JPS6188212A - 物体情報処理装置 - Google Patents
物体情報処理装置Info
- Publication number
- JPS6188212A JPS6188212A JP59209989A JP20998984A JPS6188212A JP S6188212 A JPS6188212 A JP S6188212A JP 59209989 A JP59209989 A JP 59209989A JP 20998984 A JP20998984 A JP 20998984A JP S6188212 A JPS6188212 A JP S6188212A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- distribution
- lenses
- time
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Image Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、距離情報を用いて環境を認識することが可能
な吻体情報処、理装ＲＫ関するものである。
な吻体情報処、理装ＲＫ関するものである。
視覚センサを使って環境をθ３讃する技術は各種研究さ
れている。その多く社人間の親達認識の機能を模したも
ので、テレビカメラによって得られる信号から環境の明
暗、色彩の分布の特徴を抽出し、これと記憶千ｎ慢を対
比することによって行っている。例えばカメラを用いて
物体の形状、縁線、色、濃淡等の解析をし、物体が何で
あるかの判断をする方法がある。しかしながら、このよ
うな方法は、積み木のような風綿な物を認識するのにも
数秒或いは分オーダの時間を要し、リアルタイム処理は
不可能で、実用化は惟しい状態であった。文物体までの
距１分布をスリット状の元来を投射することによって針
側する方法も提案されている（テレビジョン学会誌第３
４巻第３号、１９８０−％）。さらに超音波センナによ
って環境対象物までの距離を測定する方法も提案されて
いる。しかし、明暗の分布に基〈方法では、環境を立体
的に悶熾すｂことが困難で、スリット光投射による光切
断法は立体形状の認識には有効であるが計算処理すべき
データ量が多く比較的大きなコンピュータを使っても１
両面数十秒から養分の処理時間が必要である。更にスリ
ット元を移動させることが必要であるため機ｖ′？的に
可動部を要し、精変の問題が生じる恐れがあり又、明る
い環境を認識するためにはスリット元の光源に多くのエ
ネルギを供給し々ければならないといつ欠点もあった。
れている。その多く社人間の親達認識の機能を模したも
ので、テレビカメラによって得られる信号から環境の明
暗、色彩の分布の特徴を抽出し、これと記憶千ｎ慢を対
比することによって行っている。例えばカメラを用いて
物体の形状、縁線、色、濃淡等の解析をし、物体が何で
あるかの判断をする方法がある。しかしながら、このよ
うな方法は、積み木のような風綿な物を認識するのにも
数秒或いは分オーダの時間を要し、リアルタイム処理は
不可能で、実用化は惟しい状態であった。文物体までの
距１分布をスリット状の元来を投射することによって針
側する方法も提案されている（テレビジョン学会誌第３
４巻第３号、１９８０−％）。さらに超音波センナによ
って環境対象物までの距離を測定する方法も提案されて
いる。しかし、明暗の分布に基〈方法では、環境を立体
的に悶熾すｂことが困難で、スリット光投射による光切
断法は立体形状の認識には有効であるが計算処理すべき
データ量が多く比較的大きなコンピュータを使っても１
両面数十秒から養分の処理時間が必要である。更にスリ
ット元を移動させることが必要であるため機ｖ′？的に
可動部を要し、精変の問題が生じる恐れがあり又、明る
い環境を認識するためにはスリット元の光源に多くのエ
ネルギを供給し々ければならないといつ欠点もあった。
又、超音波センナを用いるものは、その特性上、超音波
の投射ビームを純くすることが雌Ｉ７く、従って作の分
Ｐ５コ目を、あげることができないという問題点があっ
た。
の投射ビームを純くすることが雌Ｉ７く、従って作の分
Ｐ５コ目を、あげることができないという問題点があっ
た。
又、以上の説明においても同様であるが、カメラ等に用
いられるオート７オーカスの技術のように基線距離を隔
てた２枚の画像の視差から三角法によって対象までの距
離を算出する場合、近設と遠はの距離の差が大きい場合
に、左右の像の変化が大きく、近はが巾の狭い物体の場
合には背皺と転置が生じて、対応点を求めることが困帷
になることである。この点の説明は例えばｔｆｉ４ＭＸ
ＥＬ （図形処理情報センター）４１６「ロボットの社
党、三次元世界の画像理解の手法」の（２）９，１ｏに
示されている。
いられるオート７オーカスの技術のように基線距離を隔
てた２枚の画像の視差から三角法によって対象までの距
離を算出する場合、近設と遠はの距離の差が大きい場合
に、左右の像の変化が大きく、近はが巾の狭い物体の場
合には背皺と転置が生じて、対応点を求めることが困帷
になることである。この点の説明は例えばｔｆｉ４ＭＸ
ＥＬ （図形処理情報センター）４１６「ロボットの社
党、三次元世界の画像理解の手法」の（２）９，１ｏに
示されている。
又％ ２．の分布を求めるための別の方法として、フォ
トセンサ上の像のコントラストを検出するために像照度
の微分値をとりながらレンズを焦点合せ移動を行う方法
が考えられる。この方法では、−回の焦点合せ移動中に
Ｍｔ返し算出する・大分値の比較を行い、その最大値の
得られｔ状慎での、フォトセンサに対するレンズの位７
７から距離を求めるため、微分値算出のト１返し回数が
測距精度に直接関連するので算出回数を多くしなければ
ならない。又レンズ位ｊ沈を求める手段も必妥であると
いう欠点があった。
トセンサ上の像のコントラストを検出するために像照度
の微分値をとりながらレンズを焦点合せ移動を行う方法
が考えられる。この方法では、−回の焦点合せ移動中に
Ｍｔ返し算出する・大分値の比較を行い、その最大値の
得られｔ状慎での、フォトセンサに対するレンズの位７
７から距離を求めるため、微分値算出のト１返し回数が
測距精度に直接関連するので算出回数を多くしなければ
ならない。又レンズ位ｊ沈を求める手段も必妥であると
いう欠点があった。
以上の点ＫＮみ、本願発明は上記欠点を除去し、簡単な
回路構成で環境を距づ（のパターンとして立体的Ｋかつ
高精度にＶｔ ＩＪすることが可能な物体情報処理装置
を提供することにある。
回路構成で環境を距づ（のパターンとして立体的Ｋかつ
高精度にＶｔ ＩＪすることが可能な物体情報処理装置
を提供することにある。
以上の点Ｋ ’Ｎみ、本願発明の目的Ｆｉ′：４線距離
を隔てた複数の光路ｆｅ−杼ｔ１複数の像の相対位置を
計測して、環境対雫物オでの距離をＶ・１定する方法に
おいて、光路を形成する対物レンズの口径比を大圧し被
写界深度を浅くし、措ばれた像の輝度信号を微分値を求
め、この微分値が一定値を憾え九点の分布を対比するこ
とによって対象物までの距離を算出し、距ｒ＃パターン
を求める物体情報処理装置を、提供することＫある。
を隔てた複数の光路ｆｅ−杼ｔ１複数の像の相対位置を
計測して、環境対雫物オでの距離をＶ・１定する方法に
おいて、光路を形成する対物レンズの口径比を大圧し被
写界深度を浅くし、措ばれた像の輝度信号を微分値を求
め、この微分値が一定値を憾え九点の分布を対比するこ
とによって対象物までの距離を算出し、距ｒ＃パターン
を求める物体情報処理装置を、提供することＫある。
又、本願発明の目的は光路を形成する対物レンズを距離
シ■出時間より長い（例えば４倍以上）時間周一で焦点
合せ移動を行う物体情報処理装置。
シ■出時間より長い（例えば４倍以上）時間周一で焦点
合せ移動を行う物体情報処理装置。
以下、図面を参目し、：１１ｉ：頌発明について詳細に
説明する。ニーＨｒ、 １Ｆ伯は本発明の適用が可能な
元学的配ｍ（２）、第２ｍは互着分布を求めるための信
号処理ブロック１′２１である。、１．２は焦点ｂ＋ｐ
離、明るさ：）の性能の同じ対゛吻しンズでＯＣＤイメ
ージセンサのようなフォトセンサアレイ３，４に環境１
１を結ぶ、レンズ１．２は、枠５によって保持されて機
械的に連結され、モータ等（不図示）によって矢印６の
方向に往復動するようにえか成し、フォトセンサアレイ
３．４には常に等しい車券にある、岐写体に焦点の合っ
たイ！か結ばれる。レンズ１．２には口径比の大きなも
のを使い補写界の深度が比較的浅くなるようなものが還
ばれる。
説明する。ニーＨｒ、 １Ｆ伯は本発明の適用が可能な
元学的配ｍ（２）、第２ｍは互着分布を求めるための信
号処理ブロック１′２１である。、１．２は焦点ｂ＋ｐ
離、明るさ：）の性能の同じ対゛吻しンズでＯＣＤイメ
ージセンサのようなフォトセンサアレイ３，４に環境１
１を結ぶ、レンズ１．２は、枠５によって保持されて機
械的に連結され、モータ等（不図示）によって矢印６の
方向に往復動するようにえか成し、フォトセンサアレイ
３．４には常に等しい車券にある、岐写体に焦点の合っ
たイ！か結ばれる。レンズ１．２には口径比の大きなも
のを使い補写界の深度が比較的浅くなるようなものが還
ばれる。
フォトセンサ５，４は同一の５駆動回路５により駆動さ
れ、同期して両傷信号を時系列化して出力する。
れ、同期して両傷信号を時系列化して出力する。
又、レンズ１，２は移動手段２８によって焦点合わせ移
動が行われ、例えば距離算出時間より長い時間周期にな
るように、上記フォトセンサ３，４の駆動回路５と同期
している。
動が行われ、例えば距離算出時間より長い時間周期にな
るように、上記フォトセンサ３，４の駆動回路５と同期
している。
出力された［１Ｆｉｉ像１ざ号は微分回路６，７により
時間グ！分され、１値設定回路８ 、９ ｃ′ｃよって
、その値が定められた値を越えるＱ合に次のＡ／Ｄ変換
回路１０．１１に信号を伝達する。Ａ／Ｄ変喚回Ｐ３は
画像信号の時間微分値をデジタル信号に変える。
時間グ！分され、１値設定回路８ 、９ ｃ′ｃよって
、その値が定められた値を越えるＱ合に次のＡ／Ｄ変換
回路１０．１１に信号を伝達する。Ａ／Ｄ変喚回Ｐ３は
画像信号の時間微分値をデジタル信号に変える。
フォトセンサ３，４の主走査篤方向け、対物レンズ１，
２の並び方向に整合されていて、被写体上の一点の像は
フォトセンサ３．４に同期して走斉される走査１９上に
結像する。
２の並び方向に整合されていて、被写体上の一点の像は
フォトセンサ３．４に同期して走斉される走査１９上に
結像する。
スイッチング回路１２ｔｌ、同期してＡ／Ｄ変換されｔ
フォトセンサ５と４からの並列信号を時間的に８、切っ
て対を作り、虫ｌ惟情准測定回路１５に配分する作用を
行う。例えば主走今線の頃から５２ ｉＲ分の信号をフ
ォト七／す３から、それに続く６４両画分の信号はフォ
トセンナ４からの信号を組合せて第１の距離（＃報測定
回路に配分し、次の５２画素のセンサ３からの信号とそ
れに続く６４両スをセンサ４からの信号を組合せて第２
の距弔情権測定回路に配分する。距〃清報測定回路は信
号の相対位硲から距離を算出する１、待−］昭５５−１
５５５０９又は特願昭５９−４４９２０亭に妃、：間さ
れ、距離情、′擾測定回路１３からの距ＰＬ情報はスイ
ッチング回路１４によって、時系列に配列され距、誓ツ
クターン情報１５として出力される。
フォトセンサ５と４からの並列信号を時間的に８、切っ
て対を作り、虫ｌ惟情准測定回路１５に配分する作用を
行う。例えば主走今線の頃から５２ ｉＲ分の信号をフ
ォト七／す３から、それに続く６４両画分の信号はフォ
トセンナ４からの信号を組合せて第１の距離（＃報測定
回路に配分し、次の５２画素のセンサ３からの信号とそ
れに続く６４両スをセンサ４からの信号を組合せて第２
の距弔情権測定回路に配分する。距〃清報測定回路は信
号の相対位硲から距離を算出する１、待−］昭５５−１
５５５０９又は特願昭５９−４４９２０亭に妃、：間さ
れ、距離情、′擾測定回路１３からの距ＰＬ情報はスイ
ッチング回路１４によって、時系列に配列され距、誓ツ
クターン情報１５として出力される。
次に１喰のフォトセンサアレイを使“つた場合の光学的
配置を第５図に示す。又第４図はマスク２２の拡大園で
ある。以下第５図、第４１Ａについて説明する。
配置を第５図に示す。又第４図はマスク２２の拡大園で
ある。以下第５図、第４１Ａについて説明する。
対物レンズ１による環境像ｔ−を光学的な拡散面２１ａ
に結像し、拡散面２１ａに密接し透明部２２ａと不透明
部２２ｂがモザイク状に配Ａされたマスク２２を通して
、リレー（結像）レンズ１９によりフォトセンサ２３上
に再結像する。対物レンズ２による環境ｆψは拡散面２
１ｂに結像し、マスク２２の透明部と不透明部を反転し
たマスク２７を通し、半透明鏡１８で、対物レンズ１に
よる像と合成されフォトセンサ２３上に再結像する。な
お２４，２５．２６は全反射←５．１６はコンデンサレ
ンズである。構成は１仄結像面に光学的拡改面を配置し
、対物レンズ１，２を同期連動させて矢印２０の方向に
往復移動させるようにしている。なおその他の詳細な説
明は、％月１８５９−４４９２０に記構されているので
詳細は省略する。
に結像し、拡散面２１ａに密接し透明部２２ａと不透明
部２２ｂがモザイク状に配Ａされたマスク２２を通して
、リレー（結像）レンズ１９によりフォトセンサ２３上
に再結像する。対物レンズ２による環境ｆψは拡散面２
１ｂに結像し、マスク２２の透明部と不透明部を反転し
たマスク２７を通し、半透明鏡１８で、対物レンズ１に
よる像と合成されフォトセンサ２３上に再結像する。な
お２４，２５．２６は全反射←５．１６はコンデンサレ
ンズである。構成は１仄結像面に光学的拡改面を配置し
、対物レンズ１，２を同期連動させて矢印２０の方向に
往復移動させるようにしている。なおその他の詳細な説
明は、％月１８５９−４４９２０に記構されているので
詳細は省略する。
以上の説明しｔよう罠、フォトセンサの出力を微分し一
定値以上の値を出力する画像はフォトセンサ上に合焦点
１澹を結ぶ物体の像に限られる。比較的被写界深度の浅
い、口径比の大きなレンズを用いることによって、距離
に差のある対家は同時にフォトセンサ上に合焦点像を結
ぶことがなく、快いｔ群範囲にある物体までの距離を三
角測量法によって求める仁とになり、又、従来のように
１の転汝がなく左右の像の対応点がｍ実に求められるよ
うになった。又距離算出の号返し速さに比べて遅い周期
で対物レンズをフォーカシング移動させることによって
、近距ぐしから遠距醇まで噸次距〆ｔを算出することが
できる。又特願昭５９−４４９２０のように視野を４０
０〜１０００に立体分割し、各方向にある物体までの１
厄維算出の二カ返し数を５０回／抄以上とし、レンズの
フォーカシング移動を３性情／秒とすれば、６回／秒の
用雌分布像が・）られることにな咬実ｉＨ的に充分な速
さである。
定値以上の値を出力する画像はフォトセンサ上に合焦点
１澹を結ぶ物体の像に限られる。比較的被写界深度の浅
い、口径比の大きなレンズを用いることによって、距離
に差のある対家は同時にフォトセンサ上に合焦点像を結
ぶことがなく、快いｔ群範囲にある物体までの距離を三
角測量法によって求める仁とになり、又、従来のように
１の転汝がなく左右の像の対応点がｍ実に求められるよ
うになった。又距離算出の号返し速さに比べて遅い周期
で対物レンズをフォーカシング移動させることによって
、近距ぐしから遠距醇まで噸次距〆ｔを算出することが
できる。又特願昭５９−４４９２０のように視野を４０
０〜１０００に立体分割し、各方向にある物体までの１
厄維算出の二カ返し数を５０回／抄以上とし、レンズの
フォーカシング移動を３性情／秒とすれば、６回／秒の
用雌分布像が・）られることにな咬実ｉＨ的に充分な速
さである。
対物レンズのフォーカシングｆ８曲と同時に画像の微分
′直を求め、その値が）役人になるレンズ位１、ｔから
距離を求める方法は、対物レンズの一方向移動中に求め
る微分の繰返し回数が距離の分解能に１６接関連する之
めその回数を５０とすれば、１画面の微分値を求める時
間を１画素秒としても毎秒１回の距離分布像が得られる
ことになり、本発明の方法はこれに比べて高速である。
′直を求め、その値が）役人になるレンズ位１、ｔから
距離を求める方法は、対物レンズの一方向移動中に求め
る微分の繰返し回数が距離の分解能に１６接関連する之
めその回数を５０とすれば、１画面の微分値を求める時
間を１画素秒としても毎秒１回の距離分布像が得られる
ことになり、本発明の方法はこれに比べて高速である。
さらに微分値の最大値から距離を求める場合にはレンズ
のフォーカシング位置を知ることが必要であるが本発明
ではレンズの７オ一カシング位置は距離の算出に必要と
しない。
のフォーカシング位置を知ることが必要であるが本発明
ではレンズの７オ一カシング位置は距離の算出に必要と
しない。
つまり、固定焦点の被写界深度の栗い対物レンズを用い
九三角測１（による相関法に比べ、浅い彼方界深度内の
物体だけを相関法で測距するので全距離を測定する時間
はそｆＬ８高速で（ま々いが、実用できる時間で距［（
分布が測定でき、左右像の対応点の誤認による計測ミス
が大巾に減少する。レンズ１出し・衝と微分値最大点か
ら咀印ｔを算出するコントラスト法に比べ咀ｔｇ算出速
度が速く、レンズ操出偕を測定する必′冴がなくなる。
九三角測１（による相関法に比べ、浅い彼方界深度内の
物体だけを相関法で測距するので全距離を測定する時間
はそｆＬ８高速で（ま々いが、実用できる時間で距［（
分布が測定でき、左右像の対応点の誤認による計測ミス
が大巾に減少する。レンズ１出し・衝と微分値最大点か
ら咀印ｔを算出するコントラスト法に比べ咀ｔｇ算出速
度が速く、レンズ操出偕を測定する必′冴がなくなる。
以上、詳述したように本願発明により、１宅ｍ力構成で
、３］境を臣Ｔ′４の分布として立体的に１１２識する
場合の精度、■０＝を高めろことができるという効果が
ある。
、３］境を臣Ｔ′４の分布として立体的に１１２識する
場合の精度、■０＝を高めろことができるという効果が
ある。
第１図は本発す１の光学的配置上１
第２図は短円分布を求めるｔめのイδ号処理ブロック図
Ｊ５ｉＶ′ｓ、ｌｆｆのフォトセンサを使った場合の光
学的配置を示すＬ列 第４図はマスクの詳細な説明図 ２２．２７ Ｆｉマスク ２３けフォトセンナ １．２ルンズ 出頓人 キャノン株式会社
学的配置を示すＬ列 第４図はマスクの詳細な説明図 ２２．２７ Ｆｉマスク ２３けフォトセンナ １．２ルンズ 出頓人 キャノン株式会社
Claims (1)
- 所定の間隔を有した複数の対物レンズを移動させる移動
手段上記対物レンズを介して環境対象像を結像するため
の、結像手段該結像された像をフォトセンサ上に再結像
させるための光路手段上記フォトセンサからの出力値に
より、該像の輝度信号の微分値を求める演算手段を有し
、上記演算手段からの出力に応じて対象物までの距離の
分布を求めることを特徴とする物体情報処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209989A JPS6188212A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 物体情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209989A JPS6188212A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 物体情報処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188212A true JPS6188212A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16582014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59209989A Pending JPS6188212A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 物体情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6188212A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63212813A (ja) * | 1986-10-31 | 1988-09-05 | Canon Inc | 距離分布測定方法 |
| US4989827A (en) * | 1986-10-31 | 1991-02-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Distance distribution measuring method and apparatus varying spacing between an image pickup and the optical axis |
| KR100441738B1 (ko) * | 1996-11-28 | 2004-10-02 | 삼성테크윈 주식회사 | 카메라의패시브자동측거장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5564205A (en) * | 1978-11-06 | 1980-05-14 | Minolta Camera Co Ltd | Distance detector |
| JPS58100109A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-14 | Olympus Optical Co Ltd | 焦点検出装置 |
| JPS58117528A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-13 | Hitachi Denshi Ltd | 自動合焦カメラ用信号処理方式 |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP59209989A patent/JPS6188212A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| US4989827A (en) * | 1986-10-31 | 1991-02-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Distance distribution measuring method and apparatus varying spacing between an image pickup and the optical axis |
| KR100441738B1 (ko) * | 1996-11-28 | 2004-10-02 | 삼성테크윈 주식회사 | 카메라의패시브자동측거장치 |
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