WO2022259594A1 - 測距装置、および測距方法 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a rangefinder and a rangefinder method.
- a distance measuring device that acquires distance information of a distance measurement object by irradiating a distance measurement object with a slit-shaped irradiation light and detecting reflected light from the distance measurement object with a sensor (see Patent Document 1).
- rangefinders irradiate irradiation light within a range-finding area of a predetermined size, and the sensing range of the sensor is also predetermined. Therefore, it is difficult to control the distance measurement state to a desired state.
- a distance measuring device includes an irradiation unit that emits slit-shaped irradiation light, a sensor unit that detects the irradiation light irradiated to a distance measurement object, and based on the detection result of the sensor unit
- An image processing unit that generates distance information of an object for distance measurement, calculates a target area for distance measurement according to the size of the object for distance measurement, and determines the irradiation range of light emitted by the irradiation unit and the sensing range of the sensor unit. and a control unit for setting a range according to the target area.
- a distance measurement method includes emitting slit-shaped irradiation light, detecting the irradiation light applied to the object for distance measurement, and performing distance measurement based on the detection result of the irradiation light. Generating distance information of an object, calculating a distance measurement target area according to the size of the distance measurement object, and adjusting the irradiation range and the sensing range of the irradiation light to the range according to the target area. and setting.
- a distance measurement target area is calculated according to the size of the distance measurement object, and the illumination range and the sensing range of the illumination light are calculated. , set the range according to the target area.
- FIG. 10 is an explanatory diagram showing an outline of a range finding method by a range finding device according to a first comparative example
- FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle of a distance measurement method using trigonometry
- 3 is an explanatory diagram showing an example of a pixel signal for each frame and an inter-frame difference pixel signal output from a sensor unit in the distance measurement method shown in FIG. 2
- FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an overview of a distance measurement method by the distance measurement device according to the first embodiment of the present disclosure
- FIG. 1 is a block diagram schematically showing one configuration example of a distance measuring device according to a first embodiment
- FIG. 4 is a flow chart showing an example of control operation by the distance measuring device according to the first embodiment
- FIG. 5 is an explanatory diagram showing the principle of control operation when increasing the scan rate in the distance measuring device according to the first embodiment
- FIG. 5 is an explanatory diagram showing the principle of control operation when increasing the accuracy of distance measurement in the distance measurement device according to the first embodiment
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing a first example of a cutout range of a target area for distance measurement and a scanning direction
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing a second example of a cutout range of a range-finding target area and a scanning direction
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing an outline of a distance measuring method by a distance measuring device according to a second comparative example
- FIG. 10 is an explanatory diagram showing an overview of a range finding method by the range finding device according to the second embodiment
- FIG. 11 is a block diagram schematically showing a configuration example of a distance measuring device according to a second embodiment
- FIG. 9 is a flow chart showing an example of control operation by the distance measuring device according to the second embodiment
- FIG. 11 is a block diagram schematically showing a configuration example of a distance measuring device according to a modification of the second embodiment
- FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram showing an outline of a distance measuring method by a distance measuring device according to a third comparative example
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing the principle of a distance measurement method using trigonometry by the distance measurement device according to the third embodiment
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing an overview of a range finding method by a range finding device according to a third embodiment;
- FIG. 11 is a block diagram schematically showing one configuration example of a distance measuring device according to a third embodiment;
- FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing an example of pixel lines used for calculation of inter-frame differences when an object for distance measurement is stationary;
- FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing an example of pixel lines used for calculation of inter-frame differences when an object for distance measurement is moving;
- 10 is a flow chart showing an example of control operation by the distance measuring device according to the third embodiment;
- FIG. 12 is a block diagram schematically showing a configuration example of a distance measuring device according to a modification of the third embodiment;
- FIG. 1 shows an outline of a distance measuring method by a distance measuring device according to a first comparative example.
- the distance measuring apparatus includes an irradiation unit 5 that emits a slit-shaped irradiation light L1 such as a laser beam, and a sensor unit 2 that detects the irradiation light L1 irradiated to the object 1 for distance measurement.
- a range-finding object 1 is placed on a reference plane 10 .
- the irradiation unit 5 has, for example, a light source such as a laser light source that emits irradiation light L1 such as laser light, and a scan mirror such as a galvanomirror that changes the scanning direction of the irradiation light L1.
- the irradiation unit 5 irradiates the scanning range Rv (irradiation range) with the irradiation light L1 from the bottom to the top as shown in (A), (B), and (C) of FIG. Thus, the entire scanning range Rv is scanned.
- the sensor unit 2 has a plurality of pixels, senses the scanning range Rv over a plurality of frames, and detects the irradiation light L1 as reflected light from the object 1 for distance measurement.
- An image processing unit (not shown) processes a signal detected by the sensor unit 2 to generate distance information.
- the distance measuring device irradiates the irradiation light L1 within the scanning range Rv having a predetermined size. Also, the sensing range of the sensor unit 2 is the same as the scanning range Rv and is predetermined. Therefore, it is difficult to control the distance measurement state to a desired state.
- the distance measuring accuracy is constant within the scanning range Rv.
- FIG. 3 shows the pixel signal for each frame ((A) in FIG. 3) and the pixel signal of the inter-frame difference ((B) in FIG. 3) output from the sensor unit 2 in the distance measurement method shown in FIG. ) shows an example.
- the irradiation unit 5 includes a light source 3 such as a laser light source that emits irradiation light L1 such as laser light, and a scan mirror 4 such as a galvanomirror that reflects the irradiation light L1 and changes the scanning direction of the irradiation light L1.
- the sensor unit 2 has a sensor (imaging device) 21 and a light receiving optical system 22 , and detects reflected light from the distance measurement object 1 as illumination light L ⁇ b>1 by the sensor 21 via the light receiving optical system 22 .
- An image processing unit (not shown) processes a signal detected by the sensor 21 to generate distance information.
- the sensor unit 2 and the irradiation unit 5 are placed apart from the distance measurement object 1 whose distance is to be measured.
- the scan mirror 4 repeats the operation of scanning the irradiation light L1 from the light source 3 in a predetermined direction (from above to below in the example of FIG. 2).
- each pixel in the sensor 21 outputs a pixel signal indicating the detection when the reflected light of the illumination light L1 from the object 1 for distance measurement is detected.
- the distance of the distance measurement object 1 from the sensor 21 and the swing angle of the scan mirror 4 when reflected light is detected in the line-of-sight direction of the pixel are uniquely determined. . That is, when the scan by the scan mirror 4 and the frame number count of the sensor 21 are started at the same time, the swing angle of the scan mirror 4 is determined by knowing in which frame the irradiation light L1 is detected. Therefore, the distance value from the sensor 21 to the range-finding object 1 is determined.
- the above-mentioned frame count and distance are calibrated in advance using a distance calibration object, and this data is stored as a table on the system side. Measurement becomes possible.
- FIG. 4 shows an outline of a distance measurement method by the distance measurement device 101 according to the first embodiment of the present disclosure.
- Light L1 is detected as reflected light from the object 1 for distance measurement.
- An image processing unit (not shown) processes a signal detected by the sensor unit 2 to generate distance information.
- the distance measuring device irradiates the irradiation light L1 within the scanning range Rv having a predetermined size.
- the sensing range of the sensor unit 2 is the same as the scanning range Rv and is predetermined.
- the distance measurement device 101 according to the first embodiment calculates a distance measurement target region (ROI (Region of Interest)) Rb according to the size of the distance measurement object 1 . Then, the irradiation range of the irradiation light L1 by the irradiation unit 5 and the sensing range by the sensor unit 2 are set to ranges corresponding to the target region Rb.
- ROI Region of Interest
- the target region Rb is set to a range such that at least the vertical scanning range Rbv is narrower than the vertical scanning range Rav in the normal scanning range Ra.
- the irradiation unit 5 irradiates the target region Rb with the irradiation light L1, for example, from the bottom to the top as shown in FIGS. to scan.
- the normal scanning range Ra corresponds to the maximum irradiation range of the irradiation light L1 by the irradiation section 5 and the maximum sensing range by the sensor section 2 .
- the scan rate of the irradiation light L1 in the irradiation unit 5 is configured to be changeable.
- a first ranging mode (ranging accuracy improvement mode) improves the accuracy of ranging while maintaining the scanning rate
- a second ranging mode (scan rate
- the scanning rate and irradiation range of the irradiation light L1, and the sensing range of the sensor unit 2 are set so as to select either the distance measurement mode (improvement mode) or the distance measurement mode. Specifically, it will be described later with reference to FIGS. 7 and 8.
- FIG. 5 schematically shows a configuration example of the distance measuring device 101 according to the first embodiment.
- the distance measuring device 101 includes a sensor unit 2, an irradiation unit 5, an image processing unit 61, a system control unit 62, a light source control unit 63, a mirror control unit 64, and a setting reception unit. a portion 65;
- the system control unit 62 corresponds to a specific example of the "control unit" in the technology of the present disclosure.
- the sensor unit 2 includes a pixel array 41, a pixel vertical scanner 42, a pixel horizontal scanner 43, an image output processing unit 44, a memory array 45, a memory vertical scanner 46, a comparator 47, a data latch unit 48, and memory horizontal scanner 49 . Furthermore, the sensor section 2 has an ROI control section 51 , a peak position detection section 52 and a frame memory 53 .
- the irradiation unit 5 has, for example, a light source 3 such as a laser light source that emits irradiation light L1 such as laser light, and a scan mirror 4 such as a galvanomirror that changes the scanning direction of the irradiation light L1. By changing the displacement speed of the scan mirror 4, the irradiation unit 5 can change the scan rate of the irradiation light L1.
- a light source 3 such as a laser light source that emits irradiation light L1 such as laser light
- a scan mirror 4 such as a galvanomirror that changes the scanning direction of the irradiation light L1.
- the irradiation unit 5 can change the scan rate of the irradiation light L1.
- pixel array 41 In the pixel array 41, a plurality of pixels that detect light are arranged in a two-dimensional matrix. A signal output from each pixel of pixel array 41 is transmitted to memory array 45 and pixel horizontal scanner 43 through vertical signal lines.
- the pixel vertical scanner 42 and the pixel horizontal scanner 43 scan the inside of the pixel array 41 vertically and horizontally to select one pixel.
- each pixel of the pixel array 41 is sequentially scanned by the pixel vertical scanner 42 and the pixel horizontal scanner 43, and the signal of each pixel is output to the image output processing section 44 through the horizontal signal line, and predetermined image processing is performed. done.
- the memory array 45 temporarily stores output signals from the pixel array 41 .
- a pixel vertical scanner 42 simultaneously selects all of a plurality of pixels in the same row direction, and signals from each column are simultaneously output in parallel and stored in a memory array 45 . be done.
- Memory vertical scanner 46 and memory horizontal scanner 49 scan memory array 45 and retrieve signal data in memory array 45 .
- a comparator 47 performs a comparison operation to obtain an inter-frame difference.
- a data latch unit 48 latches the operation data of the comparator 47 and outputs the latched data.
- the peak position detection unit 52 detects the peak position of the inter-frame difference, as shown in (B) of FIG. 3, for example.
- the ROI control unit 51 sets the sensing range of the sensor unit 2 to a range corresponding to the target region Rb set by the system control unit 62 .
- the image processing unit 61 generates a distance image based on the principle of triangulation from the relationship between the output signal from the peak position detection unit 52 and the scan angle of the scan mirror 4, and outputs distance information.
- the system control unit 62 performs overall control of the distance measuring device 101 .
- the system control unit 62 detects the object 1 for distance measurement and calculates the target area Rb for distance measurement. Also, the system control unit 62 sets various control parameters for each unit of the distance measuring device 101 .
- the system control unit 62 calculates a distance measurement target region Rb according to the size of the distance measurement object 1, and sets the irradiation range of the irradiation light L1 by the irradiation unit 5 and the sensing range by the sensor unit 2 to the target region Rb. Set the range accordingly.
- the system control unit 62 selects either a first ranging mode in which the scanning rate is maintained while improving the ranging accuracy or a second ranging mode in which the scanning rate is improved while maintaining the ranging accuracy.
- the scan rate and irradiation range of the irradiation light L1 and the sensing range of the sensor unit 2 are set so as to set the distance mode.
- the system control unit 62 sets the displacement speed of the scan mirror 4 to a speed corresponding to the distance measurement mode.
- the light source control unit 63 performs output control of the irradiation light L1 from the light source 3 based on the control from the system control unit 62 .
- the mirror controller 64 controls the scan mirror 4 based on the control from the system controller 62 .
- the setting reception unit 65 receives various settings from the outside and transmits the received settings to the system control unit 62 . For example, it accepts the setting of the distance measurement mode from the outside.
- FIG. 6 is a flow chart showing an example of control operation by the distance measuring device 101 according to the first embodiment.
- the system control unit 62 detects the area where the distance measurement object 1 is located from the scan result (generated distance image), and calculates the distance measurement target area Rb (step S102).
- a reference image obtained from the scanning result without the object 1 for distance measurement is prepared in advance, and comparison is made with the reference image. can be detected by
- the system control unit 62 performs various settings for the ROI control unit 51, the image processing unit 61, the light source control unit 63, and the mirror control unit 64 for scanning the target region Rb as the scanning range.
- various control parameters are set for realizing the irradiation range of the irradiation light L1 by the irradiation unit 5 and the sensing range by the sensor unit 2 according to the target region Rb.
- the irradiation range of the irradiation light L1 and the start position and end position of the sensing range by the sensor unit 2 are set.
- the system control unit 62 confirms the setting of the ranging mode (scan rate improvement mode, ranging accuracy improvement mode), calculates the displacement speed of the mirror according to the ranging mode, and sends the displacement speed to the mirror control unit 64. Set control parameters according to speed. (Step S103).
- the system control unit 62 causes each unit to scan the target region Rb (step S104).
- the image processing unit 61 outputs the distance information obtained from the scanning result (step S105).
- FIG. 7 shows the principle of the control operation when increasing the scan rate (scan rate improvement mode) in the distance measuring device 101 according to the first embodiment.
- the scan rate improvement mode the scan rate is improved while maintaining the ranging accuracy.
- FIG. 8 shows the principle of the control operation when increasing the ranging accuracy (ranging accuracy improvement mode) in the ranging device 101 according to the first embodiment.
- the ranging accuracy improvement mode the ranging accuracy is improved while maintaining the scan rate.
- ⁇ 1 be the mirror movement angle of the scan mirror 4 (mirror movement angle from N frame to N+1 frame) when the scanning range is the normal scanning range Ra.
- ⁇ 2 be the mirror movement angle when the scan area is narrowed (when the scan range is set to the target area Rb).
- a moving range R2 of the irradiation light L1 between frames when the scanning range is the target region Rb is narrower than a moving range R1 of the irradiation light L1 between frames when scanning is performed in the normal scanning range Ra.
- the displacement speed of the scan mirror 4 becomes slower than when scanning in the normal scan range Ra.
- the frame rate in the sensor unit 2 is faster because the pixel readout area is narrower than the normal scan range Ra.
- the moving angle ⁇ 2 of the mirror between frames becomes narrower than when the frame rate is increased, the pixel readout accuracy (resolution) is improved, and the distance measurement accuracy is improved.
- FIG. 9 shows a first example of the cutout range and scanning direction of the target area Rb for distance measurement.
- FIG. 10 shows a second example of the cutout range and scanning direction of the target area Rb for distance measurement.
- the target region Rb should be set to a range such that at least the vertical scanning range Rbv is narrower than the vertical scanning range Rav in the normal scanning range Ra. Further, the scan mirror 4 may be controlled so as to change the scanning direction of the irradiation light L1 in the vertical direction.
- the target area Rb corresponding to the size of the distance measuring object 1 is calculated, and the irradiation light L1 is emitted.
- the range and the sensing range of the irradiation light L1 are set to a range corresponding to the target region Rb. This makes it possible to perform distance measurement in a desired distance measurement state.
- the ranging accuracy of the ranging object 1 can be increased without reducing the scan rate.
- the scan rate can be increased with the same distance measurement accuracy as normal.
- FIG. 11 shows an outline of a distance measuring method by a distance measuring device according to the second comparative example.
- the configuration and distance measuring method of the distance measuring device according to the second comparative example are the same as those of the distance measuring device according to the first comparative example shown in FIG. However, in the distance measuring device according to the second comparative example, the object 1 for distance measurement is arranged on the belt conveyor 70 and moves.
- the sensor In the distance measuring device of the light section method in which the irradiation light L1 is scanned by a galvanomirror or the like, if the distance measurement object 1 is not stationary until the irradiation of the entire scanning range Ra by the slit-shaped irradiation light L1 is completed, the sensor The shape of the distance image (see the upper right side of FIG. 11) as the detection result by the unit 2 is distorted.
- the range-finding object 1 In the detection of the illumination light L1 by the sensor unit 2, in the case of the method of removing the background by taking the inter-frame difference in the same pixel and detecting only the illumination light L1, the range-finding object 1 is stationary between frames. Accurate measurement is difficult without it. For this reason, it is difficult to use, for example, the shape measurement of the range-finding object 1 on the belt conveyor 70 .
- FIG. 12 shows an outline of a distance measuring method by the distance measuring device 102 according to the second embodiment.
- the distance measurement target region Rb is calculated according to the size of the distance measurement object 1. do. Then, the irradiation range of the irradiation light L1 by the irradiation unit 5 and the sensing range by the sensor unit 2 are set to ranges corresponding to the target region Rb. Then, in the distance measuring device 102 according to the second embodiment, the set position of the target region Rb is moved so as to follow the movement of the object 1 for distance measurement. The irradiation position of the irradiation light L1 by the irradiation unit 5 is also moved so as to follow the movement of the object 1 for distance measurement.
- FIG. 13 schematically shows a configuration example of the distance measuring device 102 according to the second embodiment.
- the distance measuring device 102 further includes a speed sensor 71 for detecting the speed of the belt conveyor 70 in addition to the configuration of the distance measuring device 101 (FIG. 5) according to the first embodiment. I have. Since the object 1 for distance measurement is fixed on the belt conveyor 70, the speed detected by the speed sensor 71 is substantially the same as the moving speed of the object 1 for distance measurement.
- the speed sensor 71 corresponds to a specific example of the "detector" in the technology of the present disclosure.
- the system control unit 62 moves the set position of the target region Rb so as to follow the movement of the object 1 for distance measurement based on the movement state of the object 1 for distance measurement detected by the speed sensor 71 .
- the system control unit 62 controls the mirror control unit 64 to move the irradiation position of the irradiation light L1 by the irradiation unit 5 so as to follow the movement of the object 1 for distance measurement.
- FIG. 14 is a flow chart showing an example of control operation by the distance measuring device 102 according to the second embodiment.
- the system control unit 62 sends control parameters corresponding to the speed of the belt conveyor 70 detected by the speed sensor 71 to each unit such as the ROI control unit 51, the image processing unit 61, the light source control unit 63, and the mirror control unit 64.
- Set step S201.
- the system control unit 62 sets the target region Rb to the initial position, starts scanning, and detects that the range-finding object 1 has entered the target region Rb (step S202). At this time, the system control unit 62 irradiates the irradiation light L1 while the scan mirror 4 is fixed.
- the sensor unit 2 picks up an image, and the inter-frame difference between the pixel value of the current frame in the pixel array 41 and the pixel value of the previous frame stored in the memory array 45 is calculated.
- the memory array 45 is controlled by the memory vertical scanner 46 in accordance with the set value for inter-frame difference calculation.
- the system control unit 62 determines whether or not the object 1 for distance measurement has entered the target region Rb based on the positional information based on the detection result by the peak position detection unit 52 . The initial state is maintained until the object 1 for distance measurement enters the target region Rb.
- the system control unit 62 When the system control unit 62 detects that the distance measurement object 1 has entered the target region Rb at the initial position, it causes each unit to start tracking and scanning the target region Rb (step S203).
- the image processing unit 61 outputs distance information obtained by scanning the target region Rb (step S204) (step S205).
- FIG. 15 schematically shows a configuration example of a distance measuring device 102A according to a modification of the second embodiment.
- a distance measuring device 102A includes a speed sensor 71 and a moving speed detection unit 72, and detects the moving speed of the distance measuring object 1 itself.
- the speed sensor 71 and the moving speed detection unit 72 correspond to a specific example of the "detection unit" in the technology of the present disclosure.
- the set position of the target region Rb is moved so as to follow the movement of the object 1 for distance measurement. As a result, it is possible to suppress the occurrence of distortion in the shape of the distance image as the detection result of the sensor unit 2 .
- the rangefinder mode can be selected from the rangefinder accuracy improvement mode or the scan rate improvement mode, similarly to the rangefinder 101 according to the first embodiment. It is possible.
- FIG. 16 shows an outline of a distance measuring method by a distance measuring device according to the third comparative example.
- the distance measuring device 102 scans the moving distance measuring object 1 placed on the belt conveyor 70 by scanning the irradiation light L1 with a galvanomirror or the like. Also, the set position of the target region Rb is moved so as to follow the movement of the object 1 for distance measurement.
- the distance measuring device according to the third comparative example the position of the target region Rb and the irradiation position of the irradiation light L1 by the irradiation unit 5 are fixed, and the distance measuring device is arranged on the belt conveyor 70, for example. Scan the object 1 to be measured.
- FIG. 17 shows the principle of a distance measurement method using trigonometry by the distance measurement device 103 according to the third embodiment.
- the sensor unit 2 and the irradiation unit 5 are placed apart from the distance measurement object 1 whose distance is to be measured.
- the object 1 for distance measurement is irradiated with irradiation light L1 from the light source 3 at a predetermined position.
- the distance measurement object 1 is assumed to move, for example, from bottom to top.
- the sensor 21 scans the object 1 for distance measurement at intervals corresponding to the moving speed of the object 1 for distance measurement and the frame rate of the sensor 21 .
- the viewing angle of the range-finding object 1 is determined by knowing at which pixel position the irradiation light L1 is detected. Therefore, the distance from the sensor 21 to the range-finding object 1 is determined.
- the detection position of the reflected light and the viewing angle are calibrated in advance, and the data is stored as a table on the range finder 103 side. becomes possible.
- the detection of the reflected light of the illumination light L1 from the object 1 for distance measurement it is effective to detect the reflected light of the illumination light L1 based on the difference between frames in order to remove the influence of environmental light other than the illumination light L1.
- the difference between frames is performed for pixels at positions corresponding to the viewing angle that changes from the speed of the object 1 for distance measurement in one frame.
- FIG. 18 shows an outline of the distance measurement method by the distance measurement device 103 according to the third embodiment.
- FIG. 19 schematically shows a configuration example of the distance measuring device 103 according to the third embodiment.
- the distance measuring device 102 scans the moving distance measuring object 1 placed on the belt conveyor 70 by scanning the irradiation light L1 with a galvanomirror or the like. Also, the set position of the target region Rb is moved so as to follow the movement of the object 1 for distance measurement.
- the distance measuring device 103 according to the third embodiment is arranged on the belt conveyor 70, for example, in a state where the position of the target region Rb and the irradiation position of the irradiation light L1 by the irradiation unit 5 are fixed. Also, the moving distance measuring object 1 is scanned.
- the irradiation unit 5 is not provided with the scan mirror 4 . Also, the mirror control unit 64 is not provided.
- the sensor unit 2 detects the irradiation light L1 irradiated to the range-finding object 1 that has moved into the target region Rb.
- a distance measuring device 103 according to the third embodiment includes a speed sensor 71 for detecting the speed of the belt conveyor 70, like the distance measuring device 102 according to the second embodiment.
- the sensor unit 2 senses the target region Rb over a plurality of frames, and detects the pixel signal values of the first pixel line (for example, N lines) in the first frame among the plurality of frames and the pixel signal values after the first frame.
- a signal value obtained by taking the inter-frame difference from the pixel signal value of the second pixel line (for example, M line) corresponding to the first pixel line in the second frame is calculated and output.
- the system control unit 62 measures the line positions of the first pixel line and the second pixel line used for calculating the inter-frame difference based on the moving state of the distance measurement object 1 detected by the speed sensor 71.
- the line position is set according to the moving state of the object 1 .
- the system control unit 62 moves the line positions of the first pixel line and the second pixel line used for calculating the inter-frame difference from the first frame to the second frame. Set the line position according to the amount of movement of
- FIG. 20 schematically shows an example of pixel lines used for calculating the difference between frames when the object 1 for distance measurement is stationary.
- FIG. 21 schematically shows an example of pixel lines used for calculating the difference between frames when the object 1 for distance measurement is moving.
- the difference is calculated between the pixels imaging the same location of the object 1 for distance measurement.
- the same pixel lines for example, N lines
- the distance measurement object 1 moves (FIG. 21)
- it is necessary to calculate the difference between different pixel lines for example, N line and M line
- the difference between different pixel lines can be calculated.
- the sensor unit 2 is set so as to calculate the difference between lines.
- the sensor unit 2 outputs the difference values calculated between the set pixel lines.
- FIG. 23 is a flow chart showing an example of control operation by the distance measuring device 103 according to the third embodiment.
- the system control unit 62 sets the scanning range (target region Rb) and other initial values as various control parameters to each unit such as the ROI control unit 51, the image processing unit 61, and the light source control unit 63 (step S301).
- the speed sensor 71 detects the speed of the belt conveyor 70 (step S302).
- the system control unit 62 calculates the above-described inter-frame difference calculation parameter as a control parameter corresponding to the detected speed of the belt conveyor 70 and sets it in the sensor unit 2 (step S303).
- the image processing unit 61 outputs distance information obtained by scanning the target region Rb (step S304) (step S305).
- FIG. 23 schematically shows a configuration example of a distance measuring device 103A according to a modification of the third embodiment.
- a distance measuring device 103A includes a speed sensor 71 and a moving speed detection unit 72, and detects the moving speed of the distance measuring object 1 itself.
- the speed sensor 71 and the moving speed detection unit 72 correspond to a specific example of the "detection unit" in the technology of the present disclosure.
- the parameters for calculating the difference between frames are calculated according to the moving state of the object 1 for distance measurement, and the sensor Set to Part 2.
- an accurate inter-frame difference can be calculated for the moving object 1 for distance measurement.
- Distance measurement is possible in a distance measurement environment in which measurement based on inter-frame differences is difficult.
- the present technology can also have the following configuration.
- the target area is calculated according to the size of the object for distance measurement, and the irradiation range of the irradiation light and the sensing range of the irradiation light are set to ranges according to the target area. This makes it possible to perform distance measurement in a desired distance measurement state.
- an irradiation unit that emits slit-shaped irradiation light; a sensor unit that detects the irradiation light applied to the object for distance measurement; an image processing unit that generates distance information of the range-finding object based on the detection result of the sensor unit; Control for calculating a range-finding target area according to the size of the range-finding object, and setting an irradiation range of the irradiation light by the irradiation unit and a sensing range by the sensor unit to a range according to the target area.
- a ranging device comprising a portion and .
- the sensor unit has a plurality of pixels, senses the target area over a plurality of frames, and detects pixel signal values of a first pixel line and the first pixel line in a first frame among the plurality of frames. calculating and outputting a signal value obtained by taking an inter-frame difference from a pixel signal value of a second pixel line corresponding to the first pixel line in a second frame after the frame;
- the control unit adjusts the line positions of the first pixel line and the second pixel line used for calculating the inter-frame difference to the moving state of the distance measurement object based on the detection result by the detection unit.
- the distance measuring device which is set to a corresponding line position.
- the control unit moves line positions of the first pixel line and the second pixel line used for calculating the inter-frame difference to a period from the first frame to the second frame.
- the position of the target region and the irradiation position of the irradiation light are fixed, The distance measuring device according to (2) or (3) above, wherein the sensor unit detects the irradiation light irradiated to the object for distance measurement that has moved into the target area.
- the irradiation unit is configured to be able to change the scan rate of the irradiation light
- the control unit selects one of a first ranging mode in which the scanning rate is maintained and the ranging accuracy is improved, and a second ranging mode in which the scanning rate is improved while the ranging accuracy is maintained.
- the distance measuring device wherein the scan rate and the irradiation range of the irradiation light and the sensing range of the sensor section are set so as to set the mode.
- the irradiation unit has a light source that emits the irradiation light and a scan mirror that changes the scanning direction of the irradiation light
- the distance measuring device according to (7), wherein the controller sets the displacement speed of the scan mirror to a speed corresponding to the distance measuring mode.
- the control unit sets the irradiation range of the irradiation light and the sensing range of the sensor unit to a range that is narrower at least in a vertical direction than the maximum irradiation range of the irradiation light and the maximum sensing range of the sensor unit.
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Abstract
本開示の測距装置は、スリット状の照射光を出射する照射部と、測距対象物に照射された照射光を検出するセンサ部と、センサ部の検出結果に基づく測距対象物の距離情報を生成する画像処理部と、測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、照射部による照射光の照射範囲およびセンサ部によるセンシング範囲を、対象領域に応じた範囲に設定する制御部とを備える。
Description
本開示は、測距装置、および測距方法に関する。
スリット状の照射光を測距対象物に照射し、測距対象物による反射光をセンサで検出することで測距対象物の距離情報を取得する測距装置がある（特許文献１参照）。
一般に、測距装置では、あらかじめ決められた大きさの測距領域内に照射光を照射し、センサによるセンシング範囲もあらかじめ決められている。このため、測距状態を所望の状態に制御することが困難である。
所望の測距状態で測距を行うことが可能な測距装置、および測距方法を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態に係る測距装置は、スリット状の照射光を出射する照射部と、測距対象物に照射された照射光を検出するセンサ部と、センサ部の検出結果に基づく測距対象物の距離情報を生成する画像処理部と、測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、照射部による照射光の照射範囲およびセンサ部によるセンシング範囲を、対象領域に応じた範囲に設定する制御部とを備える。
本開示の一実施の形態に係る測距方法は、スリット状の照射光を出射することと、測距対象物に照射された照射光を検出することと、照射光の検出結果に基づく測距対象物の距離情報を生成することと、測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、照射光の照射範囲および照射光のセンシング範囲を、対象領域に応じた範囲に設定することとを含む。
本開示の一実施の形態に係る測距装置、または測距方法では、測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、照射光の照射範囲および照射光のセンシング範囲を、対象領域に応じた範囲に設定する。
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（複数の測距モードを有する測距装置）（図１～図１０）
１．０ 比較例
１．１ 構成
１．２ 動作
１．３ 効果
２．第２の実施の形態（移動する測距対象物の追尾を行う測距装置）（図１１～図１５）
２．０ 比較例
２．１ 構成
２．２ 動作
２．３ 変形例
２．４ 効果
３．第３の実施の形態（測距対象物の移動に応じたフレーム間差分演算を行う測距装置）（図１６～図２３）
３．０ 比較例
３．１ 構成
３．２ 動作
３．３ 変形例
３．４ 効果
４．その他の実施の形態
１．第１の実施の形態（複数の測距モードを有する測距装置）（図１～図１０）
１．０ 比較例
１．１ 構成
１．２ 動作
１．３ 効果
２．第２の実施の形態（移動する測距対象物の追尾を行う測距装置）（図１１～図１５）
２．０ 比較例
２．１ 構成
２．２ 動作
２．３ 変形例
２．４ 効果
３．第３の実施の形態（測距対象物の移動に応じたフレーム間差分演算を行う測距装置）（図１６～図２３）
３．０ 比較例
３．１ 構成
３．２ 動作
３．３ 変形例
３．４ 効果
４．その他の実施の形態
＜１．第１の実施の形態＞
［１．０ 比較例］
図１に、第１の比較例に係る測距装置による測距方法の概要を示す。
［１．０ 比較例］
図１に、第１の比較例に係る測距装置による測距方法の概要を示す。
第１の比較例として、光切断法を用いた測距装置の例を示す。第１の比較例に係る測距装置は、レーザ光等のスリット状の照射光Ｌ１を出射する照射部５と、測距対象物１に照射された照射光Ｌ１を検出するセンサ部２とを備えている。測距対象物１は、基準面１０上に配置されている。
照射部５は、例えば、レーザ光等の照射光Ｌ１を出射するレーザ光源等の光源と、照射光Ｌ１によるスキャン方向を変化させるガルバノミラー等のスキャンミラーとを有する。照射部５は、照射光Ｌ１を、スキャンミラーによって図１の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のようにスキャン範囲Ｒｖ（照射範囲）に対して例えば下方向から上方向へと照射することで、スキャン範囲Ｒｖの全面をスキャンする。
センサ部２は、複数の画素を有し、複数のフレームに亘ってスキャン範囲Ｒｖをセンシングし、照射光Ｌ１を測距対象物１からの反射光として検出する。センサ部２による検出信号を図示しない画像処理部で信号処理することで、距離情報を生成する。
第１の比較例に係る測距装置では、あらかじめ決められた大きさのスキャン範囲Ｒｖ内に照射光Ｌ１を照射する。また、センサ部２によるセンシング範囲もスキャン範囲Ｒｖと同じであり、あらかじめ決められている。このため、測距状態を所望の状態に制御することが困難である。
例えば、第１の比較例に係る測距装置では、スキャン範囲Ｒｖ内での測距精度は一定である。測距精度を上げる場合は、センサ部２におけるスキャンフレーム数を増やし、照射部５によるスキャンレートを落とす必要がある。スキャンレートを上げるためにはスキャンフレーム数を減らして測距精度を下げる必要がある。
［１．１ 構成］
本開示の第１の実施の形態に係る測距装置１０１の構成および測距方法を説明する前に、まず、図２を参照して、三角法を用いた一般的な測距方法の原理を説明する。図３には、図２に示した測距方法において、センサ部２から出力される１フレームごとの画素信号（図３の（Ａ））およびフレーム間差分の画素信号（図３の（Ｂ））の一例を示す。
本開示の第１の実施の形態に係る測距装置１０１の構成および測距方法を説明する前に、まず、図２を参照して、三角法を用いた一般的な測距方法の原理を説明する。図３には、図２に示した測距方法において、センサ部２から出力される１フレームごとの画素信号（図３の（Ａ））およびフレーム間差分の画素信号（図３の（Ｂ））の一例を示す。
図２に示した測距方法では、図１に示した第１の比較例に係る測距装置と同様に、照射部５と、センサ部２とを用いて測距を行う。照射部５は、レーザ光等の照射光Ｌ１を出射するレーザ光源等の光源３と、照射光Ｌ１を反射し、照射光Ｌ１によるスキャン方向を変化させるガルバノミラー等のスキャンミラー４とを有する。センサ部２は、センサ（撮像素子）２１と、受光光学系２２とを有し、受光光学系２２を介してセンサ２１によって照射光Ｌ１として測距対象物１からの反射光を検出する。センサ２１による検出信号を図示しない画像処理部で信号処理することで、距離情報を生成する。
三角法では図２に示すように、距離計測を行う測距対象物１に対し、センサ部２と照射部５とを離して配置する。このような配置状態で、スキャンミラー４は、光源３からの照射光Ｌ１を所定の方向（図２の例では上方向から下方向）にスキャンするという動作を繰り返す。
そして、図３の（Ａ）に示すように、照射光Ｌ１が所定の方向に１回スキャンする間に、センサ２１内では数千回から数万回のフレーム掃引が行われる。センサ２１内の各画素は、照射光Ｌ１の測距対象物１による反射光を検出した時点で、検出したことを示す画素信号を出力する。
ここで、１つの画素に注目した場合、画素の視線方向において、反射光が検出されるときの測距対象物１のセンサ２１からの距離とスキャンミラー４との振り角度は一意に決定される。つまり、スキャンミラー４におけるスキャンの開始とセンサ２１のフレーム数のカウント開始を同時にした場合、何フレーム目で照射光Ｌ１が検出されたかを知ることにより、スキャンミラー４の振り角度が決定される。よって、センサ２１から測距対象物１までの距離値が決まる。
ただし、実際のイメージセンサでは、あらかじめ距離校正用物体によって上述したフレームカウント数と距離との校正を行っておき、そのデータをテーブルとしてシステム側で保持しておくことにより、精度の高い距離の絶対計測が可能となる。
照射光Ｌ１の測距対象物１による反射光の検出では、照射光Ｌ１以外の環境光の影響を取り除くためにフレーム間の差分で照射光Ｌ１の反射光を検出することが有効となる（図３の（Ｂ））。
図４に、本開示の第１の実施の形態に係る測距装置１０１による測距方法の概要を示す。
第１の実施の形態に係る測距装置１０１では、図１に示した第１の比較例に係る測距装置と同様に、センサ部２によって複数のフレームに亘ってスキャン範囲をセンシングし、照射光Ｌ１を測距対象物１からの反射光として検出する。センサ部２による検出信号を図示しない画像処理部で信号処理することで、距離情報を生成する。
ここで、第１の比較例に係る測距装置では、あらかじめ決められた大きさのスキャン範囲Ｒｖ内に照射光Ｌ１を照射する。また、センサ部２によるセンシング範囲もスキャン範囲Ｒｖと同じであり、あらかじめ決められている。これに対し、第１の実施の形態に係る測距装置１０１では、測距対象物１の大きさに応じた測距の対象領域（ＲＯＩ（Region of Interest））Ｒｂを算出する。そして、照射部５による照射光Ｌ１の照射範囲およびセンサ部２によるセンシング範囲を、対象領域Ｒｂに応じた範囲に設定する。対象領域Ｒｂは、少なくとも垂直方向のスキャン範囲Ｒｂｖが通常のスキャン範囲Ｒａにおける垂直方向のスキャン範囲Ｒａｖよりも狭くなるような範囲に設定する。照射部５は、照射光Ｌ１を、図４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように対象領域Ｒｂに対して例えば下方向から上方向へと照射することで、対象領域Ｒｂをスキャンする。なお、通常のスキャン範囲Ｒａは、照射部５による照射光Ｌ１の最大照射範囲およびセンサ部２による最大センシング範囲に相当する。
さらに、照射部５における照射光Ｌ１によるスキャンレートを変更可能に構成する。そして、スキャンレートを維持しつつ測距精度を向上させる第１の測距モード（測距精度向上モード）と、測距精度を維持しつつスキャンレートを向上させる第２の測距モード（スキャンレート向上モード）とのいずれかの測距モードとなるように、照射光Ｌ１によるスキャンレートおよび照射範囲とセンサ部２によるセンシング範囲とを設定する。具体的には、図７および図８を参照して後述する。
図５に、第１の実施の形態に係る測距装置１０１の一構成例を概略的に示す。
第１の実施の形態に係る測距装置１０１は、センサ部２と、照射部５と、画像処理部６１と、システム制御部６２と、光源制御部６３と、ミラー制御部６４と、設定受付部６５とを備える。
システム制御部６２は、本開示の技術における「制御部」の一具体例に相当する。
センサ部２は、画素アレイ４１と、画素垂直スキャナ４２と、画素水平スキャナ４３と、画像出力処理部４４と、メモリアレイ４５と、メモリ垂直スキャナ４６と、コンパレータ４７と、データラッチ部４８と、メモリ水平スキャナ４９とを有する。さらに、センサ部２は、ＲＯＩ制御部５１と、ピーク位置検出部５２と、フレームメモリ５３とを有する。
照射部５は、例えば、レーザ光等の照射光Ｌ１を出射するレーザ光源等の光源３と、照射光Ｌ１によるスキャン方向を変化させるガルバノミラー等のスキャンミラー４とを有する。照射部５は、スキャンミラー４の変位速度を変更することにより、照射光Ｌ１によるスキャンレートを変更可能となっている。
画素アレイ４１には、光を検出する複数の画素が２次元マトリクス状に配置されている。画素アレイ４１の各画素より出力される信号は、垂直信号線によってメモリアレイ４５および画素水平スキャナ４３に伝達される。
画素垂直スキャナ４２および画素水平スキャナ４３は、画素アレイ４１の内部を垂直方向および水平方向に走査し、１つの画素を選択する。
通常の画像出力時には、画素アレイ４１の各画素が画素垂直スキャナ４２および画素水平スキャナ４３によって順次走査され、各画素の信号が水平信号線によって画像出力処理部４４に出力されて所定の画像処理がなされる。
メモリアレイ４５は、画素アレイ４１からの出力信号を一時記憶する。距離計測時には、画素アレイ４１では、画素垂直スキャナ４２によって同一の行方向の複数の画素の全てが同時に選択され、各カラム（列）からの信号が並列に同時出力され、メモリアレイ４５内に保持される。メモリ垂直スキャナ４６およびメモリ水平スキャナ４９は、メモリアレイ４５をスキャンし、メモリアレイ４５内の信号データを取り出す。コンパレータ４７は、フレーム間差分を求める比較演算を行う。データラッチ部４８は、コンパレータ４７の演算データをラッチし、そのラッチデータを出力する。
ピーク位置検出部５２は、例えば図３の（Ｂ）に示したように、フレーム間差分のピーク位置を検出する。
ＲＯＩ制御部５１は、センサ部２におけるセンシング範囲を、システム制御部６２によって設定された対象領域Ｒｂに応じた範囲に設定する。
画像処理部６１は、ピーク位置検出部５２からの出力信号とスキャンミラー４のスキャン角度との関係より三角測量の原理に基づいて、距離画像を生成し、距離情報を出力する。
システム制御部６２は、測距装置１０１の全体制御を行う。また、システム制御部６２は、測距対象物１の検出および測距の対象領域Ｒｂの算出を行う。また、システム制御部６２は、測距装置１０１の各部の各種制御パラメータの設定を行う。
システム制御部６２は、測距対象物１の大きさに応じた測距の対象領域Ｒｂを算出し、照射部５による照射光Ｌ１の照射範囲およびセンサ部２によるセンシング範囲を、対象領域Ｒｂに応じた範囲に設定する。システム制御部６２は、スキャンレートを維持しつつ測距精度を向上させる第１の測距モードと、測距精度を維持しつつスキャンレートを向上させる第２の測距モードとのいずれかの測距モードとなるように、照射光Ｌ１によるスキャンレートおよび照射範囲とセンサ部２によるセンシング範囲とを設定する。システム制御部６２は、スキャンミラー４の変位速度を測距モードに応じた速度に設定する
光源制御部６３は、システム制御部６２からの制御に基づいて、光源３による照射光Ｌ１の出力制御を行う。
ミラー制御部６４は、システム制御部６２からの制御に基づいて、スキャンミラー４の制御を行う。
設定受付部６５は、外部からの各種設定を受け付け、受け付けた設定をシステム制御部６２に伝達する。例えば、外部からの測距モードの設定等を受け付ける。
［１．２ 動作］
図６は、第１の実施の形態に係る測距装置１０１による制御動作の一例を示すフローチャートである。
図６は、第１の実施の形態に係る測距装置１０１による制御動作の一例を示すフローチャートである。
まず、センサ部２および照射部５によって、通常のスキャン範囲Ｒａによるスキャンを行い、画像処理部６１が距離画像を生成する（ステップＳ１０１）。次に、システム制御部６２は、スキャン結果（生成された距離画像）から測距対象物１がある領域を検出し、測距の対象領域Ｒｂを算出する（ステップＳ１０２）。なお、測距対象物１がある領域の検出は、例えば、あらかじめ測距対象物１がない状態でのスキャン結果から得られた基準画像を用意しておき、その基準画像との比較を行うことで検出することが可能である。また、システム制御部６２は、対象領域Ｒｂをスキャン範囲とするスキャンを行うための各種設定を、ＲＯＩ制御部５１、画像処理部６１、光源制御部６３、およびミラー制御部６４に対して行う。例えば、対象領域Ｒｂに応じた照射部５による照射光Ｌ１の照射範囲およびセンサ部２によるセンシング範囲を実現するための各種制御パラメータの設定を行う。例えば照射光Ｌ１の照射範囲およびセンサ部２によるセンシング範囲の開始位置および終了位置の設定等を行う。
次に、システム制御部６２は測距モード（スキャンレート向上モード、測距精度向上モード）の設定の確認を行い、測距モードに応じたミラーの変位速度を算出し、ミラー制御部６４に変位速度に応じた制御パラメータを設定する。（ステップＳ１０３）。
次に、システム制御部６２は、各部に対象領域Ｒｂのスキャンを実行させる（ステップＳ１０４）。画像処理部６１は、スキャン結果によって得られた距離情報を出力する（ステップＳ１０５）。
図７に、第１の実施の形態に係る測距装置１０１において、スキャンレートを上げる場合（スキャンレート向上モード）の制御動作の原理を示す。スキャンレート向上モードでは、測距精度を維持しつつスキャンレートを向上させる。
照射光Ｌ１によって垂直方向にスキャンを行う場合について説明する。スキャン範囲を通常のスキャン範囲Ｒａよりも狭い対象領域Ｒｂにした場合、対象領域Ｒｂにおける垂直方向のスキャン範囲Ｒｂｖは通常のスキャン範囲Ｒａにおける垂直方向のスキャン範囲Ｒａｖよりも狭くなる。対象領域Ｒｂをスキャンする場合に、スキャンミラー４の変位速度を通常のスキャン範囲Ｒａでスキャンした場合と同じ変位速度に維持することで、照射光Ｌ１による１回のスキャン時間が通常のスキャン範囲Ｒａでスキャンした場合よりも速くなる。すなわち、通常のスキャン範囲Ｒａでスキャンした場合に比べて、スキャンレートが向上する。
図８に、第１の実施の形態に係る測距装置１０１において、測距精度を上げる場合（測距精度向上モード）の制御動作の原理を示す。測距精度向上モードでは、スキャンレートを維持しつつ測距精度を向上させる。
図８において、スキャン範囲を通常のスキャン範囲Ｒａとした場合のスキャンミラー４のミラー移動角度（ＮフレームからＮ＋１フレーム間のミラー移動角度）をθ１とする。また、スキャン領域を狭くした場合（スキャン範囲を対象領域Ｒｂにした場合）のミラー移動角度をθ２とする。スキャン範囲を対象領域Ｒｂとした場合の照射光Ｌ１のフレーム間の移動範囲Ｒ２は、通常のスキャン範囲Ｒａでスキャンした場合のフレーム間の照射光Ｌ１の移動範囲Ｒ１よりも狭くなる。また、対象領域Ｒｂをスキャンする場合に、スキャンレートを維持した場合、スキャンミラー４の変位速度は通常のスキャン範囲Ｒａでスキャンした場合よりも遅くなる。また、センサ部２におけるフレームレートは画素の読み出し領域が通常のスキャン範囲Ｒａとした場合よりも狭くなるので速くなる。以上のことから、フレーム間のミラーの移動角度θ２がフレームレートを上げたときよりも狭くなるので、画素の読み出し精度（分解能）が向上し、測距精度が向上する。
（対象領域Ｒｂの切り出し範囲およびスキャン方向について）
図９に、測距の対象領域Ｒｂの切り出し範囲およびスキャン方向の第１の例を示す。図１０に、測距の対象領域Ｒｂの切り出し範囲およびスキャン方向の第２の例を示す。
図９に、測距の対象領域Ｒｂの切り出し範囲およびスキャン方向の第１の例を示す。図１０に、測距の対象領域Ｒｂの切り出し範囲およびスキャン方向の第２の例を示す。
図９に示したように、通常のスキャン範囲Ｒａに対し、水平方向に狭くなるような対象領域Ｒｂを切り出し、また、照射光Ｌ１のスキャン方向を水平方向にした場合、センサ部２では水平方向の画素の読み出し時間に制約があるため、画素の読み出しの高速化に制限がある。一方、図１０に示したように、通常のスキャン範囲Ｒａに対し、垂直方向に狭くなるような対象領域Ｒｂを切り出し、また、照射光Ｌ１のスキャン方向を垂直方向にした場合、センサ部２では垂直方向の画素の読み出し時間に制約がないため、画素の読み出しの高速化には制限がない。このため、対象領域Ｒｂは、少なくとも垂直方向のスキャン範囲Ｒｂｖが通常のスキャン範囲Ｒａにおける垂直方向のスキャン範囲Ｒａｖよりも狭くなるような範囲に設定するとよい。また、スキャンミラー４は、照射光Ｌ１によるスキャン方向を垂直方向に変化させるように制御するとよい。
［１．３ 効果］
以上説明したように、第１の実施の形態に係る測距装置１０１、および測距方法によれば、測距対象物１の大きさに応じた対象領域Ｒｂを算出し、照射光Ｌ１の照射範囲および照射光Ｌ１のセンシング範囲を、対象領域Ｒｂに応じた範囲に設定する。これにより、所望の測距状態で測距を行うことが可能となる。
以上説明したように、第１の実施の形態に係る測距装置１０１、および測距方法によれば、測距対象物１の大きさに応じた対象領域Ｒｂを算出し、照射光Ｌ１の照射範囲および照射光Ｌ１のセンシング範囲を、対象領域Ｒｂに応じた範囲に設定する。これにより、所望の測距状態で測距を行うことが可能となる。
例えば、測距モードを測距精度向上モードにすることで、スキャンレートを落とすことなく測距対象物１の測距精度を上げることができる。また、測距モードをスキャンレート向上モードにすることで、通常と同じ測距精度でスキャンレートを上げることができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。以降の他の実施の形態の効果についても同様である。
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る測距装置、および測距方法について説明する。なお、以下では、上記第１の実施の形態に係る測距装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、本開示の第２の実施の形態に係る測距装置、および測距方法について説明する。なお、以下では、上記第１の実施の形態に係る測距装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
［２．０ 比較例］
図１１に、第２の比較例に係る測距装置による測距方法の概要を示す。
図１１に、第２の比較例に係る測距装置による測距方法の概要を示す。
第２の比較例に係る測距装置の構成および測距方法は、図１に示した第１の比較例に係る測距装置と同様である。ただし、第２の比較例に係る測距装置では、測距対象物１がベルトコンベア７０上に配置され、移動するようになっている。
ガルバノミラー等で照射光Ｌ１をスキャンさせる光切断法の測距装置では、スリット状の照射光Ｌ１によってスキャン範囲Ｒａの全体の照射が終わるまで、測距対象物１が静止していないと、センサ部２による検出結果としての距離画像（図１１の上段右側参照）の形状が歪んでしまう。センサ部２における照射光Ｌ１の検出において、同一の画素でフレーム間差分を取ることで背景を除去し、照射光Ｌ１だけを検出する方法の場合、フレーム間で測距対象物１が静止していないと正確な計測は困難である。このため、例えばベルトコンベア７０上の測距対象物１の形状計測には使用が困難である。
［２．１ 構成］
図１２に、第２の実施の形態に係る測距装置１０２による測距方法の概要を示す。
図１２に、第２の実施の形態に係る測距装置１０２による測距方法の概要を示す。
第２の実施の形態に係る測距装置１０２では、上記第１の実施の形態に係る測距装置１０１と同様に、測距対象物１の大きさに応じた測距の対象領域Ｒｂを算出する。そして、照射部５による照射光Ｌ１の照射範囲およびセンサ部２によるセンシング範囲を、対象領域Ｒｂに応じた範囲に設定する。そして、第２の実施の形態に係る測距装置１０２では、測距対象物１の移動に追随するように対象領域Ｒｂの設定位置を移動させる。照射部５による照射光Ｌ１の照射位置も、測距対象物１の移動に追随するように移動させる。
図１３に、第２の実施の形態に係る測距装置１０２の一構成例を概略的に示す。
第２の実施の形態に係る測距装置１０２は、上記第１の実施の形態に係る測距装置１０１（図５）の構成に対して、ベルトコンベア７０の速度を検出する速度センサ７１をさらに備えている。測距対象物１は、ベルトコンベア７０上で固定されているので、速度センサ７１で検出する速度は実質的に測距対象物１の移動速度と同じである。
速度センサ７１は、本開示の技術における「検出部」の一具体例に相当する。
システム制御部６２は、速度センサ７１によって検出された測距対象物１の移動状態に基づいて、測距対象物１の移動に追随するように対象領域Ｒｂの設定位置を移動させる。
システム制御部６２は、ミラー制御部６４を制御し、測距対象物１の移動に追随するように照射部５による照射光Ｌ１の照射位置を移動させる。
［２．２ 動作］
図１４は、第２の実施の形態に係る測距装置１０２による制御動作の一例を示すフローチャートである。
図１４は、第２の実施の形態に係る測距装置１０２による制御動作の一例を示すフローチャートである。
まず、システム制御部６２は、速度センサ７１で検出されたベルトコンベア７０の速度に応じた制御パラメータをＲＯＩ制御部５１、画像処理部６１、光源制御部６３、およびミラー制御部６４等の各部に設定する（ステップＳ２０１）。システム制御部６２は、対象領域Ｒｂを初期位置に設定し、スキャンを開始させ、対象領域Ｒｂに測距対象物１が入ったことを検出する（ステップＳ２０２）。このとき、システム制御部６２は、スキャンミラー４を固定した状態で照射光Ｌ１を照射させる。この状態でセンサ部２による撮像を行い、画素アレイ４１における現フレームの画素値とメモリアレイ４５に保存された１フレーム前の画素値とのフレーム間差分を算出する。メモリアレイ４５の制御は、フレーム間差分算出用の設定値に応じてメモリ垂直スキャナ４６が行う。システム制御部６２は、ピーク位置検出部５２による検出結果に基づく位置情報から測距対象物１が対象領域Ｒｂに入ったか否かを判断する。測距対象物１が対象領域Ｒｂに入ってくるまで、初期の状態を維持する。
システム制御部６２は、初期位置の対象領域Ｒｂに測距対象物１が入ってきたことを検出した場合、各部に対象領域Ｒｂの追尾とスキャンを開始させる（ステップＳ２０３）。画像処理部６１は、対象領域Ｒｂをスキャン（ステップＳ２０４）することによって得られた距離情報を出力する（ステップＳ２０５）。
［２．３ 変形例］
図１５に、第２の実施の形態の変形例に係る測距装置１０２Ａの一構成例を概略的に示す。
図１５に、第２の実施の形態の変形例に係る測距装置１０２Ａの一構成例を概略的に示す。
図１３の構成では、ベルトコンベア７０上に配置された測距対象物１の移動速度を検出するようにしたが、測距対象物１そのものの移動速度を検出するようにしてもよい。変形例に係る測距装置１０２Ａでは、速度センサ７１および移動速度検出部７２を備え、測距対象物１そのものの移動速度を検出する。
速度センサ７１および移動速度検出部７２は、本開示の技術における「検出部」の一具体例に相当する。
［２．４ 効果］
以上説明したように、第２の実施の形態に係る測距装置１０２、および測距方法によれば、測距対象物１の移動に追随するように対象領域Ｒｂの設定位置を移動させる。これにより、センサ部２による検出結果としての距離画像の形状の歪みの発生を抑制することができる。
以上説明したように、第２の実施の形態に係る測距装置１０２、および測距方法によれば、測距対象物１の移動に追随するように対象領域Ｒｂの設定位置を移動させる。これにより、センサ部２による検出結果としての距離画像の形状の歪みの発生を抑制することができる。
なお、第２の実施の形態に係る測距装置１０２においても、上記第１の実施の形態に係る測距装置１０１と同様に、測距モードを測距精度向上モードまたはスキャンレート向上モードに選択可能である。
その他の構成、動作および効果は、上記第１の実施の形態に係る測距装置１０１、および測距方法と略同様であってもよい。
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３の実施の形態に係る測距装置、および測距方法について説明する。なお、以下では、上記第１または第２の実施の形態に係る測距装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、本開示の第３の実施の形態に係る測距装置、および測距方法について説明する。なお、以下では、上記第１または第２の実施の形態に係る測距装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
［３．０ 比較例］
図１６に、第３の比較例に係る測距装置による測距方法の概要を示す。
図１６に、第３の比較例に係る測距装置による測距方法の概要を示す。
第２の実施の形態に係る測距装置１０２では、ガルバノミラー等で照射光Ｌ１をスキャンさせることで、ベルトコンベア７０上に配置された移動する測距対象物１をスキャンする。また、測距対象物１の移動に追随するように対象領域Ｒｂの設定位置を移動させる。これに対し、第３の比較例に係る測距装置では、対象領域Ｒｂの位置と照射部５による照射光Ｌ１の照射位置とが固定された状態で、例えばベルトコンベア７０上に配置された移動する測距対象物１をスキャンする。
このような測距環境において、センサ部２による撮像を行い、画素アレイ４１における現フレームの画素値とメモリアレイ４５に保存された１フレーム前の画素値とのフレーム間差分を算出すると、測距対象物１の異なる箇所のフレーム間差分を算出することになるので、正確な測距が困難となる。
［３．１ 構成］
図１７に、第３の実施の形態に係る測距装置１０３による三角法を用いた測距方法の原理を示す。
図１７に、第３の実施の形態に係る測距装置１０３による三角法を用いた測距方法の原理を示す。
第３の実施の形態に係る測距装置１０３の構成および測距方法を説明する前に、まず、図１７を参照して、上記のような測距環境における三角法を用いた測距方法の原理を説明する。
三角法では図１７に示すように、距離計測を行う測距対象物１に対し、センサ部２と照射部５とを離して配置する。このような配置状態で、測距対象物１に対し、光源３から所定位置に照射光Ｌ１を照射する。このような配置状態で、測距対象物１が例えば下から上に移動するものとする。この場合、センサ２１は測距対象物１の移動速度とセンサ２１のフレームレートに応じた間隔で測距対象物１をスキャンする。
ここで、測距対象物１のある位置のスキャンに注目した場合、センサ２１の視線方向において、測距対象物１の視野角度（θ）は、照射光Ｌ１の測距対象物１による反射光が検出された位置（ｘ＝Ｘｎ）で一意に決まる。つまり、照射光Ｌ１がどの画素位置で検出されたかを知ることにより、測距対象物１の視野角度が決定される。よって、センサ２１から測距対象物１までの距離が決まる。
ただし、実際のイメージセンサでは、あらかじめ反射光の検出位置と視野角との校正を行っておき、そのデータをテーブルとして測距装置１０３側で保持しておくことにより、精度の高い距離の絶対計測が可能となる。
照射光Ｌ１の測距対象物１による反射光の検出では、照射光Ｌ１以外の環境光の影響を取り除くためにフレーム間の差分で照射光Ｌ１の反射光を検出することが有効となる。フレーム間差分は測距対象物１の速度から１フレームで変化する視野角に応じた位置の画素に対して行う。図１７の例では、フレーム間差分としては、ｘ＝Ｘｍの位置の画素とｘ＝Ｘｎの位置の画素とに対してフレーム間差分の演算を行う。
図１８に、第３の実施の形態に係る測距装置１０３による測距方法の概要を示す。図１９に、第３の実施の形態に係る測距装置１０３の一構成例を概略的に示す。
第２の実施の形態に係る測距装置１０２では、ガルバノミラー等で照射光Ｌ１をスキャンさせることで、ベルトコンベア７０上に配置された移動する測距対象物１をスキャンする。また、測距対象物１の移動に追随するように対象領域Ｒｂの設定位置を移動させる。これに対し、第３の実施の形態に係る測距装置１０３では、対象領域Ｒｂの位置と照射部５による照射光Ｌ１の照射位置とが固定された状態で、例えばベルトコンベア７０上に配置された移動する測距対象物１をスキャンする。照射部５には、スキャンミラー４は設けられていない。また、ミラー制御部６４は設けられていない。センサ部２は、対象領域Ｒｂ内に移動してきた測距対象物１に照射された照射光Ｌ１を検出する。
第３の実施の形態に係る測距装置１０３は、第２の実施の形態に係る測距装置１０２と同様に、ベルトコンベア７０の速度を検出する速度センサ７１を備えている。
センサ部２は、複数のフレームに亘って対象領域Ｒｂをセンシングし、複数のフレームのうち第１のフレームによる第１の画素ライン（例えばＮライン）の画素信号値と第１のフレームよりも後の第２のフレームによる第１の画素ラインに対応する第２の画素ライン（例えばＭライン）の画素信号値とのフレーム間差分を取った信号値を算出して出力する。
システム制御部６２は、速度センサ７１によって検出された測距対象物１の移動状態に基づいて、フレーム間差分の算出に用いる第１の画素ラインと第２の画素ラインとのライン位置を測距対象物１の移動状態に応じたライン位置に設定する。
システム制御部６２は、フレーム間差分の算出に用いる第１の画素ラインと第２の画素ラインとのライン位置を、第１のフレームから第２のフレームまでの期間に移動する測距対象物１の移動量に応じたライン位置に設定する。
［３．２ 動作］
図２０に、測距対象物１が静止している場合における、フレーム間差分の演算に用いる画素ラインの一例を概略的に示す。図２１に、測距対象物１が移動している場合における、フレーム間差分の演算に用いる画素ラインの一例を概略的に示す。
図２０に、測距対象物１が静止している場合における、フレーム間差分の演算に用いる画素ラインの一例を概略的に示す。図２１に、測距対象物１が移動している場合における、フレーム間差分の演算に用いる画素ラインの一例を概略的に示す。
フレーム間差分は、測距対象物１の同一箇所を撮像している画素同士で差分を算出する。測距対象物１が静止している場合（図２０）、フレーム間差分の演算に用いる画素ライン（例えばＮライン）は同一でよい。一方、測距対象物１が移動する場合（図２１）は、移動に応じた異なる画素ライン同士（例えばＮラインとＭライン）で差分を算出する必要がある。
第３の実施の形態に係る測距装置１０３では、異なる画素ライン同士で差分を算出できるようにして、あらかじめフレーム間における測距対象物１の移動距離を算出し、算出した距離に応じた画素ライン同士で差分を算出するようにセンサ部２に設定しておく。フレーム間差分の算出動作時には、設定された画素ライン同士で算出した差分値をセンサ部２から出力する。
図２３は、第３の実施の形態に係る測距装置１０３による制御動作の一例を示すフローチャートである。
まず、システム制御部６２は、スキャン範囲（対象領域Ｒｂ）他、各種の制御パラメータとして初期値をＲＯＩ制御部５１、画像処理部６１、および光源制御部６３等の各部に設定する（ステップＳ３０１）。次に、速度センサ７１はベルトコンベア７０の速度を検出する（ステップＳ３０２）。
次に、システム制御部６２は、検出したベルトコンベア７０の速度に応じた制御パラメータとして、上述したフレーム間差分算出用のパラメータを算出してセンサ部２に設定する（ステップＳ３０３）。次に、画像処理部６１は、対象領域Ｒｂをスキャン（ステップＳ３０４）することによって得られた距離情報を出力する（ステップＳ３０５）。
［３．３ 変形例］
図２３に、第３の実施の形態の変形例に係る測距装置１０３Ａの一構成例を概略的に示す。
図２３に、第３の実施の形態の変形例に係る測距装置１０３Ａの一構成例を概略的に示す。
図１９の構成では、ベルトコンベア７０上に配置された測距対象物１の移動速度を検出するようにしたが、測距対象物１そのものの移動速度を検出するようにしてもよい。変形例に係る測距装置１０３Ａでは、速度センサ７１および移動速度検出部７２を備え、測距対象物１そのものの移動速度を検出する。
速度センサ７１および移動速度検出部７２は、本開示の技術における「検出部」の一具体例に相当する。
［３．４ 効果］
以上説明したように、第３の実施の形態に係る測距装置１０２、および測距方法によれば、測距対象物１の移動状態に応じたフレーム間差分算出用のパラメータを算出してセンサ部２に設定する。これにより、移動する測距対象物１に対して精度の良いフレーム間差分を算出することができる。フレーム間差分による測定が困難な測距環境での測距が可能となる。
以上説明したように、第３の実施の形態に係る測距装置１０２、および測距方法によれば、測距対象物１の移動状態に応じたフレーム間差分算出用のパラメータを算出してセンサ部２に設定する。これにより、移動する測距対象物１に対して精度の良いフレーム間差分を算出することができる。フレーム間差分による測定が困難な測距環境での測距が可能となる。
その他の構成、動作および効果は、上記第１の実施の形態に係る測距装置１０１、および測距方法、または上記第２の実施の形態に係る測距装置１０２、および測距方法と略同様であってもよい。
＜４．その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、本技術は以下のような構成を取ることもできる。
以下の構成の本技術によれば、測距対象物の大きさに応じた対象領域を算出し、照射光の照射範囲および照射光のセンシング範囲を、対象領域に応じた範囲に設定する。これにより、所望の測距状態で測距を行うことが可能となる。
以下の構成の本技術によれば、測距対象物の大きさに応じた対象領域を算出し、照射光の照射範囲および照射光のセンシング範囲を、対象領域に応じた範囲に設定する。これにより、所望の測距状態で測距を行うことが可能となる。
（１）
スリット状の照射光を出射する照射部と、
測距対象物に照射された前記照射光を検出するセンサ部と、
前記センサ部の検出結果に基づく前記測距対象物の距離情報を生成する画像処理部と、
前記測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、前記照射部による前記照射光の照射範囲および前記センサ部によるセンシング範囲を、前記対象領域に応じた範囲に設定する制御部と
を備える
測距装置。
（２）
前記測距対象物の移動状態を検出する検出部、をさらに備え、
前記センサ部は、複数の画素を有し、複数のフレームに亘って前記対象領域をセンシングし、前記複数のフレームのうち第１のフレームによる第１の画素ラインの画素信号値と前記第１のフレームよりも後の第２のフレームによる前記第１の画素ラインに対応する第２の画素ラインの画素信号値とのフレーム間差分を取った信号値を算出して出力し、
前記制御部は、前記検出部による検出結果に基づいて、前記フレーム間差分の算出に用いる前記第１の画素ラインと前記第２の画素ラインとのライン位置を前記測距対象物の移動状態に応じたライン位置に設定する
上記（１）に記載の測距装置。
（３）
前記制御部は、前記フレーム間差分の算出に用いる前記第１の画素ラインと前記第２の画素ラインとのライン位置を、前記第１のフレームから前記第２のフレームまでの期間に移動する前記測距対象物の移動量に応じたライン位置に設定する
上記（２）に記載の測距装置。
（４）
前記対象領域の位置と前記照射光の照射位置とが固定され、
前記センサ部は、前記対象領域内に移動してきた前記測距対象物に照射された前記照射光を検出する
上記（２）または（３）に記載の測距装置。
（５）
前記測距対象物の移動状態を検出する検出部、をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部による検出結果に基づいて、前記測距対象物の移動に追随するように前記対象領域の設定位置を移動させる
上記（１）に記載の測距装置。
（６）
前記制御部は、前記測距対象物の移動に追随するように前記照射部による前記照射光の照射位置を移動させる
上記（５）に記載の測距装置。
（７）
前記照射部は、前記照射光によるスキャンレートを変更可能に構成され、
前記制御部は、スキャンレートを維持しつつ測距精度を向上させる第１の測距モードと、測距精度を維持しつつスキャンレートを向上させる第２の測距モードとのいずれかの測距モードとなるように、前記照射光による前記スキャンレートおよび前記照射範囲と前記センサ部によるセンシング範囲とを設定する
上記（１）に記載の測距装置。
（８）
前記照射部は、前記照射光を出射する光源と、前記照射光によるスキャン方向を変化させるスキャンミラーとを有し、
前記制御部は、前記スキャンミラーの変位速度を前記測距モードに応じた速度に設定する
上記（７）に記載の測距装置。
（９）
前記制御部は、前記照射光の最大照射範囲および前記センサ部による最大センシング範囲に対して少なくとも垂直方向が狭くなるような範囲を、前記照射光の照射範囲および前記センサ部によるセンシング範囲として設定し、
前記スキャンミラーは、前記照射光によるスキャン方向を垂直方向に変化させる
上記（８）に記載の測距装置。
（１０）
スリット状の照射光を出射することと、
測距対象物に照射された前記照射光を検出することと、
前記照射光の検出結果に基づく前記測距対象物の距離情報を生成することと、
前記測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、前記照射光の照射範囲および前記照射光のセンシング範囲を、前記対象領域に応じた範囲に設定することと
を含む
測距方法。
スリット状の照射光を出射する照射部と、
測距対象物に照射された前記照射光を検出するセンサ部と、
前記センサ部の検出結果に基づく前記測距対象物の距離情報を生成する画像処理部と、
前記測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、前記照射部による前記照射光の照射範囲および前記センサ部によるセンシング範囲を、前記対象領域に応じた範囲に設定する制御部と
を備える
測距装置。
（２）
前記測距対象物の移動状態を検出する検出部、をさらに備え、
前記センサ部は、複数の画素を有し、複数のフレームに亘って前記対象領域をセンシングし、前記複数のフレームのうち第１のフレームによる第１の画素ラインの画素信号値と前記第１のフレームよりも後の第２のフレームによる前記第１の画素ラインに対応する第２の画素ラインの画素信号値とのフレーム間差分を取った信号値を算出して出力し、
前記制御部は、前記検出部による検出結果に基づいて、前記フレーム間差分の算出に用いる前記第１の画素ラインと前記第２の画素ラインとのライン位置を前記測距対象物の移動状態に応じたライン位置に設定する
上記（１）に記載の測距装置。
（３）
前記制御部は、前記フレーム間差分の算出に用いる前記第１の画素ラインと前記第２の画素ラインとのライン位置を、前記第１のフレームから前記第２のフレームまでの期間に移動する前記測距対象物の移動量に応じたライン位置に設定する
上記（２）に記載の測距装置。
（４）
前記対象領域の位置と前記照射光の照射位置とが固定され、
前記センサ部は、前記対象領域内に移動してきた前記測距対象物に照射された前記照射光を検出する
上記（２）または（３）に記載の測距装置。
（５）
前記測距対象物の移動状態を検出する検出部、をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部による検出結果に基づいて、前記測距対象物の移動に追随するように前記対象領域の設定位置を移動させる
上記（１）に記載の測距装置。
（６）
前記制御部は、前記測距対象物の移動に追随するように前記照射部による前記照射光の照射位置を移動させる
上記（５）に記載の測距装置。
（７）
前記照射部は、前記照射光によるスキャンレートを変更可能に構成され、
前記制御部は、スキャンレートを維持しつつ測距精度を向上させる第１の測距モードと、測距精度を維持しつつスキャンレートを向上させる第２の測距モードとのいずれかの測距モードとなるように、前記照射光による前記スキャンレートおよび前記照射範囲と前記センサ部によるセンシング範囲とを設定する
上記（１）に記載の測距装置。
（８）
前記照射部は、前記照射光を出射する光源と、前記照射光によるスキャン方向を変化させるスキャンミラーとを有し、
前記制御部は、前記スキャンミラーの変位速度を前記測距モードに応じた速度に設定する
上記（７）に記載の測距装置。
（９）
前記制御部は、前記照射光の最大照射範囲および前記センサ部による最大センシング範囲に対して少なくとも垂直方向が狭くなるような範囲を、前記照射光の照射範囲および前記センサ部によるセンシング範囲として設定し、
前記スキャンミラーは、前記照射光によるスキャン方向を垂直方向に変化させる
上記（８）に記載の測距装置。
（１０）
スリット状の照射光を出射することと、
測距対象物に照射された前記照射光を検出することと、
前記照射光の検出結果に基づく前記測距対象物の距離情報を生成することと、
前記測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、前記照射光の照射範囲および前記照射光のセンシング範囲を、前記対象領域に応じた範囲に設定することと
を含む
測距方法。
本出願は、日本国特許庁において２０２１年６月１０日に出願された日本特許出願番号第２０２１－９７４４１号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
Claims (10)
- スリット状の照射光を出射する照射部と、
測距対象物に照射された前記照射光を検出するセンサ部と、
前記センサ部の検出結果に基づく前記測距対象物の距離情報を生成する画像処理部と、
前記測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、前記照射部による前記照射光の照射範囲および前記センサ部によるセンシング範囲を、前記対象領域に応じた範囲に設定する制御部と
を備える
測距装置。 - 前記測距対象物の移動状態を検出する検出部、をさらに備え、
前記センサ部は、複数の画素を有し、複数のフレームに亘って前記対象領域をセンシングし、前記複数のフレームのうち第１のフレームによる第１の画素ラインの画素信号値と前記第１のフレームよりも後の第２のフレームによる前記第１の画素ラインに対応する第２の画素ラインの画素信号値とのフレーム間差分を取った信号値を算出して出力し、
前記制御部は、前記検出部による検出結果に基づいて、前記フレーム間差分の算出に用いる前記第１の画素ラインと前記第２の画素ラインとのライン位置を前記測距対象物の移動状態に応じたライン位置に設定する
請求項１に記載の測距装置。 - 前記制御部は、前記フレーム間差分の算出に用いる前記第１の画素ラインと前記第２の画素ラインとのライン位置を、前記第１のフレームから前記第２のフレームまでの期間に移動する前記測距対象物の移動量に応じたライン位置に設定する
請求項２に記載の測距装置。 - 前記対象領域の位置と前記照射光の照射位置とが固定され、
前記センサ部は、前記対象領域内に移動してきた前記測距対象物に照射された前記照射光を検出する
請求項２に記載の測距装置。 - 前記測距対象物の移動状態を検出する検出部、をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部による検出結果に基づいて、前記測距対象物の移動に追随するように前記対象領域の設定位置を移動させる
請求項１に記載の測距装置。 - 前記制御部は、前記測距対象物の移動に追随するように前記照射部による前記照射光の照射位置を移動させる
請求項５に記載の測距装置。 - 前記照射部は、前記照射光によるスキャンレートを変更可能に構成され、
前記制御部は、スキャンレートを維持しつつ測距精度を向上させる第１の測距モードと、測距精度を維持しつつスキャンレートを向上させる第２の測距モードとのいずれかの測距モードとなるように、前記照射光による前記スキャンレートおよび前記照射範囲と前記センサ部によるセンシング範囲とを設定する
請求項１に記載の測距装置。 - 前記照射部は、前記照射光を出射する光源と、前記照射光によるスキャン方向を変化させるスキャンミラーとを有し、
前記制御部は、前記スキャンミラーの変位速度を前記測距モードに応じた速度に設定する
請求項７に記載の測距装置。 - 前記制御部は、前記照射光の最大照射範囲および前記センサ部による最大センシング範囲に対して少なくとも垂直方向が狭くなるような範囲を、前記照射光の照射範囲および前記センサ部によるセンシング範囲として設定し、
前記スキャンミラーは、前記照射光によるスキャン方向を垂直方向に変化させる
請求項８に記載の測距装置。 - スリット状の照射光を出射することと、
測距対象物に照射された前記照射光を検出することと、
前記照射光の検出結果に基づく前記測距対象物の距離情報を生成することと、
前記測距対象物の大きさに応じた測距の対象領域を算出し、前記照射光の照射範囲および前記照射光のセンシング範囲を、前記対象領域に応じた範囲に設定することと
を含む
測距方法。
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