ンサデータDR,DLを基に、例えば4画素の水平加算
処理を行い、水平加算データDR’,DL’を生成す
る。
In step S4, the image memory 15
Capture line data. In step S5, horizontal addition processing of the captured line data is performed. The horizontal addition process is an important process in this embodiment. Arithmetic unit 16
Performs horizontal addition processing of, for example, 4 pixels based on the sensor data DR, DL fetched from the image memory 15 according to the equation (7) to generate horizontal addition data DR ', DL'.

【0067】ステップS6では、全エリアの処理が終了
したか否かを判定する。ラインデータは、複数のエリア
を含む。ラインデータ中の全てのエリアについて、演算
処理を行っていないときには、ステップS7へ進む。
In step S6, it is determined whether or not the processing for all areas has been completed. The line data includes a plurality of areas. When the arithmetic processing is not performed for all areas in the line data, the process proceeds to step S7.

【0068】ステップS7では、1エリアの相関演算を
行う。相関演算は、式(8)を用いて、データDR’と
データDL’との間において行う。その後、式(6)に
よる3点補間を行い、高精度の位相差dを求める。そし
て、式(4)を用いて、距離演算を行い、測距値を求め
る。
In step S7, the correlation calculation for one area is performed. The correlation calculation is performed between the data DR ′ and the data DL ′ using the equation (8). After that, three-point interpolation according to the equation (6) is performed to obtain a highly accurate phase difference d. Then, the distance calculation is performed using the equation (4) to obtain the distance measurement value.

【0069】ステップS8では、求めた測距値のデータ
を転送メモリ17へ書き込む。その後、ステップS6へ
戻り、次のエリアについての測距値を求める。ステップ
S6において、ラインデータ中の全てのエリアについて
の演算が終了したと判断されたときには、ステップS3
へ戻り、次のラインについての処理を繰り返す。
In step S8, the data of the obtained distance measurement value is written in the transfer memory 17. After that, the process returns to step S6 to obtain the distance measurement value for the next area. When it is determined in step S6 that the calculation has been completed for all areas in the line data, step S3
Return to and repeat the process for the next line.

【0070】ステップS3において、全てのラインにつ
いての演算が終了したと判断されたときには、処理を終
了する。
If it is determined in step S3 that the calculation has been completed for all lines, the process is ended.

【0071】[0071]

【実施例】次に、本実施例の測距装置を用いて、相関演
算を行ったシミュレーション結果を示す。
[Embodiment] Next, a simulation result of correlation calculation using the distance measuring apparatus of this embodiment will be shown.

【0072】図9は、クロックノイズがないときのセン
サデータDR(n)とDL(n)を示す。nは画素を示
す。画素nが0から31までの、各センサデータDR
(n)とDL(n)を示す。
FIG. 9 shows sensor data DR (n) and DL (n) when there is no clock noise. n indicates a pixel. Each sensor data DR in which the pixel n is from 0 to 31
(N) and DL (n) are shown.

【0073】右センサデータDR(n)は、画素nの順
番に従い、106,109,112,115,116,
118,・・・となる。左センサデータDL(n)は、
画素nの順番に従い、103,106,109,11
2,115,116,・・・となる。図10に、右セン
サデータDR(n)と左センサデータDL(n)をグラ
フで示す。センサデータDR(n),DL(n)には、
クロックノイズがのっていない。
The right sensor data DR (n) has 106, 109, 112, 115, 116,
118, ... The left sensor data DL (n) is
103, 106, 109, 11 according to the order of the pixel n
2, 115, 116, ... FIG. 10 is a graph showing the right sensor data DR (n) and the left sensor data DL (n). The sensor data DR (n) and DL (n) include
There is no clock noise.

【0074】相関値S(m)は、式(5)に従い、求め
た値である。mは画素シフト量である。シフト量mが−
2から5までの、相関値S(m)を示す。図15(A)
に、相関値S(m)とシフト量mとの関係をグラフで示
す。センサデータDR(n),DL(n)にクロックノ
イズがのっていないので、この相関値曲線はきれいなV
字形を描いている。
The correlation value S (m) is a value obtained according to the equation (5). m is the pixel shift amount. The shift amount m is −
The correlation value S (m) from 2 to 5 is shown. FIG. 15 (A)
In the graph, the relationship between the correlation value S (m) and the shift amount m is shown. Since there is no clock noise on the sensor data DR (n) and DL (n), this correlation value curve has a clean V
I draw a glyph.

【0075】図11は、クロックノイズがあるときのセ
ンサデータDR(n)とDL(n)を示す。図9と同様
に、画素nが0から31までの、各センサデータDR
(n)とDL(n)を示す。
FIG. 11 shows sensor data DR (n) and DL (n) when there is clock noise. Similar to FIG. 9, each sensor data DR in which the pixel n is 0 to 31
(N) and DL (n) are shown.

【0076】図12に、右センサデータDR(n)と左
センサデータDL(n)をグラフで示す。センサデータ
DR(n),DL(n)には、クロックノイズがのって
いる。
FIG. 12 is a graph showing the right sensor data DR (n) and the left sensor data DL (n). Clock noise is present on the sensor data DR (n) and DL (n).

【0077】NSは、センサデータにのっているクロッ
クノイズである。その振幅は4である。画素nが奇数の
とき、右センサデータにも左センサデータにも、大きさ
4のノイズが加算される。画素nが偶数のとき、右セン
サデータにも左センサデータにも、ノイズが加わらな
い。
NS is clock noise on the sensor data. Its amplitude is 4. When the pixel n is an odd number, noise of size 4 is added to both the right sensor data and the left sensor data. When the pixel n is an even number, noise is not added to either the right sensor data or the left sensor data.

【0078】相関値S(m)は、式(5)に従い求めた
値であり、画素シフト量mが−2から5までの、相関値
S(m)を示す。図15(B)に、相関値S(m)とシ
フト量mとの関係をグラフで示す。センサデータDR
(n),DL(n)にクロックノイズNSがのっている
ので、相関値曲線は崩れ、W字形を描いている。
The correlation value S (m) is a value obtained according to the equation (5), and shows the correlation value S (m) when the pixel shift amount m is from -2 to 5. FIG. 15B is a graph showing the relationship between the correlation value S (m) and the shift amount m. Sensor data DR
Since the clock noise NS is present on (n) and DL (n), the correlation value curve is broken and a W-shape is drawn.

【0079】この相関値S(m)は2つの極小値をも
ち、適正な位相差は得られない。そこで、本実施例で
は、クロックノイズがのったセンサデータDR(n),
DL(n)を基に、水平加算処理を行う。
This correlation value S (m) has two local minimum values, and an appropriate phase difference cannot be obtained. Therefore, in this embodiment, sensor data DR (n) with clock noise,
Horizontal addition processing is performed based on DL (n).

【0080】図13は、水平加算データDR’(n)と
DL’(n)を示す。水平加算データDR’(n),D
L’(n)は、図11に示すクロックノイズを含むセン
サデータDR(n),DL(n)を基に、それぞれ水平
4画素の加算を行ったデータである。
FIG. 13 shows horizontal addition data DR '(n) and DL' (n). Horizontal addition data DR '(n), D
L ′ (n) is data obtained by adding four horizontal pixels based on the sensor data DR (n) and DL (n) including the clock noise shown in FIG.

【0081】相関値S(m)は、式(8)に従い求めた
値であり、画素シフト量mが−2から5までの、相関値
S(m)を示す。図15(C)に、相関値S(m)とシ
フト量mとの関係をグラフで示す。相関値曲線はV字形
を描き、適正な位相差を求めることができる。
The correlation value S (m) is a value obtained according to the equation (8), and shows the correlation value S (m) when the pixel shift amount m is from -2 to 5. FIG. 15C is a graph showing the relationship between the correlation value S (m) and the shift amount m. An appropriate phase difference can be obtained by drawing a V-shape on the correlation value curve.

【0082】図14は、相関値S(m)を比較した表で
あり、図15は、相関値S(m)のグラフである。
(A)は、図9に示す相関値S(m)であり、クロック
ノイズがないときのものである。この相関値により、求
められる位相差が正常なものである。相関値S(m)の
最小値は0であり、その時のシフト量mは1である。し
たがって、位相差dは約1である。
FIG. 14 is a table comparing the correlation values S (m), and FIG. 15 is a graph of the correlation values S (m).
9A shows the correlation value S (m) shown in FIG. 9, which is obtained when there is no clock noise. The phase difference obtained from this correlation value is normal. The minimum value of the correlation value S (m) is 0, and the shift amount m at that time is 1. Therefore, the phase difference d is about 1.

【0083】(B)は、図11に示す相関値S(m)で
あり、クロックノイズがあるときのものである。クロッ
クノイズの影響により、シフト量mが奇数のとき、相関
値S(m)が異常値となっている。本来、シフト量mが
1のときに、相関値S(m)が最小値となるべきである
が、シフト量mが0および2のときの方が、小さな値に
なってしまっている。
(B) is the correlation value S (m) shown in FIG. 11, and is when there is clock noise. Due to the influence of clock noise, the correlation value S (m) becomes an abnormal value when the shift amount m is an odd number. Originally, when the shift amount m is 1, the correlation value S (m) should be the minimum value, but when the shift amount m is 0 and 2, it is a smaller value.

【0084】(C)は、図13に示す相関値S(m)で
あり、本実施例による水平加算処理を行ったときのもの
である。シフト量mが奇数のときであっても、正常値に
近い相関値S(m)が得られている。相関値S(m)の
最小値は24であり、その時のシフト量mは1である。
したがって、位相差dは(A)と同様に約1である。
(C) is the correlation value S (m) shown in FIG. 13, which is obtained when the horizontal addition processing according to this embodiment is performed. Even when the shift amount m is an odd number, the correlation value S (m) close to the normal value is obtained. The minimum value of the correlation value S (m) is 24, and the shift amount m at that time is 1.
Therefore, the phase difference d is about 1 as in (A).

【0085】水平加算を行ったときの相関値S(m)
は、クロックノイズがないときと多少異なるが、最終的
に求められる位相差dはほとんど同じ値であり、適正な
位相差を検出することができる。水平加算処理は、ロー
パスフィルタの役目を果たし、クロックノイズの影響を
消し去る。
Correlation value S (m) when horizontal addition is performed
Is slightly different from that when there is no clock noise, but the finally obtained phase difference d is almost the same value, and an appropriate phase difference can be detected. The horizontal addition process serves as a low-pass filter and eliminates the influence of clock noise.

【0086】以上は、クロックノイズの周期が2画素の
場合について示したが、より長い周期を持つノイズに適
用することもできる。その場合は、必要に応じて、水平
加算する画素数を増やす必要がある。また、クロックノ
イズ以外のノイズの影響を除去することもできる。
In the above, the case where the period of the clock noise is 2 pixels has been shown, but the present invention can be applied to noise having a longer period. In that case, it is necessary to increase the number of pixels to be horizontally added, if necessary. It is also possible to remove the influence of noise other than clock noise.

【0087】なお、水平加算処理は、4画素についての
水平加算に限らず、ノイズの周期の整数倍の画素につい
て水平加算を行えばよい。例えば、ノイズ周期が2画素
の場合には、2、4、6または8画素についての水平加
算である。なお、画素数が多すぎると、処理時間が多大
になるので、8画素以下が好ましい。
The horizontal addition processing is not limited to horizontal addition for four pixels, but horizontal addition may be performed for pixels having an integral multiple of the noise period. For example, if the noise period is 2 pixels, horizontal addition is performed for 2, 4, 6, or 8 pixels. It should be noted that if the number of pixels is too large, the processing time becomes long, so 8 pixels or less is preferable.

【0088】また、水平加算を行う画素数を多くすれ
ば、ノイズ周期の整数倍の画素きっかりに限らず、整数
倍以上の画素であればよい。例えば、ノイズ周期が2画
素である場合には、5画素または7画素についての水平
加算を行っても、クロックノイズの影響を和らげること
ができる。
If the number of pixels for horizontal addition is increased, the number of pixels is not limited to an integer multiple of the noise cycle, but may be any integer multiple or more. For example, when the noise period is 2 pixels, the effect of clock noise can be softened by performing horizontal addition for 5 pixels or 7 pixels.

【0089】なお、本実施例による測距装置は、一般カ
メラ用にも車載用の多点測距にも用いることができる。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれ
らに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改
良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。
The distance measuring apparatus according to this embodiment can be used for general cameras and on-vehicle multi-point distance measuring.
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
隣接する画素のセンサデータを加算した加算データにつ
いて、相関演算を行うことにより、ノイズを影響を除去
し、適正な測距値を求めることができる。
As described above, according to the present invention,
By performing a correlation operation on the added data obtained by adding the sensor data of the adjacent pixels, it is possible to remove the influence of noise and obtain an appropriate distance measurement value.

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

【図1】本発明の実施例による測距装置の機能を説明す
るためのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a function of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】水平加算処理部の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a horizontal addition processing unit.

【図3】センサデータDR,DLの具体例を示すグラフ
である。
FIG. 3 is a graph showing a specific example of sensor data DR and DL.

【図4】水平加算データDR’,DL’の具体例を示す
グラフである。
FIG. 4 is a graph showing a specific example of horizontal addition data DR ′, DL ′.

【図5】一般的な基本関数f(x),f(x−d),g
(x),g(x−d)を示すグラフである。
FIG. 5 shows general basic functions f (x), f (x−d), g
It is a graph which shows (x) and g (x-d).

【図6】基本関数を加算した関数H(x),H(x−
d)を示すグラフである。
FIG. 6 shows functions H (x) and H (x−, which are obtained by adding basic functions.
It is a graph which shows d).

【図7】本実施例による測距装置の全体構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an overall configuration of a distance measuring device according to the present embodiment.

【図8】本実施例による測距装置の処理手順を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the distance measuring apparatus according to the present embodiment.

【図9】クロックノイズがないときのセンサデータDR
(n),DL(n)を示す図表である。
FIG. 9: Sensor data DR when there is no clock noise
It is a chart which shows (n) and DL (n).

【図10】図9に示すセンサデータDR(n),DL
(n)を示すグラフである。
FIG. 10 is the sensor data DR (n), DL shown in FIG.
It is a graph which shows (n).

【図11】クロックノイズがあるときのセンサデータD
R(n),DL(n)を示す図表である。
FIG. 11: Sensor data D when there is clock noise
It is a chart showing R (n) and DL (n).

【図12】図11に示すセンサデータDR(n),DL
(n)を示すグラフである。
FIG. 12 is the sensor data DR (n), DL shown in FIG.
It is a graph which shows (n).

【図13】図11に示すセンサデータDR(n),DL
(n)を基に水平加算処理した水平加算データDR’
(n),DL’(n)を示す図表である。
13 is a diagram showing sensor data DR (n) and DL shown in FIG.
Horizontal addition data DR ′ obtained by horizontal addition processing based on (n)
It is a chart which shows (n) and DL '(n).

【図14】図9、図11、図13に示す相関値S(m)
を比較した図表である。
14 is a correlation value S (m) shown in FIGS. 9, 11 and 13. FIG.
It is the chart which compared.

【図15】図14の相関値S(m)を示すグラフであ
る。
15 is a graph showing the correlation value S (m) of FIG.

【図16】測距距離の計測方法を説明するための概略図
である。図16(A)は、位相差検出型測距装置の外光
三角方式光学系の概略図であり、図16(B)は、測距
距離を算出するための演算式である。
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining a method for measuring a distance measurement distance. FIG. 16A is a schematic diagram of an external light triangulation optical system of the phase difference detection type distance measuring device, and FIG. 16B is an arithmetic expression for calculating the distance measuring distance.

【図17】相関演算による位相差検出を説明するための
図である。図17(A)は基準部と参照部に得られる画
像信号を示すグラフ、図17(B)は得られる相関値曲
線を示すグラフ、図17(C)は3点補間の方法を説明
するための概略図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining phase difference detection by correlation calculation. 17A is a graph showing image signals obtained in the reference part and the reference part, FIG. 17B is a graph showing obtained correlation value curves, and FIG. 17C is for explaining a three-point interpolation method. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサユニット 2 レンズ 3 光センサ 4 センサデータ取り込み部 5 センサデータ水平加算処理部 7 相関演算部 8 測距値演算部 11 駆動回路 12 センサ制御系 13 センサデータ量子化部 14 システムコントローラ 15 画像メモリ 16 演算部 17 データ転送メモリ 18 パラレル入出力回路 19 外部機器 1 Sensor Unit 2 Lens 3 Optical Sensor 4 Sensor Data Importer 5 Sensor Data Horizontal Addition Processor 7 Correlation Calculator 8 Distance Measurement Calculator 11 Drive Circuit 12 Sensor Control System 13 Sensor Data Quantizer 14 System Controller 15 Image Memory 16 Arithmetic unit 17 Data transfer memory 18 Parallel input / output circuit 19 External device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 晶雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Akio Izumi 1-1, Tanabe-Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ複数画素によって構成される第
1および第2の光センサが出力する第1および第2のセ
ンサデータを受け取るデータ入力端子と、 前記データ入力端子より第1のセンサデータを受け、隣
接する複数の画素のセンサデータを加算して第1の加算
データを生成し、前記データ入力端子より第2のセンサ
データを受け、該第1の加算データの場合と同じ数の隣
接する画素のセンサデータを加算して第2の加算データ
を生成するセンサデータ加算部(5R,5L)と、 前記第1の加算データと前記第2の加算データとの相関
度を演算する相関演算手段(7)と、 前記相関演算手段による演算結果に応じて測距値を演算
する測距値演算手段(8)とを有する測距装置。
1. A data input terminal for receiving first and second sensor data output from first and second photosensors each having a plurality of pixels, and a first sensor data for receiving the first sensor data from the data input terminal. , Add sensor data of a plurality of adjacent pixels to generate first added data, receive second sensor data from the data input terminal, and receive the same number of adjacent pixels as in the case of the first added data. Sensor data addition unit (5R, 5L) that adds the sensor data of (1) to generate second addition data, and a correlation calculation unit that calculates the degree of correlation between the first addition data and the second addition data ( A distance measuring device having 7) and a distance measuring value calculating means (8) for calculating a distance measuring value according to a calculation result by the correlation calculating means.
【請求項2】 それぞれ複数画素によって構成される第
1および第2の光センサが出力する第1および第2のセ
ンサデータを受け取る工程と、 前記第1のセンサデータについて、隣接する複数の画素
のセンサデータを加算して第1の加算データを生成し、
前記第2のセンサデータについて、該第1の加算データ
の場合と同じ数の隣接する画素のセンサデータを加算し
て第2の加算データを生成する工程と、 前記第1の加算データと前記第2の加算データとの相関
度を演算する工程と、 前記相関演算の演算結果に応じて測距値を演算する工程
とを含む測距方法。
2. A step of receiving first and second sensor data output from first and second photosensors each of which is composed of a plurality of pixels, and a step of receiving a plurality of adjacent pixels with respect to the first sensor data. Add the sensor data to generate the first addition data,
Generating the second addition data by adding sensor data of the same number of adjacent pixels to the second sensor data as in the case of the first addition data; and the first addition data and the first addition data. 2. A distance measuring method including a step of calculating a degree of correlation with the addition data of 2, and a step of calculating a distance measuring value according to a calculation result of the correlation calculation.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007333720A (en) * 2006-05-17 2007-12-27 Nikon Corp Correlation calculation method, correlation calculation device, focus detecting device, and imaging device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007333720A (en) * 2006-05-17 2007-12-27 Nikon Corp Correlation calculation method, correlation calculation device, focus detecting device, and imaging device

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