WO2008075632A1

WO2008075632A1 - 複眼測距装置の検査方法および検査装置並びにそれに用いるチャート

Info

Publication number: WO2008075632A1
Application number: PCT/JP2007/074173
Authority: WO
Inventors: Norihiro Imamura
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2008-06-26
Also published as: JP2010048553A

Abstract

　複眼測距装置の距離情報を精度良く取得できる検査方法を実現する。　複数の撮像光学系間の視差によって撮像視野内の距離分布情報を取得する測距装置用のチャート（Ｃ１）において、所定の幾何学的パターン、例えば円形パターン（Ａ０）を２次元的にアレイ状に配列し、いずれの配列方向も該撮像光学系の基線方向に対して所定の角度（θ１、θ２）を成すように設定することで、該撮像光学系の撮像面に結像される該幾何学的パターンにおいて、幾何学的パターンの基線方向のピッチが測距範囲の最短距離から求められる視差よりも大きくなるように設定する。

Description

明細書

複眼測距装置の検查方法および検查装置並びにそれに用いるチャート技術分野

[0001] 本発明は、複数の撮像光学系間の視差によって測定対象物までの距離を測る複眼測距装置の測距精度を評価するための検査方法および検査装置並びにそれに用いるチャートに関する。

背景技術

[0002] 一対の撮像光学系を有する撮像装置により測定対象物を撮像し、左右画像または上下画像の 2つの画像を取得する複眼測距装置は、三角測量の原理を用いて測定対象物までの距離を算出する。このような複眼測距装置は、自動車の車間距離測定や、カメラの自動焦点システム、 3次元形状測定システムに用いられている。

[0003] 図 1は複眼測距装置の三角測量について説明する図である。図 1において、 G1は第 1の撮像光学系の撮像レンズ、 N1は第 1撮像光学系の撮像面、 G2は第 2の撮像光学系の撮像レンズ、 N2は第 2撮像光学系の撮像面である。ここで、測定対象物 O 上の点 Pを測定点とし、この点が第 1の撮像光学系の光軸上に位置する場合、点 Pは第 1の撮像光学系では光軸 al上の撮像面に結像され、第 2の撮像光学系では、光軸 a2から基線方向に Δだけ離れた撮像面に結像される。ここで、撮像レンズから点 P までの距離を Zとし、 2つの撮像光学系 Gl、 G2の光軸間距離である基線長を Dとし、撮像レンズの焦点距離を f (Gl、 G2とも同一とする）とし、視差量を Δとすると、次の様な近似式が成立する。

[0004] 國

Ζ

[0005] Δは第 1の撮像光学系から得られた画像と第 2の撮像光学系から得られた画像をパターンマッチングすることで抽出できるので、（数 1)を変形する事により点までの距離 Ζを抽出することが可能である。パターンマッチングの相関度は第 1の撮像光学系から得られる基準画像の小領域と第 2の撮像光学系から得られる参照画像の小領域との間の各画素の輝度の差分（絶対値）の総和である評価関数 SAD (Sum of Absolute Difference)によって求められる。ここで、小領域の演算ブロックサイズを m X n画素とすると、 SADは（数 2)によって求めることができる。

[0006] [数 2]

〉〉 |/0(χ + ζ·, + 7 )- I\\x -{- dx -{- i,y + j

;"=0ゾ =0

[0007] (数 2)において、 x、 yは撮像面の座標であり、 10、 IIはそれぞれ括弧内で示した座標における基準画像の輝度値と参照画像の輝度値である。図 2は SAD演算について説明する図である。 SAD演算では、基準画像の基準ブロック領域に対して参照画像の探索ブロック領域の位置を図 2のように基線方向に dxだけずらしながら演算し、 SADが極小値となるが（数 1)の視差量 Δとなる。 SADは任意の座標で演算できるので、撮像視野内の全領域の距離情報を取得することができる。

[0008] 複眼測距装置では、撮像光学系や撮像素子等の持つ性能ばらつきや組立誤差、校正誤差等に起因して取得した距離情報がばらついてしまうため、測距精度が定められた規格内に入っているかどうかを検査する工程が必要となる。

[0009] 複眼測距装置の測距精度を検査するためのチャートとしては、図 3に示すような 2階調の格子パターンが描かれたチャート C2や、特許文献 1のように複数の階調の輝度パターンをランダムに配列して描かれたものが知られている。

特許文献 1 :特開 2001— 091247号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 複眼測距装置で測定対象物を撮像したときに得られる視差量は、測定対象物までの距離によって変化するため、 SADの探索範囲は測距対象範囲の最長距離から最短距離まで撮像したとき得られる視差の範囲をカバーするように設定する必要がある。一方、測距の面分解能を上げるにはチャートのパターンを細力べする必要があるが、図 3のような格子パターンのチャートにおいて、格子パターンのピッチを細かく設定すると、撮像面で結像される格子パターンのピッチも細力べなり、 SADの探索範囲が広ければ、探索範囲内に格子パターンが複数存在することになるため、 SADの探索範囲内にマッチング箇所が複数出現し、正しく視差を検出することができない。よつて、視差を正しく検出するためには、探索範囲内におけるマッチング箇所が 1つになるように格子パターンのピッチを大きく設定しなければならない。ところ力格子バターンのピッチを大きく設定すると、演算ブロックサイズが格子パターンよりも小さく設定された場合では、演算ブロック内にコントラストが存在しない箇所が発生しパターンマツチングができなくなるため、その箇所では測距ができないという問題が生じる。逆に演算ブロック内に必ずコントラストが存在するようにするには、演算ブロックサイズを大きくしなければならないため、測距の面分解能が下がってしまうという問題がある。

[0011] また、 SAD演算において測距対象物のコントラストが高い場合は極小値が鮮鋭に現れるが、対象物のコントラストが低い場合は極小値が鮮鋭に現れないため検出しにくくなる。従って、輝度パターンがランダムに配列されたチャートでは、隣接する輝度パターンのコントラストが場所によって異なるため、 SAD演算によるパターンマツチングの精度がコントラストに応じてばらつく場合や、ランダム配列によって探索範囲内に周期性のある輝度パターンが偶然存在してしまうと、ほぼ等しい極小値が探索範囲内に複数存在してしまい、正しく測距できなレ、箇所が発生すると!/、う問題が生じる。

[0012] 本発明の目的はこのような問題を解決し、撮像視野内の全領域を精度良く検査できるチャートと検査方法及び検査装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0013] 前記課題を解決するために、本発明の複眼測距装置の検査方法は、少なくとも 2つの撮像光学系間の視差によって測定対象物までの距離情報を取得する複眼測距装置の測距精度を評価する検査方法であって、前記撮像光学系の光軸上で前記撮像光学系から所定距離にチャートを配置する配置工程と、前記複眼測距装置によって前記チャートまでの距離を測定する測定工程と前記所定距離と前記測定された距離との差分を算出し、算出した差分が予め定められた値の範囲内にあるか否かを評価する評価工程とを有し、前記配置工程では、所定の幾何学的パターンが 2つの配列方向に 2次元的に配列された、かつ、前記 2つの配列方向が前記 2つの撮像光学系間の基線方向に対して所定の角度傾いたチャートを前記所定距離に配置し、前記測定工程では、前記少なくとも 2つの撮像光学系の撮像面に結像された同一の前記幾何学的パターンの基線方向における各結像位置のずれから、前記チャートまでの距離を測定する。

[0014] また、前記配置工程では、前記所定の角度が、前記撮像光学系により撮像された画像上にお!/、て、前記幾何学的パターンの前記基線方向のピッチが前記所定距離における前記視差よりも大きくなるような角度であるチャートを配置することが好ましい

[0015] 上記検査方法により、前記幾何学的パターンとその配列ピッチを適正に設定することで、全ての演算ブロックに必ずコントラストが存在するように調節することができ、 SA Dの探索範囲内では探索ブロックのパターンを基準画像の基準ブロックのパターンに対して常に異ならせることができるため、撮像視野内の全ての領域の距離情報を精度良く取得することが可能となる。

[0016] また、前記配置工程では、前記幾何学的パターンの階調が前記基線方向に周期的に変化しているチャートを配置することが好ましい。また、前記配置工程では、前記幾何学的パターンの形状が前記基線方向に周期的に変化しているチャートを配置すること力 S好ましい。また、前記配置工程では、前記幾何学的パターンの大きさが前記基線方向に周期的に変化しているチャートを配置することが好ましい。また、前記配置工程では、前記幾何学的パターンの向きが前記基線方向に周期的に変化して V、るチャートを配置することが好ましレ、。

[0017] これらにより、 SAD演算値において最も小さい極小値とその前後に存在する極小値との差を大きくすることができ、視差を誤検出する確率を減少させることができる。

[0018] また、前記測定工程及び前記評価工程では、前記撮像面に結像した前記幾何学的パターンにおいてコントラストが存在するように前記撮像面を分割したブロックごとに処理を繰り返し、前記検査方法は、さらに、前記評価工程において前記差分が予め定められた値の範囲内にあると評価された前記ブロックの数が予め定められた数以上である場合に、前記複眼測距装置を検査合格と判別する判別工程を有すことが好ましい。

[0019] これにより、任意のブロックサイズ、つまり、任意の面分解能で、撮像視野内の全域において測距精度を評価することが可能となる。また、各ブロックの評価結果に基づいて、複眼測距装置の測距精度を検査することで、高精度に検査することが可能とな

[0020] また、本発明のチャートは、上記複眼測距装置の検査方法に用いるチャートであつて、幾何学的パターンが 2つの配列方向に 2次元的に配列されたチャートである。

[0021] また、本発明は、少なくとも 2つの撮像光学系間の視差によって測定対象物までの距離情報を取得する複眼測距装置の測距精度を評価する検査装置であって、前記撮像光学系の光軸上で前記撮像光学系から所定距離に配置されたチャートと、前記所定距離を記憶する記憶手段と、前記複眼測距装置によって測定された前記チヤ一トまでの測定距離を取得する測定距離取得手段と、前記所定距離と前記測定距離との差分が、予め定められた値の範囲内にあるか否かを評価する評価手段とを備え、前記チャートは所定の幾何学的パターンが 2つの配列方向に 2次元的に配列されたものであり、前記 2つの配列方向が前記 2つの撮像光学系間の基線方向に対して所定の角度を成すように配置されている複眼測距装置の検査装置として実現してもよい。

[0022] さらに、上記複眼測距装置の検査方法に含まれる評価工程及び判別工程をコンビユータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプロダラムは、 CD— ROM (Compact Disc-Read Only Memory)等の記録媒体ゃィンターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができる。

発明の効果

[0023] 本発明により、撮像視野内の全域において任意の面分解能で距離情報を取得することが可能となり、高精度に複眼測距装置の測距精度を検査することが可能となる

〇

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]図 1は、複眼測距装置の三角測量について説明する図である。

[図 2]図 2は、 SAD演算について説明する図である。

[図 3]図 3は、従来の格子パターンチャートを示す図である。

[図 4A]図 4Aは、本発明に係る測距用チャートの説明図である。園 4B]図 4Bは、本発明に係る検査方法の説明図である。

園 5A]図 5Aは、本発明に係る測距用チャートの撮像パターンを示す図である。園 5B]図 5Bは、本発明に係る測距用チャートの撮像パターンを示す図である。園 6]図 6は、本発明に係る測距用チャートを用いた時の SAD演算について説明する図である。

園 7A]図 7Aは、本発明に係る繰返し周期に基づいた傾きの設定方法について説明する図である。

園 7B]図 7Bは、本発明に係る繰返し周期に基づいた傾きの設定方法について説明する図である。

園 8]図 8は、本発明に係る検査装置の機能構成を示すブロック図である。

園 9]図 9は、検査装置による複眼測距装置の測距精度を評価する処理手順を示したフローチャートである。

園 10]図 10は、本発明に係る測距用チャートの撮像パターンを示す図である。

[図 11]図 1 1は、本発明に係る測距用チャートの撮像パターンを示す図である。園 12]図 12は、本発明に係る測距用チャートの撮像パターンを示す図である。園 13]図 13は、本発明に係る測距用チャートの撮像パターンを示す図である。園 14A]図 14Aは、本発明に係る測距用チャートを用いた時の SAD演算について説明する図である。

園 14B]図 14Bは、本発明に係る測距用チャートを用いた時の SAD演算について説明する図である。

符号の説明

C I , C2 チヤ一卜

AO 測距チャート上の円形パターン

A1 撮像面上に結像された円形パターン

A2〜A6 撮像面上に結像された幾何学的パターン

θ 1 , Θ 2, Θ 3 円形パターン配列方向の基線方向と成す角

L 基準画像の演算ブロック

V 参照画像の演算ブロック SI , S2 SAD演算の探索範囲

bl , b2 幾何学的パターンの基線方向の繰り返し同期

Δ 1 , Δ 2 視差量

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

[0027] (実施の形態 1)

図 4Aは本発明の実施形態に係る測距評価用のチャート C1の構成例を示す図である。チャート C1は、例えばシート状の媒体にパターンを印刷したもの、画像表示モ二ターによってパターンを表示したもの、投影機によってスクリーン上にパターンを投影したもの等である。図 4Aでは、幾何学的パターンとして円形パターン AOを、 2つの配列方向 x、 yに 2次元的にアレイ状に配列している。幾何学的パターンとしては円形に限らず、三角形、矩形、多角形等の幾何学的パターンとしてもよい。図 4Aにおいて、配列方向 Xはチャートの底辺に対して θ 1だけ傾けてあり、もう 1つの配列方向 y は底辺に対して Θ 2だけ #|けてある。

[0028] 図 4Bは、本実施の形態に係る複眼測距装置の検査方法を示す上面図である。 C1 はチャートであり、 1は複眼撮像装置である。 2a、 2bは、それぞれ第 1の撮像光学系および第 2の撮像光学系であり、 3a、 3bは、第 1の撮像光学系および第 2の撮像光学系のそれぞれに対応する第 1の撮像素子および第 2の撮像素子である。チャート C 1は、撮像光学系の光軸上であって、各撮像光学系から距離 Zだけ離して配置している。また、チャートの底辺が複眼測距装置の 2つの撮像光学系の光軸間の基線方向と平行になるように配置する。

[0029] 図 4Aにおいて、 B1は、円形パターンの底辺方向（基線方向）のピッチ、即ち、基線方向にみた時の円形パターンの位置が一致する繰り返し周期であり、前記 Θ 1を変ィ匕させることで B1を変ィ匕させること力 Sできる。

[0030] 図 5Aは、図 4Aのチャートを複眼測距装置で撮像したときに第 1の撮像光学系の撮像面で形成される結像パターンの一部と、第 2の撮像光学系の撮像面で形成される結像パターンの一部を示している。 A1は撮像面上に結像された円形パターンであり、blは撮像面上において基線方向と直交する直交軸方向の円形パターンの位置が一致するときの基線方向の繰り返し周期である。なお、撮像パターンはチャートのパターンに対して上下左右反転して結像されるため、図 5Aに示している θ 1は図 4Aの θ 1と等しくなる。また、図 5Aにおいて破線によって形成されたマス目の一つは複数の画素で構成された演算ブロックである。図 4Aのチャートのパターンの大きさと配列ピッチを適正に設定することで、全ての演算ブロックに必ずコントラストが存在するように設定することができる。

[0031] ここで、図 5Aを基準画像とし、図 5Bを参照画像とする。図 5Aの基準画像の演算ブロック Lに着目すると、図 5Bの参照画像の演算ブロック L'は S1で示した SAD演算の探索範囲で演算される。従って、周期 blの値が SAD演算の探索範囲 S 1よりも大きくなるように図 4Aのチャートの周期 B1を設定すれば、 SAD演算の探索範囲内では探索ブロックのパターンを基準画像の基準ブロックのパターンに対して常に異ならせることができ、パターンが一致する箇所は一箇所のみとなる。

[0032] 次に前記 SAD演算について説明する。図 6は前記 SAD演算値の変化を示したグラフであり、横軸は探索位置、縦軸は SAD演算値である。図 6における bl、 Sl、 Δ 1 は図 5Bで示した符号に対応しており、探索範囲 S Iで SAD演算値が最も小さくなる探索位置が視差量 Δ 1である。また、図 5Aの円形パターンは基線方向と直交する直交軸方向に少しずつずれて結像されているため、 SAD演算値の極小値は図 6のように探索範囲内に複数出現する。また、探索範囲に制限がなければ、図 6の破線で示した SAD演算値のように最も小さい極小値も周期 blで繰り返し出現する力探索範囲 S 1を周期 blより小さく設定することにより探索囲内に最も小さい極小値は 1つしか存在しなくなり、視差量を誤検出することはない。したがって、本実施の形態の検査方法によれば、複眼撮像装置の測距精度を高精度に検査することが可能となる。

[0033] ここで、 SAD演算の探索範囲 S1の範囲内でパターンの一致する箇所が一箇所のみとなるように、基線方向からのパターンの傾き Θ 1を設定する方法について説明す

[0034] 図 7A及び図 7Bは繰返し周期 blに基づいた傾き θ 1の設定方法について説明する図である。

[0035] 図 7Aは、円形パターンの配列方向の一つが基線方向と平行となるようなチャートを複眼測距装置で撮像した場合に、撮像光学系の撮像面で形成される結像パターンの一部の一例である。なお、パターンの配列方向とは、隣り合うパターンの距離が最小となるように、パターンが並ぶ方向のことをいう。始めに、 SAD演算の探索範囲 S 1 よりも大きくなるような繰返し周期 blの長さを決定する。ここで探索範囲 S1は、測距装置の仕様によって予め決まっている。次に、一つの円形パターン（図では 2列目の一番左の円形パターン)を選択する。そして、図に示されるように、選択された円形パターンの中心からの距離が繰返し周期 Mの長さと等しくなる隣接する列の円形バターン（図では 1列目の左から 6番目）の中心と、選択された円形パターンの中心とを線で結ぶ。このようにして結ばれた線分と基線方向とのなす角力設定すべきパターンの傾き θ 1となる。即ち、図 7Aにおいて撮像されたチャートのパターンを、 θ 1だけ半時計方向に回転させたチャートが、 SAD演算の探索範囲 S 1の範囲内でパターンの一致する箇所が一箇所のみとなるようなチャートとなる。

[0036] 図 7Bは、図 7Aにおいて撮像されたチャートのパターンを、 θ 1だけ半時計方向に回転させたチャートを複眼測距装置で撮像した場合に、撮像光学系の撮像面で形成される結像パターンの一部の一例である。図に示されるように、パターンの配列方向の一つと基線方向とのなす角は Θ 1となっている。その結果、円形パターンの基線方向のピッチ、即ち、基線方向にみた時の円形パターンの位置が一致する繰り返し周期は、 blとなっている。従って、繰り返し周期 blより短い探索範囲 S1で、基線方向に探索する限りは、パターンが一致する箇所は 1箇所のみとなる。

[0037] 図 8は、本実施の形態に係る検査装置 100の機能構成を示すブロック図である。この検査装置 100は、チャート Cl、入力部 101、表示部 102、制御部 110 (測定距離取得部 103、記憶部 104、評価部 105)を備えている。

[0038] チャート C1は、前述の通りパターンに特徴を有しており、例えばシート状の媒体にノターンを印刷したもの、画像表示モニターによってパターンを表示したもの、投影機によってスクリーン上にパターンを投影したもの等である。

[0039] 入力部 101は、例えばキーボードやマウスなどで構成されており、オペレータからの操作を受け付けて、その操作結果を制御部 110などに通知する。

[0040] 表示部 102は、例えば液晶ディスプレイ等で構成されており、記憶部 104等に格納されて!/、るデータを表示したりする。

[0041] 測定距離取得部 103は、例えば CPU (Central Processing Unit)や RAM (Ra ndom Access Memory)等で実現される処理部であり、複眼測距装置 200が測定した演算ブロック又は画素ごとのチャートまでの距離を取得する。

[0042] 記憶部 104は、例えば読み書き可能なメモリ等からなり、配置距離データ 104aを記憶する記憶手段の一例である。ここで、配置距離データ 104aとは、複眼測距装置 20 0の備える撮像光学系とチャート C1との距離 Zを示す情報である。この配置距離データ 104aが保持する距離情報は、実測した距離をオペレータが入力部 101を介して入力することや、チャート C1の位置を位置センサ等から取得すること等により得られる情報であり、評価の元となる正確な距離を示す。

[0043] 評価部 105は、例えば CPUや RAM等で実現される処理部であり、測定距離取得部 103が取得した距離と、記憶部 104に格納された配置距離データ 104aが保持する距離との差分を評価する。

[0044] 次に、以上のように構成された本実施の形態における検査装置 100の基本的な動作について説明する。

[0045] 図 9は、検査装置 100による複眼測距装置 200の測距精度を評価する処理手順を示したフローチャートである。

[0046] まず、測定距離取得部 103は、以下で行う良否判定がまだ行われて!/、な!/、演算ブロックを選択する（S101)。次に、測定距離取得部 103は、複眼測距装置 200から選択した演算ブロックの測定距離を取得する（S102)。続いて、評価部 105は、選択した演算ブロックに対応する複眼測距装置 200からチャート C1までの配置距離を、記憶部 104に格納された配置距離データ 104aから取得する（S 103)。

[0047] そして、評価部 105は、ステップ S102で取得した測定距離とステップ S 103で取得した配置距離との差分を算出する（S104)。続いて、算出された差分が、予め定められた値の範囲以内、例えば距離 Zに対して ± 5%の範囲以内であるか否かを判定する（S105)。ここで、算出された差分が、予め定められた値の範囲以内である場合（S 105で Yes)、評価部 105は、選択した演算ブロックは良であると判定する（S 106)。一方、算出された差分が、予め定められた値の範囲以内でない場合（S105で No)、評価部 105は、選択した演算ブロックは不良であると判定する（S107)。

[0048] 続いて、評価部 105は、判定すべき演算ブロックの全てについて、判定が終了したかを判別する（S108)。ここで、全ての演算ブロックについて判定が終了していないと判別された場合は（S108で No)、再びステップ S 101に戻り、演算ブロックの選択から処理を繰り返す。一方、全ての演算ブロックについて判定が終了したと判別された場合（S 108で Yes)、評価部 105は、ステップ S 106で良と判定された演算ブロックの数（良判定ブロック数) Pを算出する（S109)。ここで、算出された良判定ブロック数 p が予め定められた値である良否判定値以上、例えば、評価の対象となる全ての演算ブロックの 95%のブロック数以上の場合（S110で Yes)、評価部 105は、検査の対象となった複眼測距装置 200を検査合格として（S111)、処理を終了する。一方、算出された良判定ブロック数 pが予め定められた値である良否判定値未満の場合（S 110 で No)、評価部 105は、検査の対象となった複眼測距装置 200を検査不合格として（ S 112)、処理を終了する。

[0049] 以上の処理によって、撮像視野内の全域において演算ブロックごとに距離情報を取得することができる。そして、取得した距離情報と実際の距離情報との差分を評価することで、高精度に複眼測距装置の測距精度を検査することが可能となる。

[0050] なお、本実施の形態では、チャートの底辺を基線方向に平行に配置した力底辺に平行に幾何学的パターンを配置したチャートを用いても、チャートの底辺を複眼撮像装置の基線方向に対して Θ 1だけ傾けて配置すれば同様の効果が得られる。即ち、幾何学的パターンの配列方向と複眼測距装置の基線方向とを Θ 1だけ傾けさせれば良い。

[0051] (実施の形態 2)

図 10はチャートの幾何学的パターンの階調を基線方向に周期的に変化させた場合の第 1の撮像光学系の撮像面で形成される結像パターンの一部を示している。図 10において、 A1と A2はそれぞれ階調の異なる円形パターンであり、配列方向の 1 つが基線方向に対して Θ 3だけ傾いている。図 10ではチャートの円形パターンの階調を 2種類として基線方向に交互に配列した構成としている力 3種類以上の階調によって周期的に変化させてもよい。測距範囲の最短距離で得られる視差量が大きくノターンの配列方向と基線方向とが成す角を小さくしなければならない場合には、前記の実施の形態 1のようにアレイ状に配列されたパターンが全て同じ階調であると、 S AD演算値の最も小さレ、極小値と隣接する極小値との差が小さくなつてしまい、視差量を誤検出してしまう可能性がある。

[0052] 図 14A及び図 14Bは、幾何学的パターンの配列方向の基線方向と成す角が小さい場合の SAD演算を示す図であり、 Δ 2は視差量、 S2は SAD演算の探索範囲、 b2 は撮像面上において基線方向と直交する直交軸方向の円形パターンの位置が一致するときの基線方向の繰り返し周期である。図 14Aは、同じ階調でパターンを配列した場合の SAD演算を示す図であり、図 14Bは本実施例のようにパターンの階調を交互に配列した場合の SAD演算を示す図である。パターンの階調を基線方向に交互に繰り返すことにより、 SAD演算値は図 14Bのように隣接する極小値の差を大きくすること力 Sできる。従って、最も小さい極小値とその前後に隣接する極小値との差も図 1 4Aと比べて大きくすることができ、視差量を誤検出する可能性を低減することができ

[0053] (実施の形態 3)

図 11はチャートの幾何学的パターンの形状を基線方向に周期的に変化させた場合の第 1の撮像光学系の撮像面で形成される結像パターンの一部を示している。図 11において、 A1と A3はそれぞれ形状の異なるパターンであり、配列方向の 1つが基線方向に対して Θ 3だけ傾いている。図 11ではチャートの円形パターンと正方形ノターンを基線方向に交互に繰り返した構成としている力 3種類以上の形状によつて周期的に変化させてもよい。本実施形態も実施の形態 2と同様にパターンの配列方向の基線方向と成す角が小さい場合に SAD演算における最も小さい極小値とその前後に隣接する極小値との差を大きくすることができ、視差量を誤検出する可能性を低減すること力 Sできる。

[0054] (実施の形態 4)

図 12はチャートの幾何学的パターンの大きさを基線方向に周期的に変化させた場合の第 1の撮像光学系の撮像面で形成される結像パターンの一部を示している。図 12において、 A1と A4はそれぞれ大きさの異なるパターンであり、配列方向の 1つが基線方向に対して θ 3だけ傾いている。図 12ではチャートの円形パターンの大きさを 2種類として基線方向に交互に繰り返した構成としている力 3種類以上の大きさによつて周期的に変化させてもよい。本実施形態も実施の形態 2と同様にパターンの配列方向の基線方向と成す角が小さい場合に SAD演算における最も小さい極小値とその前後に隣接する極小値との差を大きくすることができ、視差量を誤検出する可能十生を低減すること力 Sできる。

[0055] (実施の形態 5)

図 13はチャートの幾何学的パターンの向きを基線方向に周期的に変化させた場合の第 1の撮像光学系の撮像面で形成される結像パターンの一部を示している。図 13 において、 A5と A6はそれぞれ向きの異なるパターンであり、配列方向の 1つが基線方向に対して Θ 3だけ傾いている。図 13ではチャートの正方形パターンの向きを 2種類として基線方向に交互に繰り返した構成としている力 3種類以上の向きによって周期的に変化させてもよい。本実施形態も実施の形態 2と同様にパターンの配列方向の基線方向と成す角が小さい場合に SAD演算における最も小さい極小値とその前後に隣接する極小値との差を大きくすることができ、視差量を誤検出する可能性を低減すること力 Sでさる。

[0056] 以上のように、実施の形態 1〜5の検査方法を用いることにより、任意の演算ブロックサイズで撮像視野内全域の距離情報を取得できる。したがって、領域毎に良否規格を設定した検査や、取得データの分布状態に良否規格を設定した検査などが可能となる。

産業上の利用可能性

[0057] 本発明に係る複眼測距装置の検査方法は、車載用、監視カメラ用、 3次元形状測定システム用等の複眼測距装置の測距精度の検査に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 少なくとも 2つの撮像光学系間の視差によって測定対象物までの距離情報を取得する複眼測距装置の測距精度を評価する検査方法であって、

前記撮像光学系の光軸上で前記撮像光学系から所定距離にチャートを配置する配置工程と、

前記複眼測距装置によって前記チャートまでの距離を測定する測定工程と、前記所定距離と前記測定された距離との差分を算出し、算出した差分が予め定められた値の範囲内にあるか否かを評価する評価工程とを有し、

前記配置工程では、所定の幾何学的パターンが 2つの配列方向に 2次元的に配列された、かつ、前記 2つの配列方向が前記 2つの撮像光学系間の基線方向に対して所定の角度傾いたチャートを前記所定距離に配置し、

前記測定工程では、前記少なくとも 2つの撮像光学系の撮像面に結像された同一の前記幾何学的パターンの基線方向における各結像位置のずれから、前記チャートまでの距離を測定する

複眼測距装置の検査方法。

[2] 前記配置工程では、前記所定の角度が、前記撮像光学系により撮像された画像上において、前記幾何学的パターンの前記基線方向のピッチが前記所定距離における前記視差よりも大きくなるような角度であるチャートを配置する

請求項 1に記載の複眼測距装置の検査方法。

[3] 前記配置工程では、前記幾何学的パターンの階調が前記基線方向に周期的に変化して!/、るチャートを配置する

請求項 1に記載の複眼測距装置の検査方法。

[4] 前記配置工程では、前記幾何学的パターンの形状が前記基線方向に周期的に変化して!/、るチャートを配置する

請求項 1に記載の複眼測距装置の検査方法。

[5] 前記配置工程では、前記幾何学的パターンの大きさが前記基線方向に周期的に変化してレ、るチャートを配置する

請求項 1に記載の複眼測距装置の検査方法。

[6] 前記配置工程では、前記幾何学的パターンの向きが前記基線方向に周期的に変化して!/、るチャートを配置する

請求項 1に記載の複眼測距装置の検査方法。

[7] 前記測定工程及び前記評価工程では、前記撮像面に結像した前記幾何学的バターンにおいてコントラストが存在するように前記撮像面を分割したブロックごとに処理を繰り返し、

前記検査方法は、さらに、前記評価工程において前記差分が予め定められた値の範囲内にあると評価された前記ブロックの数が予め定められた数以上である場合に、前記複眼測距装置を検査合格と判別する判別工程を有す

請求項 1に記載の複眼測距装置の検査方法。

[8] 少なくとも 2つの撮像光学系間の視差によって測定対象物までの距離情報を取得する複眼測距装置の測距精度を評価する検査で用いるチャートであって、

前記チャートは所定の幾何学的パターンが 2つの配列方向に 2次元的に配列されたものであり、前記 2つの配列方向が前記 2つの撮像光学系間の基線方向に対して所定の角度傾くように配置されている

複眼測距装置の検査に用いるチャート。

[9] 前記所定の角度は、前記撮像光学系により撮像された画像上において、前記幾何学的パターンの前記基線方向のピッチが前記所定距離における前記視差よりも大きくなるような角度である

請求項 8に記載の複眼測距装置の検査に用いるチャート。

[10] 前記幾何学的パターンの階調が前記基線方向に周期的に変化している

請求項 8に記載の複眼測距装置の検査に用いるチャート。

[11] 前記幾何学的パターンの形状が前記基線方向に周期的に変化している

請求項 8に記載の複眼測距装置の検査に用いるチャート。

[12] 前記幾何学的パターンの大きさが前記基線方向に周期的に変化している

請求項 8に記載の複眼測距装置の検査に用いるチャート。

[13] 前記幾何学的パターンの向きが前記基線方向に周期的に変化している

請求項 8に記載の複眼測距装置の検査に用いるチャート。少なくとも 2つの撮像光学系間の視差によって測定対象物までの距離情報を取得する複眼測距装置の測距精度を評価する検査装置であって、

前記撮像光学系の光軸上で前記撮像光学系から所定距離に配置されたチャートと前記所定距離を記憶する記憶手段と、

前記複眼測距装置によって測定された前記チャートまでの測定距離を取得する測定距離取得手段と、

前記所定距離と前記測定距離との差分が、予め定められた値の範囲内にあるか否かを評価する評価手段とを備え、

前記チャートは所定の幾何学的パターンが 2つの配列方向に 2次元的に配列されたものであり、前記 2つの配列方向が前記 2つの撮像光学系間の基線方向に対して所定の角度を成すように配置されている

複眼測距装置の検査装置。