JPWO2018056199A1 - 距離測定システム、距離測定方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
〔構成〕
まず、本発明の第1の実施形態に係る距離測定システムの構成について図面を参照しながら説明する。
図6は、距離測定システム1の受光装置20の構成を示すブロック図である。図6のように、受光装置20は、シャッタ21、撮像素子22、画像処理プロセッサ23、メモリ24および出力回路25を有する。なお、受光装置20は、一般的なデジタルカメラの撮像機能を有すれば、図6の構成と異なっていてもよい。
図7は、距離測定システム1の制御装置30の構成を示すブロック図である。
ここで、図8を用いて、本実施形態に係る距離測定システム1の制御系統を実現するハードウェア(制御基板300)について説明する。なお、図8の制御基板300は、距離測定システム1を実現するための一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
次に、図14のフローチャートを用いて、本実施形態の距離測定システム1の動作例について説明する。図14は、長距離投射光101および短距離投射光102を同時に投光する場合のフローチャートである。なお、以下の説明においては、動作の概略だけを示し、構成要素間のデータの授受や動作の詳細は省略する。
ここで、図15を用いて、投射領域を距離で分割せずに対象物の検出・距離測定を行う比較例について説明する。図15の比較例では、単一のパターンの投射光210で全ての距離に対応するため、車両200から遠い領域と、車両200から近い領域とで区別しない。
次に、本発明の第2の実施形態に係る距離測定システムの構成について図面を参照しながら説明する。本実施形態においては、第1の実施形態とは異なり、三つの距離に対応させて投光を行う。
次に、本発明の第3の実施形態に係る距離測定システムの構成について図面を参照しながら説明する。本実施形態においては、第1の実施形態とは異なり、ある投射領域で対象物が検知された際に、その投射領域に投射するパターンを変更する。なお、本実施形態の距離測定システムは、第1の実施形態と同様の構成でありながら、制御装置30の制御方式が異なるものである。
次に、図25のフローチャートを用いて、本実施形態の距離測定システムの動作例について説明する。なお、以下の説明においては、動作の概略だけを示し、構成要素間のデータの授受や動作の詳細は省略する。
次に、本発明の第4の実施形態に係る距離測定システムの構成について図面を参照しながら説明する。
(付記1)
位相変調型の空間光変調素子を有し、前記空間光変調素子の表示部に表示された位相分布に対応するパターンを形成させる投射光を少なくとも二つの投射領域に向けて投光する投光装置と、
前記投光装置によって投光された投射光によって形成されるパターンを含む領域を撮像する受光装置と、
前記投光装置からの投光を制御するとともに、前記受光装置によって撮像された撮像データを解析して前記投射領域における対象物の有無を前記投射領域ごとに検証し、検出された対象物との距離を計測する制御装置とを備える距離測定システム。
(付記2)
前記投光装置は、
前記空間光変調素子の表示部に向けて光を出射する光源と、
前記空間光変調素子の表示部によって反射された光を前記投射領域に向けて投射する投射光学系とを有し、
前記投射光学系は、
第1の投射領域に向けて第1の投射角で第1の投射光を投光する第1の光学系と、
第2の投射領域に向けて第2の投射角で第2の投射光を投光する第2の光学系とを含む付記1に記載の距離測定システム。
(付記3)
前記第1の投射領域は前記第2の投射領域よりも遠方に設定され、
前記第1の投射領域は前記第2の投射領域よりも小さく設定される付記2に記載の距離測定システム。
(付記4)
前記第2の光学系は、前記第2の投射角で投光するレンズを含む付記2または3に記載の距離測定システム。
(付記5)
前記第1の光学系は、前記第1の投射角で投光するレンズを含む付記4に記載の距離測定システム。
(付記6)
前記制御装置は、
前記空間光変調素子の表示部を構成する複数の表示領域を、前記第1の投射光によって形成されるパターンに対応する位相分布を表示させる第1の画素群と、前記第2の投射光によって形成されるパターンに対応する位相分布を表示させる第2の画素群とに割り当てて前記第1の画素群および前記第2の画素群に位相分布を表示させ、
前記投光装置は、
前記第1の画素群で反射された光を前記第1の光学系に導いて前記第1の投射光として投光し、前記第2の画素群で反射された光を前記第2の光学系に導いて前記第2の投射光として投光する付記2乃至5のいずれか一項に記載の距離測定システム。
(付記7)
前記投光装置は、
前記第1の投射領域および前記第2の投射領域とは異なる第3の投射領域に向けて第3の投射角で第3の投射光を投光する第3の光学系を含む付記2に記載の距離測定システム。
(付記8)
前記第1の投射領域は前記第3の投射領域よりも遠方に設定されるとともに、前記第3の投射領域は前記第2の投射領域よりも遠方に設定され、
前記第1の投射領域は前記第3の投射領域よりも小さく設定されるとともに、前記第3の投射領域は前記第2の投射領域よりも小さく設定される付記7に記載の距離測定システム。
(付記9)
前記第3の光学系は、前記第3の投射角で投光するレンズを含む付記8に記載の距離測定システム。
(付記10)
前記制御装置は、
前記空間光変調素子の表示部を構成する複数の表示領域を、前記第1の投射光によって形成されるパターンの位相分布を表示させる第1の画素群と、前記第2の投射光によって形成されるパターンの位相分布を表示させる第2の画素群と、前記第3の投射光によって形成されるパターンの位相分布を表示させる第3の画素群とに割り当て、
前記投光装置は、
前記第1の画素群で反射された光を前記第1の光学系に導いて前記第1の投射光として投光し、前記第2の画素群で反射された光を前記第2の光学系に導いて前記第2の投射光として投光し、前記第3の画素群で反射された光を前記第3の光学系に導いて前記第3の投射光として投光する付記7乃至9のいずれか一項に記載の距離測定システム。
(付記11)
前記制御装置は、
前記第1の投射光、前記第2の投射光および前記第3の投射光によって形成されるパターンの位相分布を前記空間光変調素子の表示部に異なるタイミングで表示させるように前記投光装置を制御し、
前記第1の投射光の反射光が入射する期間は前記第1の投射光の反射光を受光し、前記第2の投射光の反射光が入射する期間は前記第2の投射光の反射光を受光し、前記第3の投射光の反射光が入射する期間は前記第3の投射光の反射光を受光するように前記受光装置を制御する付記7乃至10のいずれか一項に記載の距離測定システム。
(付記12)
前記制御装置は、
前記投射領域においてスポット光を形成する位相分布を前記空間光変調素子の表示部に表示させ、前記投光装置から前記スポット光を投光させる制御をし、
前記受光装置が撮像した撮像データに含まれる前記スポット光を用いて対象物の検出および距離の計測を含む解析を行う付記1乃至11のいずれか一項に記載の距離測定システム。
(付記13)
前記制御装置は、
前記投射領域においてパターン光を形成する位相分布を前記空間光変調素子の表示部に表示させ、前記投光装置から前記パターン光を投光させる制御をし、
前記受光装置が撮像した撮像データに含まれる前記パターン光を用いて対象物の検出および距離の計測を含む解析を行う付記1乃至11のいずれか一項に記載の距離測定システム。
(付記14)
前記制御装置の解析結果を通知する通知装置を備える付記1乃至13のいずれか一項に記載の距離測定システム。
(付記15)
前記通知装置は、
前記制御装置の解析結果を表示情報によって通知する付記14に記載の距離測定システム。
(付記16)
前記通知装置は、
前記制御装置の解析結果を音声情報によって通知する付記14に記載の距離測定システム。
(付記17)
位相変調型の空間光変調素子の表示部に表示された位相分布に対応するパターンを形成させる投射光を少なくとも二つの投射領域に向けて投光し、
投光された投射光によって形成されるパターンを含む領域を撮像し、
撮像された撮像データを解析して前記投射領域における対象物の有無を前記投射領域ごとに検証し、
検出された対象物との距離を計測する距離測定方法。
(付記18)
位相変調型の空間光変調素子の表示部に表示された位相分布に対応するパターンを形成させる投射光を少なくとも二つの投射領域に向けて投光する処理と、
投光された投射光によって形成されるパターンを含む領域を撮像する処理と、
撮像された撮像データを解析して前記投射領域における対象物の有無を前記投射領域ごとに検証する処理と、
検出された対象物との距離を計測する処理とをコンピュータに実行させるプログラムを記録させたプログラム記録媒体。
10 投光装置
11 光源
12 コリメータ
13 空間光変調素子
14 投射光学系
15 光源駆動電源
16 変調素子制御回路
17 フーリエ変換レンズ
20 受光装置
21 シャッタ
22 撮像素子
23 画像処理プロセッサ
24 メモリ
25 出力回路
30 制御装置
31 投光制御回路
32 投光条件設定回路
33 記憶回路
34 受光制御回路
35 解析回路
36 通信回路
40 通知装置
41 表示装置
42 スピーカ
141 長距離投射光学系
142 短距離投射光学系
143 中距離投射光学系
410、420、430 レンズ
Claims (18)
- 位相変調型の空間光変調素子を有し、前記空間光変調素子の表示部に表示された位相分布に対応するパターンを形成させる投射光を少なくとも二つの投射領域に向けて投光する投光手段と、
前記投光手段によって投光された投射光によって形成されるパターンを含む領域を撮像する受光手段と、
前記投光手段からの投光を制御するとともに、前記受光手段によって撮像された撮像データを解析して前記投射領域における対象物の有無を前記投射領域ごとに検証し、検出された対象物との距離を計測する制御手段とを備える距離測定システム。 - 前記投光手段は、
前記空間光変調素子の表示部に向けて光を出射する光源と、
前記空間光変調素子の表示部によって反射された光を前記投射領域に向けて投射する投射光学系とを有し、
前記投射光学系は、
第1の投射領域に向けて第1の投射角で第1の投射光を投光する第1の光学系と、
第2の投射領域に向けて第2の投射角で第2の投射光を投光する第2の光学系とを含む請求項1に記載の距離測定システム。 - 前記第1の投射領域は前記第2の投射領域よりも遠方に設定され、
前記第1の投射領域は前記第2の投射領域よりも小さく設定される請求項2に記載の距離測定システム。 - 前記第2の光学系は、前記第2の投射角で投光するレンズを含む請求項2または3に記載の距離測定システム。
- 前記第1の光学系は、前記第1の投射角で投光するレンズを含む請求項4に記載の距離測定システム。
- 前記制御手段は、
前記空間光変調素子の表示部を構成する複数の表示領域を、前記第1の投射光によって形成されるパターンに対応する位相分布を表示させる第1の画素群と、前記第2の投射光によって形成されるパターンに対応する位相分布を表示させる第2の画素群とに割り当てて前記第1の画素群および前記第2の画素群に位相分布を表示させ、
前記投光手段は、
前記第1の画素群で反射された光を前記第1の光学系に導いて前記第1の投射光として投光し、前記第2の画素群で反射された光を前記第2の光学系に導いて前記第2の投射光として投光する請求項2乃至5のいずれか一項に記載の距離測定システム。 - 前記投光手段は、
前記第1の投射領域および前記第2の投射領域とは異なる第3の投射領域に向けて第3の投射角で第3の投射光を投光する第3の光学系を含む請求項2に記載の距離測定システム。 - 前記第1の投射領域は前記第3の投射領域よりも遠方に設定されるとともに、前記第3の投射領域は前記第2の投射領域よりも遠方に設定され、
前記第1の投射領域は前記第3の投射領域よりも小さく設定されるとともに、前記第3の投射領域は前記第2の投射領域よりも小さく設定される請求項7に記載の距離測定システム。 - 前記第3の光学系は、前記第3の投射角で投光するレンズを含む請求項8に記載の距離測定システム。
- 前記制御手段は、
前記空間光変調素子の表示部を構成する複数の表示領域を、前記第1の投射光によって形成されるパターンの位相分布を表示させる第1の画素群と、前記第2の投射光によって形成されるパターンの位相分布を表示させる第2の画素群と、前記第3の投射光によって形成されるパターンの位相分布を表示させる第3の画素群とに割り当て、
前記投光手段は、
前記第1の画素群で反射された光を前記第1の光学系に導いて前記第1の投射光として投光し、前記第2の画素群で反射された光を前記第2の光学系に導いて前記第2の投射光として投光し、前記第3の画素群で反射された光を前記第3の光学系に導いて前記第3の投射光として投光する請求項7乃至9のいずれか一項に記載の距離測定システム。 - 前記制御手段は、
前記第1の投射光、前記第2の投射光および前記第3の投射光によって形成されるパターンの位相分布を前記空間光変調素子の表示部に異なるタイミングで表示させるように前記投光手段を制御し、
前記第1の投射光の反射光が入射する期間は前記第1の投射光の反射光を受光し、前記第2の投射光の反射光が入射する期間は前記第2の投射光の反射光を受光し、前記第3の投射光の反射光が入射する期間は前記第3の投射光の反射光を受光するように前記受光手段を制御する請求項7乃至10のいずれか一項に記載の距離測定システム。 - 前記制御手段は、
前記投射領域においてスポット光を形成する位相分布を前記空間光変調素子の表示部に表示させ、前記投光手段から前記スポット光を投光させる制御をし、
前記受光手段が撮像した撮像データに含まれる前記スポット光を用いて対象物の検出および距離の計測を含む解析を行う請求項1乃至11のいずれか一項に記載の距離測定システム。 - 前記制御手段は、
前記投射領域においてパターン光を形成する位相分布を前記空間光変調素子の表示部に表示させ、前記投光手段から前記パターン光を投光させる制御をし、
前記受光手段が撮像した撮像データに含まれる前記パターン光を用いて対象物の検出および距離の計測を含む解析を行う請求項1乃至11のいずれか一項に記載の距離測定システム。 - 前記制御手段の解析結果を通知する通知手段を備える請求項1乃至13のいずれか一項に記載の距離測定システム。
- 前記通知手段は、
前記制御手段の解析結果を表示情報によって通知する請求項14に記載の距離測定システム。 - 前記通知手段は、
前記制御手段の解析結果を音声情報によって通知する請求項14に記載の距離測定システム。 - 位相変調型の空間光変調素子の表示部に表示された位相分布に対応するパターンを形成させる投射光を少なくとも二つの投射領域に向けて投光し、
投光された投射光によって形成されるパターンを含む領域を撮像し、
撮像された撮像データを解析して前記投射領域における対象物の有無を前記投射領域ごとに検証し、
検出された対象物との距離を計測する距離測定方法。 - 位相変調型の空間光変調素子の表示部に表示された位相分布に対応するパターンを形成させる投射光を少なくとも二つの投射領域に向けて投光する処理と、
投光された投射光によって形成されるパターンを含む領域を撮像する処理と、
撮像された撮像データを解析して前記投射領域における対象物の有無を前記投射領域ごとに検証する処理と、
検出された対象物との距離を計測する処理とをコンピュータに実行させるプログラムを記録させたプログラム記録媒体。
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