JP3364394B2 - 距離測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車や人間等
を対象物（目標）とし、空間周波数特性に基づく画像デ
ータの照合を行い、その照合結果から目標までの距離を
測定する距離測定装置に関するものである。
を対象物（目標）とし、空間周波数特性に基づく画像デ
ータの照合を行い、その照合結果から目標までの距離を
測定する距離測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の距離測定装置として、目
標を２つのカメラで撮像し、片方の画像の中の目標が写
っている部分にウインドウを設定し、もう一方の画像中
にウインドウの画像と一致する部分があるかどうか、１
画素づつずらしながら各画素の差の絶対値の総和が最小
になったところを探索し、対応する画像間の距離を２つ
のカメラで撮像した画像のずれとして検出し、これに基
づいて目標までの距離を測定する装置がある。
標を２つのカメラで撮像し、片方の画像の中の目標が写
っている部分にウインドウを設定し、もう一方の画像中
にウインドウの画像と一致する部分があるかどうか、１
画素づつずらしながら各画素の差の絶対値の総和が最小
になったところを探索し、対応する画像間の距離を２つ
のカメラで撮像した画像のずれとして検出し、これに基
づいて目標までの距離を測定する装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の距離測定装置では、画像のずれを求めるのに
時間がかかる。また、ウインドウの設定を行う必要があ
り、処理が複雑となる。
うな従来の距離測定装置では、画像のずれを求めるのに
時間がかかる。また、ウインドウの設定を行う必要があ
り、処理が複雑となる。
【０００４】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、簡単、かつ
短時間に目標までの距離を測定することのできる距離測
定装置を提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、簡単、かつ
短時間に目標までの距離を測定することのできる距離測
定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、第１の
カメラおよび第２のカメラを所定の距離を隔てて設置
し、第１のカメラで撮像された画像データを第１のパタ
ーンデータとし、この第１のパターンデータに２次元離
散的フーリエ変換を施して第１のフーリエ２次元パター
ンデータを作成し、第２のカメラで撮像された画像デー
タを第２のパターンデータとし、この第２のパターンデ
ータに２次元離散的フーリエ変換を施して第２のフーリ
エ２次元パターンデータを作成し、第１のフーリエ２次
元パターンデータと第２のフーリエ２次元パターンデー
タとを合成し、これによって得られる合成フーリエ２次
元パターンデータに２次元離散的フーリエ変換および２
次元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を施し、これに
よってフーリエ変換の施された合成フーリエ２次元パタ
ーンデータに出現する相関成分エリアの基準位置付近を
除く範囲で相関ピークを求め、この相関成分エリアの基
準位置と相関ピークの位置との距離に基づいて目標まで
の距離を測定するようにしたものである。
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、第１の
カメラおよび第２のカメラを所定の距離を隔てて設置
し、第１のカメラで撮像された画像データを第１のパタ
ーンデータとし、この第１のパターンデータに２次元離
散的フーリエ変換を施して第１のフーリエ２次元パター
ンデータを作成し、第２のカメラで撮像された画像デー
タを第２のパターンデータとし、この第２のパターンデ
ータに２次元離散的フーリエ変換を施して第２のフーリ
エ２次元パターンデータを作成し、第１のフーリエ２次
元パターンデータと第２のフーリエ２次元パターンデー
タとを合成し、これによって得られる合成フーリエ２次
元パターンデータに２次元離散的フーリエ変換および２
次元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を施し、これに
よってフーリエ変換の施された合成フーリエ２次元パタ
ーンデータに出現する相関成分エリアの基準位置付近を
除く範囲で相関ピークを求め、この相関成分エリアの基
準位置と相関ピークの位置との距離に基づいて目標まで
の距離を測定するようにしたものである。
【０００６】この発明によれば、第１のカメラで撮像さ
れた画像データが第１のパターンデータとされ、この第
１のパターンデータに２次元離散的フーリエ変換が施さ
れて第１のフーリエ２次元パターンデータが作成され
る。また、第２のカメラで撮像された画像データが第２
のパターンデータとされ、この第２のパターンデータに
２次元離散的フーリエ変換が施されて第２のフーリエ２
次元パターンデータが作成される。そして、第１のフー
リエ２次元パターンデータと第２のフーリエ２次元パタ
ーンデータとが合成され、この合成フーリエ２次元パタ
ーンデータに２次元離散的フーリエ変換あるいは２次元
離散的逆フーリエ変換が施され、これによってフーリエ
変換の施された合成フーリエ２次元パターンデータに出
現する相関成分エリアの基準位置付近を除く範囲で相関
ピークが求められ、この相関成分エリアの基準位置と相
関ピークの位置との距離に基づいて目標までの距離が測
定される。
れた画像データが第１のパターンデータとされ、この第
１のパターンデータに２次元離散的フーリエ変換が施さ
れて第１のフーリエ２次元パターンデータが作成され
る。また、第２のカメラで撮像された画像データが第２
のパターンデータとされ、この第２のパターンデータに
２次元離散的フーリエ変換が施されて第２のフーリエ２
次元パターンデータが作成される。そして、第１のフー
リエ２次元パターンデータと第２のフーリエ２次元パタ
ーンデータとが合成され、この合成フーリエ２次元パタ
ーンデータに２次元離散的フーリエ変換あるいは２次元
離散的逆フーリエ変換が施され、これによってフーリエ
変換の施された合成フーリエ２次元パターンデータに出
現する相関成分エリアの基準位置付近を除く範囲で相関
ピークが求められ、この相関成分エリアの基準位置と相
関ピークの位置との距離に基づいて目標までの距離が測
定される。
【０００７】第２発明（請求項２に係る発明）は、第１
発明において、第１のフーリエ２次元パターンデータと
第２のフーリエ２次元パターンデータとを合成し、これ
によって得られる合成フーリエ２次元パターンデータに
振幅抑制処理を行ったうえ２次元離散的フーリエ変換お
よび２次元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を施すよ
うにしたものである。第３発明（請求項３に係る発明）
は、第１発明において、第１のカメラで撮像された画像
データを第１のパターンデータとし、この第１のパター
ンデータに２次元離散的フーリエ変換を施してから振幅
抑制処理を行うことにより第１のフーリエ２次元パター
ンデータを作成し、第２のカメラで撮像された画像デー
タを第２のパターンデータとし、この第２のパターンデ
ータに２次元離散的フーリエ変換を施してから振幅抑制
処理を行うことにより第２のフーリエ２次元パターンデ
ータを作成するようにしたものである。
発明において、第１のフーリエ２次元パターンデータと
第２のフーリエ２次元パターンデータとを合成し、これ
によって得られる合成フーリエ２次元パターンデータに
振幅抑制処理を行ったうえ２次元離散的フーリエ変換お
よび２次元離散的逆フーリエ変換の何れか一方を施すよ
うにしたものである。第３発明（請求項３に係る発明）
は、第１発明において、第１のカメラで撮像された画像
データを第１のパターンデータとし、この第１のパター
ンデータに２次元離散的フーリエ変換を施してから振幅
抑制処理を行うことにより第１のフーリエ２次元パター
ンデータを作成し、第２のカメラで撮像された画像デー
タを第２のパターンデータとし、この第２のパターンデ
ータに２次元離散的フーリエ変換を施してから振幅抑制
処理を行うことにより第２のフーリエ２次元パターンデ
ータを作成するようにしたものである。
【０００８】第４発明（請求項４に係る発明）は、第１
〜第３発明において、測定した目標までの距離に基づい
て第１のカメラと第２のカメラとのレンズ間距離を自動
的に調節するようにしたものである。第５発明（請求項
５に係る発明）は、第１〜第４発明において、第１およ
び第２のカメラをピンホールカメラとしたものである。
〜第３発明において、測定した目標までの距離に基づい
て第１のカメラと第２のカメラとのレンズ間距離を自動
的に調節するようにしたものである。第５発明（請求項
５に係る発明）は、第１〜第４発明において、第１およ
び第２のカメラをピンホールカメラとしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図２はこの発明の一実施の形態を示
す距離測定装置のブロック構成図である。同図におい
て、１０は第１のＣＣＤカメラ、１１は第２のＣＣＤカ
メラ、２０は処理部であり、処理部２０は、ＣＰＵを有
してなる制御部２０−１と、ＲＯＭ２０−２と、ＲＡＭ
２０−３と、ハードディスク（ＨＤ）２０−４と、フレ
ームメモリ（ＦＭ）２０−５と、外部接続部（Ｉ／Ｆ）
２０−６と、フーリエ変換部（ＦＦＴ）２０−７とを備
えてなり、ＲＯＭ２０−２には測距プログラム（図３）
が格納されている。また、ＣＣＤカメラ１０，１１は、
所定の距離Ｌを隔てて設置されている。すなわち、ＣＣ
Ｄカメラ１０，１１は、そのレンズ１０−１，１１−１
間の距離をＬとして、横方向に並んで設置されている。
き詳細に説明する。図２はこの発明の一実施の形態を示
す距離測定装置のブロック構成図である。同図におい
て、１０は第１のＣＣＤカメラ、１１は第２のＣＣＤカ
メラ、２０は処理部であり、処理部２０は、ＣＰＵを有
してなる制御部２０−１と、ＲＯＭ２０−２と、ＲＡＭ
２０−３と、ハードディスク（ＨＤ）２０−４と、フレ
ームメモリ（ＦＭ）２０−５と、外部接続部（Ｉ／Ｆ）
２０−６と、フーリエ変換部（ＦＦＴ）２０−７とを備
えてなり、ＲＯＭ２０−２には測距プログラム（図３）
が格納されている。また、ＣＣＤカメラ１０，１１は、
所定の距離Ｌを隔てて設置されている。すなわち、ＣＣ
Ｄカメラ１０，１１は、そのレンズ１０−１，１１−１
間の距離をＬとして、横方向に並んで設置されている。
【００１０】〔実施の形態１：第１発明，第２発明，第
３発明〕この距離測定装置において、目標を自動車Ｍ１
とした場合、この目標Ｍ１までの距離Ｒの測定は次のよ
うにして行われる。
３発明〕この距離測定装置において、目標を自動車Ｍ１
とした場合、この目標Ｍ１までの距離Ｒの測定は次のよ
うにして行われる。
【００１１】制御部２０−１は、ＣＣＤカメラ１０から
の目標Ｍ１を捉えた画像データＯ1を、フレームメモリ
２０−５を介して取り込む（ステップ３０１）。そし
て、この取り込んだ画像データＯ1 を登録画像データと
し（図１（ａ））、この登録画像データをフーリエ変換
部２０−７へ送り、この登録画像データに２次元離散的
フーリエ変換（ＤＦＴ）を施す（ステップ３０２）。こ
れにより、図１（ａ）に示された登録画像データＯ
1 は、フーリエ画像データ（登録フーリエ画像データ）
Ｆ1 となる。
の目標Ｍ１を捉えた画像データＯ1を、フレームメモリ
２０−５を介して取り込む（ステップ３０１）。そし
て、この取り込んだ画像データＯ1 を登録画像データと
し（図１（ａ））、この登録画像データをフーリエ変換
部２０−７へ送り、この登録画像データに２次元離散的
フーリエ変換（ＤＦＴ）を施す（ステップ３０２）。こ
れにより、図１（ａ）に示された登録画像データＯ
1 は、フーリエ画像データ（登録フーリエ画像データ）
Ｆ1 となる。
【００１２】なお、２次元離散的フーリエ変換について
は、例えば「コンピュータ画像処理入門、日本工業技術
センター編、総研出版（株）発行、Ｐ．４４〜４５（文
献１）」等に説明されている。
は、例えば「コンピュータ画像処理入門、日本工業技術
センター編、総研出版（株）発行、Ｐ．４４〜４５（文
献１）」等に説明されている。
【００１３】次に、制御部２０−１は、ＣＣＤカメラ１
１からの目標Ｍ１を捉えた画像データＯ2 を、フレーム
メモリ２０−５を介して取り込む（ステップ３０３）。
そして、この取り込んだ画像データＯ2 を照合画像デー
タとし（図１（ｂ））この照合画像データをフーリエ変
換部２０−７へ送り、この照合画像データに２次元離散
的フーリエ変換（ＤＦＴ）を施す（ステップ３０４）。
これにより、図１（ｂ）に示された照合画像データは、
フーリエ画像データ（照合フーリエ画像データ）Ｆ2 と
なる。
１からの目標Ｍ１を捉えた画像データＯ2 を、フレーム
メモリ２０−５を介して取り込む（ステップ３０３）。
そして、この取り込んだ画像データＯ2 を照合画像デー
タとし（図１（ｂ））この照合画像データをフーリエ変
換部２０−７へ送り、この照合画像データに２次元離散
的フーリエ変換（ＤＦＴ）を施す（ステップ３０４）。
これにより、図１（ｂ）に示された照合画像データは、
フーリエ画像データ（照合フーリエ画像データ）Ｆ2 と
なる。
【００１４】そして、制御部２０−１は、ステップ３０
２で得たフーリエ画像データ（登録フーリエ画像デー
タ）Ｆ1 とステップ３０４で得たフーリエ画像データ
（照合フーリエ画像データ）Ｆ2 とを合成し（ステップ
３０５）、合成フーリエ画像データを得る。
２で得たフーリエ画像データ（登録フーリエ画像デー
タ）Ｆ1 とステップ３０４で得たフーリエ画像データ
（照合フーリエ画像データ）Ｆ2 とを合成し（ステップ
３０５）、合成フーリエ画像データを得る。
【００１５】ここで、合成フーリエ画像データは、照合
フーリエ画像データをＡ・ｅjθとし、登録フーリエ画
像データをＢ・ｅjφとした場合、Ａ・Ｂ・ｅj(θ-φ)
で表される。但し、Ａ，Ｂ，θ，φとも周波数（フーリ
エ）空間（ｕ，ｖ）の関数とする。
フーリエ画像データをＡ・ｅjθとし、登録フーリエ画
像データをＢ・ｅjφとした場合、Ａ・Ｂ・ｅj(θ-φ)
で表される。但し、Ａ，Ｂ，θ，φとも周波数（フーリ
エ）空間（ｕ，ｖ）の関数とする。
【００１６】そして、Ａ・Ｂ・ｅj(θ-φ)は、
Ａ・Ｂ・ｅj(θ-φ)＝Ａ・Ｂ・ｃｏｓ（θ−φ）＋ｊ・Ａ・Ｂ・ｓｉｎ（θ−
φ） ・・・（１）
として表され、Ａ・ｅjθ＝α1 ＋ｊβ1 、Ｂ・ｅjφ＝
α2 ＋ｊβ2 とすると、Ａ＝（α1 2＋β1 2）1/2，Ｂ＝
（α2 2＋β2 2）1/2，θ＝ｔａｎ-1（β1 ／α1），φ＝
ｔａｎ-1（β2 ／α2 ）となる。この（１）式を計算す
ることにより合成フーリエ画像データを得る。
α2 ＋ｊβ2 とすると、Ａ＝（α1 2＋β1 2）1/2，Ｂ＝
（α2 2＋β2 2）1/2，θ＝ｔａｎ-1（β1 ／α1），φ＝
ｔａｎ-1（β2 ／α2 ）となる。この（１）式を計算す
ることにより合成フーリエ画像データを得る。
【００１７】なお、Ａ・Ｂ・ｅj(θ-φ)＝Ａ・Ｂ・ｅj
θ・ｅ-jφ＝Ａ・ｅjθ・Ｂ・ｅ-jφ＝（α1 ＋ｊ
β1 ）・（α2 −ｊβ2 ）＝（α1 ・α2 ＋β1 ・
β2 ）＋ｊ（α2 ・β1 −α1 ・β2 ）として、合成フ
ーリエ画像データを求めるようにしてもよい。
θ・ｅ-jφ＝Ａ・ｅjθ・Ｂ・ｅ-jφ＝（α1 ＋ｊ
β1 ）・（α2 −ｊβ2 ）＝（α1 ・α2 ＋β1 ・
β2 ）＋ｊ（α2 ・β1 −α1 ・β2 ）として、合成フ
ーリエ画像データを求めるようにしてもよい。
【００１８】そして、制御部２０−１は、このようにし
て合成フーリエ画像データを得た後、振幅抑制処理を行
う（ステップ３０６）。この実施の形態では、振幅抑制
処理として、ｌｏｇ処理を行う。すなわち、前述した合
成フーリエ画像データの演算式であるＡ・Ｂ・ｅj(θ-
φ)のｌｏｇをとり、ｌｏｇ（Ａ・Ｂ）・ｅj(θ-φ)と
することにより、振幅であるＡ・Ｂをｌｏｇ（Ａ・Ｂ）
に抑制する（Ａ・Ｂ＞ｌｏｇ（Ａ・Ｂ））。
て合成フーリエ画像データを得た後、振幅抑制処理を行
う（ステップ３０６）。この実施の形態では、振幅抑制
処理として、ｌｏｇ処理を行う。すなわち、前述した合
成フーリエ画像データの演算式であるＡ・Ｂ・ｅj(θ-
φ)のｌｏｇをとり、ｌｏｇ（Ａ・Ｂ）・ｅj(θ-φ)と
することにより、振幅であるＡ・Ｂをｌｏｇ（Ａ・Ｂ）
に抑制する（Ａ・Ｂ＞ｌｏｇ（Ａ・Ｂ））。
【００１９】振幅抑制処理を施した合成フーリエ画像デ
ータでは登録画像データの採取時と照合画像データの採
取時の照度差による影響が小さくなる。すなわち、振幅
抑制処理を行うことにより、各画素のスペクトラム強度
が抑圧され、飛び抜けた値がなくなり、より多くの情報
が有効となる。
ータでは登録画像データの採取時と照合画像データの採
取時の照度差による影響が小さくなる。すなわち、振幅
抑制処理を行うことにより、各画素のスペクトラム強度
が抑圧され、飛び抜けた値がなくなり、より多くの情報
が有効となる。
【００２０】なお、この実施の形態では、振幅抑制処理
としてｌｏｇ処理を行うものとしたが、√処理を行うよ
うにしてもよい。また、ｌｏｇ処理や√処理に限らず、
振幅を抑制することができればどのような処理でもよ
い。振幅抑制で全ての振幅を例えば１にすると、すなわ
ち位相のみにすると、ｌｏｇ処理や√処理等に比べ、計
算量を減らすことができるという利点とデータが少なく
なるという利点がある。
としてｌｏｇ処理を行うものとしたが、√処理を行うよ
うにしてもよい。また、ｌｏｇ処理や√処理に限らず、
振幅を抑制することができればどのような処理でもよ
い。振幅抑制で全ての振幅を例えば１にすると、すなわ
ち位相のみにすると、ｌｏｇ処理や√処理等に比べ、計
算量を減らすことができるという利点とデータが少なく
なるという利点がある。
【００２１】ステップ３０６で振幅抑制処理を行った
後、制御部２０−１は、その振幅抑制処理を行った合成
フーリエ画像データをフーリエ変換部２０−７へ送り、
第２回目の２次元離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）を施す
（ステップ３０７）。
後、制御部２０−１は、その振幅抑制処理を行った合成
フーリエ画像データをフーリエ変換部２０−７へ送り、
第２回目の２次元離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）を施す
（ステップ３０７）。
【００２２】そして、制御部２０−１は、このＤＦＴの
施された合成フーリエ画像データを取り込み、この合成
フーリエ画像データより所定の相関成分エリア（この実
施の形態では全エリア）の各画素の相関成分の強度（振
幅）をスキャンし、各画素の相関成分の強度のヒストグ
ラムを求め、このヒストグラムより相関成分エリアの中
心付近を除く範囲で相関成分の最も強度の高い画素（相
関ピーク）を抽出し（ステップ３０８）、この抽出した
相関ピークの座標を求める（ステップ３０９）。
施された合成フーリエ画像データを取り込み、この合成
フーリエ画像データより所定の相関成分エリア（この実
施の形態では全エリア）の各画素の相関成分の強度（振
幅）をスキャンし、各画素の相関成分の強度のヒストグ
ラムを求め、このヒストグラムより相関成分エリアの中
心付近を除く範囲で相関成分の最も強度の高い画素（相
関ピーク）を抽出し（ステップ３０８）、この抽出した
相関ピークの座標を求める（ステップ３０９）。
【００２３】この時の相関ピークの座標位置を図１
（ｃ）に示す。同図に示すＰa1が相関ピークの位置であ
り、Ｐ0 が相関成分エリアの中心である。この場合、相
関ピークＰa1が目標Ｍ１を示し、相関成分エリアの中心
Ｐ0 から相関ピークの位置Ｐa1までの距離が２つの画像
データＯ1 とＯ2 とのずれＡ（Ａ＝Δａ＋Δｂ）を示
す。なお、相関成分エリアの中心付近Ｐ0 には、背景を
示す相関ピークが出現する。
（ｃ）に示す。同図に示すＰa1が相関ピークの位置であ
り、Ｐ0 が相関成分エリアの中心である。この場合、相
関ピークＰa1が目標Ｍ１を示し、相関成分エリアの中心
Ｐ0 から相関ピークの位置Ｐa1までの距離が２つの画像
データＯ1 とＯ2 とのずれＡ（Ａ＝Δａ＋Δｂ）を示
す。なお、相関成分エリアの中心付近Ｐ0 には、背景を
示す相関ピークが出現する。
【００２４】制御部２０−１は、相関ピークＰa1の座標
位置から画像データＯ1 とＯ2 とのずれＡ求め（ステッ
プ３１０）、この求めたずれＡに基づき、三角測量の原
理に基づく下記（２）式により、目標Ｍ１までの距離Ｒ
を求める（ステップ３１１）。そして、この求めた目標
Ｍ１までの距離Ｒを、Ｉ／Ｆ２０−６を介して外部へ出
力する（ステップ３１２）。なお、下記（２）式におい
て、ｆはレンズ１０−１（１１−１）の中心から撮像位
置までの距離、Ｌはレンズ間距離Ｌである。 Ｒ＝ｆ・Ｌ／Ａ ・・・・（２）
位置から画像データＯ1 とＯ2 とのずれＡ求め（ステッ
プ３１０）、この求めたずれＡに基づき、三角測量の原
理に基づく下記（２）式により、目標Ｍ１までの距離Ｒ
を求める（ステップ３１１）。そして、この求めた目標
Ｍ１までの距離Ｒを、Ｉ／Ｆ２０−６を介して外部へ出
力する（ステップ３１２）。なお、下記（２）式におい
て、ｆはレンズ１０−１（１１−１）の中心から撮像位
置までの距離、Ｌはレンズ間距離Ｌである。 Ｒ＝ｆ・Ｌ／Ａ ・・・・（２）
【００２５】以上説明したように、この実施の形態によ
る距離測定装置によると、ＣＣＤカメラ１０で捉えた画
像データとＣＣＤカメラ１１で捉えた画像データとを空
間周波数特性に基づいて照合し、この照合結果として目
標Ｍ１までの距離を求めるようにしているので、従来の
方式に比べ、処理が簡単となり、短時間で目標までの距
離を測定することができるようになる。
る距離測定装置によると、ＣＣＤカメラ１０で捉えた画
像データとＣＣＤカメラ１１で捉えた画像データとを空
間周波数特性に基づいて照合し、この照合結果として目
標Ｍ１までの距離を求めるようにしているので、従来の
方式に比べ、処理が簡単となり、短時間で目標までの距
離を測定することができるようになる。
【００２６】なお、この実施の形態では、２次元離散的
フーリエ変換をフーリエ変換部２０−７において行うも
のとしたが、ＣＰＵ２０−１内で行うものとしてもよ
い。また、この実施の形態では、図３に示したステップ
３０７にて２次元離散的フーリエ変換を行うようにした
が、２次元離散的フーリエ変換ではなく２次元離散的逆
フーリエ変換を行うようにしてもよい。すなわち、振幅
抑制処理の施された合成フーリエ画像データに対して２
次元離散的フーリエ変換を行うのに代えて、２次元離散
的逆フーリエ変換を行うようにしてもよい。２次元離散
的フーリエ変換と２次元離散的逆フーリエ変換とは、定
量的にみて照合精度は変わらない。２次元離散的逆フー
リエ変換については、先の文献１に説明されている。
フーリエ変換をフーリエ変換部２０−７において行うも
のとしたが、ＣＰＵ２０−１内で行うものとしてもよ
い。また、この実施の形態では、図３に示したステップ
３０７にて２次元離散的フーリエ変換を行うようにした
が、２次元離散的フーリエ変換ではなく２次元離散的逆
フーリエ変換を行うようにしてもよい。すなわち、振幅
抑制処理の施された合成フーリエ画像データに対して２
次元離散的フーリエ変換を行うのに代えて、２次元離散
的逆フーリエ変換を行うようにしてもよい。２次元離散
的フーリエ変換と２次元離散的逆フーリエ変換とは、定
量的にみて照合精度は変わらない。２次元離散的逆フー
リエ変換については、先の文献１に説明されている。
【００２７】また、この実施の形態では、合成後のフー
リエ画像データに対して振幅抑制処理を施して２次元離
散的フーリエ変換を行うようにしたが（ステップ３０
６，３０７）、合成前の登録フーリエ画像データおよび
照合フーリエ画像データにそれぞれ振幅抑制処理を行っ
た後に合成するようにしてもよい。すなわち、図４
（ａ），（ｂ）に示すように、図３のステップ３０６を
なくし、ステップ３０２と３０３との間およびステップ
３０４と３０５との間に振幅抑制処理を行うステップ３
１３−１，３１３−２を設けてもよい。あるいは、図４
（ｃ）に示すように、図３のステップ３０６をなくし、
ステップ３０４と３０５との間に画像Ｏ1 ，Ｏ2 に対し
て個別に振幅抑制処理を行うステップ３１３を設けても
よい。
リエ画像データに対して振幅抑制処理を施して２次元離
散的フーリエ変換を行うようにしたが（ステップ３０
６，３０７）、合成前の登録フーリエ画像データおよび
照合フーリエ画像データにそれぞれ振幅抑制処理を行っ
た後に合成するようにしてもよい。すなわち、図４
（ａ），（ｂ）に示すように、図３のステップ３０６を
なくし、ステップ３０２と３０３との間およびステップ
３０４と３０５との間に振幅抑制処理を行うステップ３
１３−１，３１３−２を設けてもよい。あるいは、図４
（ｃ）に示すように、図３のステップ３０６をなくし、
ステップ３０４と３０５との間に画像Ｏ1 ，Ｏ2 に対し
て個別に振幅抑制処理を行うステップ３１３を設けても
よい。
【００２８】このようにした場合、ステップ３１３の振
幅抑制処理によって、振幅抑制処理の施された登録フー
リエ画像データおよび照合フーリエ画像データが得ら
れ、これらのフーリエ画像データ合成されて合成フーリ
エ画像データが得られる。
幅抑制処理によって、振幅抑制処理の施された登録フー
リエ画像データおよび照合フーリエ画像データが得ら
れ、これらのフーリエ画像データ合成されて合成フーリ
エ画像データが得られる。
【００２９】この時の合成フーリエ画像データの振幅の
抑制率は、合成フーリエ画像データとしてから振幅抑制
処理を行う場合（図３）に対して小さい。したがって、
合成フーリエ画像データとしてから振幅抑制処理を行う
（図３）方が、振幅抑制処理を行ってから合成フーリエ
画像データとする方法（図４）に比べて、その照合精度
がアップする。なお、振幅抑制処理を行ってから合成フ
ーリエ画像データとする場合（図４）にも、合成フーリ
エ画像データに対して２次元離散的フーリエ変換ではな
く、２次元離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよ
い。また、この実施の形態では、振幅抑制処理を行うも
のとしたが、振幅抑制処理は必ずしも行わなくてもよ
い。
抑制率は、合成フーリエ画像データとしてから振幅抑制
処理を行う場合（図３）に対して小さい。したがって、
合成フーリエ画像データとしてから振幅抑制処理を行う
（図３）方が、振幅抑制処理を行ってから合成フーリエ
画像データとする方法（図４）に比べて、その照合精度
がアップする。なお、振幅抑制処理を行ってから合成フ
ーリエ画像データとする場合（図４）にも、合成フーリ
エ画像データに対して２次元離散的フーリエ変換ではな
く、２次元離散的逆フーリエ変換を行うようにしてもよ
い。また、この実施の形態では、振幅抑制処理を行うも
のとしたが、振幅抑制処理は必ずしも行わなくてもよ
い。
【００３０】また、この実施の形態では、ＣＣＤカメラ
１０からの画像データを登録画像データとし、ＣＣＤカ
メラ１１からの画像データを照合画像データとし、空間
周波数特性に基づいて照合を行い、相関成分エリアの中
心から相関ピークの位置までの距離を２つの画像のずれ
Ａとして求めたが、ＣＣＤカメラ１０からの画像データ
を照合画像データとし、ＣＣＤカメラ１１からの画像デ
ータを登録画像データとしても、同様にして２つの画像
のずれＡを求めることができる。
１０からの画像データを登録画像データとし、ＣＣＤカ
メラ１１からの画像データを照合画像データとし、空間
周波数特性に基づいて照合を行い、相関成分エリアの中
心から相関ピークの位置までの距離を２つの画像のずれ
Ａとして求めたが、ＣＣＤカメラ１０からの画像データ
を照合画像データとし、ＣＣＤカメラ１１からの画像デ
ータを登録画像データとしても、同様にして２つの画像
のずれＡを求めることができる。
【００３１】この場合、図１（ｃ）に対応して、図１
（ｄ）が得られる。すなわち、図１（ｄ）における相関
ピークＰa1 に対し、相関エリアの中心Ｐ0 を中心とし
て逆の位置に相関ピークＰa1’が現れる。したがって、
この場合、相関ピークＰa1’の位置から相関成分エリア
の中心Ｐ0 までの距離を２つの画像のずれＡとして求め
る。
（ｄ）が得られる。すなわち、図１（ｄ）における相関
ピークＰa1 に対し、相関エリアの中心Ｐ0 を中心とし
て逆の位置に相関ピークＰa1’が現れる。したがって、
この場合、相関ピークＰa1’の位置から相関成分エリア
の中心Ｐ0 までの距離を２つの画像のずれＡとして求め
る。
【００３２】〔実施の形態２：第４発明〕なお、上述し
た実施の形態では、ＣＣＤカメラ１０と１１とのレンズ
間距離Ｌは一定としたが、レンズ間距離Ｌを目標Ｍ１ま
での距離Ｒに応じ変化させるようにしてもよい。すなわ
ち、距離Ｒが長くなるにつれてレンズ間距離Ｌを大きく
するようにすれば、測定精度がアップする。
た実施の形態では、ＣＣＤカメラ１０と１１とのレンズ
間距離Ｌは一定としたが、レンズ間距離Ｌを目標Ｍ１ま
での距離Ｒに応じ変化させるようにしてもよい。すなわ
ち、距離Ｒが長くなるにつれてレンズ間距離Ｌを大きく
するようにすれば、測定精度がアップする。
【００３３】図５では、ＣＣＤカメラ１１に対してレン
ズ間距離調節機構１２を設け、測定距離Ｒが長くなるに
つれレンズ間距離Ｌを大きくするように、レンズ間距離
調節機構１２を介してＣＣＤカメラ１１の位置、すなわ
ちレンズ１１−１の位置を自動的に調節するようにして
いる。この実施の形態では図３に対応して図６のフロー
チャートが用いられる。
ズ間距離調節機構１２を設け、測定距離Ｒが長くなるに
つれレンズ間距離Ｌを大きくするように、レンズ間距離
調節機構１２を介してＣＣＤカメラ１１の位置、すなわ
ちレンズ１１−１の位置を自動的に調節するようにして
いる。この実施の形態では図３に対応して図６のフロー
チャートが用いられる。
【００３４】なお、この実施の形態においては、ＣＣＤ
カメラ１０と１１を横方向に並んで配置したが、上下方
向に配置してもよく、斜め方向等、自由な方向に配置し
てよい。また、この実施の形態では、カメラ１０，１１
をＣＣＤカメラとしたが、このカメラはレンズ付きのカ
メラでもよいし、ピンホールカメラ（レンズ無し）でも
よい。レンズ付きのカメラはピンホールカメラに比べ
て、明るく撮像できる反面、像が歪み易いというデメリ
ットがある。
カメラ１０と１１を横方向に並んで配置したが、上下方
向に配置してもよく、斜め方向等、自由な方向に配置し
てよい。また、この実施の形態では、カメラ１０，１１
をＣＣＤカメラとしたが、このカメラはレンズ付きのカ
メラでもよいし、ピンホールカメラ（レンズ無し）でも
よい。レンズ付きのカメラはピンホールカメラに比べ
て、明るく撮像できる反面、像が歪み易いというデメリ
ットがある。
【００３５】また、上述した実施の形態では、図１
（ｃ）において、合成フーリエ画像データの全エリアを
相関成分エリアとしたが、部分的な領域を相関成分エリ
アとしてもよい。この場合、相関成分エリアの取り方に
よって、背景を示す相関ピークが出現する位置が異な
る。そこで、この場合、この背景を示す相関ピークが出
現するであろう位置を基準位置とし、この基準位置付近
を除く範囲で相関ピークを抽出する。
（ｃ）において、合成フーリエ画像データの全エリアを
相関成分エリアとしたが、部分的な領域を相関成分エリ
アとしてもよい。この場合、相関成分エリアの取り方に
よって、背景を示す相関ピークが出現する位置が異な
る。そこで、この場合、この背景を示す相関ピークが出
現するであろう位置を基準位置とし、この基準位置付近
を除く範囲で相関ピークを抽出する。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１のカメラからの画像データと第２の
カメラからの画像データとが空間周波数特性に基づいて
照合され、この照合結果として２つの画像間のずれが求
められるものとなり、簡単、かつ短時間に目標までの距
離を測定することができるようになる。
発明によれば、第１のカメラからの画像データと第２の
カメラからの画像データとが空間周波数特性に基づいて
照合され、この照合結果として２つの画像間のずれが求
められるものとなり、簡単、かつ短時間に目標までの距
離を測定することができるようになる。
【図１】 図２に示した距離測定装置における距離測定
処理過程を説明する図である。
処理過程を説明する図である。
【図２】 この発明の一実施の形態を示す距離測定装置
のブロック構成図である。
のブロック構成図である。
【図３】 この距離測定装置における距離測定処理動作
（実施の形態１）を説明するためのフローチャートであ
る。
（実施の形態１）を説明するためのフローチャートであ
る。
【図４】 この距離測定装置における距離測定処理動作
の他の例を説明するためのフローチャートである。
の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図５】 この発明の別の実施の形態（実施の形態２）
を示す距離測定装置のブロック構成図である。
を示す距離測定装置のブロック構成図である。
【図６】 この距離測定装置における距離測定処理動作
（実施の形態２）を説明するためのフローチャートであ
る。
（実施の形態２）を説明するためのフローチャートであ
る。
１０，１１…ＣＣＤカメラ、１０−１，１０−２…レン
ズ、１２…レンズ間距離調節機構、２０…処理部、２０
−１…制御部、２０−２…ＲＯＭ、２０−３…ＲＡＭ、
２０−４…ハードディスク（ＨＤ）、２０−５…フレー
ムメモリ（ＦＭ）、２０−６…外部接続部（Ｉ／Ｆ）、
２０−７…フーリエ変換部（ＦＦＴ）。
ズ、１２…レンズ間距離調節機構、２０…処理部、２０
−１…制御部、２０−２…ＲＯＭ、２０−３…ＲＡＭ、
２０−４…ハードディスク（ＨＤ）、２０−５…フレー
ムメモリ（ＦＭ）、２０−６…外部接続部（Ｉ／Ｆ）、
２０−７…フーリエ変換部（ＦＦＴ）。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−100589（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−159056（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−125515（ＪＰ，Ａ)
小林孝次外４名，位相限定相関法の原
理とその応用，テレビジョン学会技術報
告，1996年７月16日，Ｖｏｌ．20，Ｎ
ｏ．40，ｐｐ．１−６
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06T 7/00 - 7/60
G06T 1/00
G01B 11/00
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の距離を隔てて設置された第１のカ
メラおよび第２のカメラと、 前記第１のカメラで撮像された画像データを第１のパタ
ーンデータとし、この第１のパターンデータに２次元離
散的フーリエ変換を施して第１のフーリエ２次元パター
ンデータを作成する第１のフーリエパターンデータ作成
手段と、 前記第２のカメラで撮像された画像データを第２のパタ
ーンデータとし、この第２のパターンデータに２次元離
散的フーリエ変換を施して第２のフーリエ２次元パター
ンデータを作成する第２のフーリエパターンデータ作成
手段と、 前記第１のフーリエ２次元パターンデータと前記第２の
フーリエ２次元パターンデータとを合成し、これによっ
て得られる合成フーリエ２次元パターンデータに２次元
離散的フーリエ変換および２次元離散的逆フーリエ変換
の何れか一方を施すパターン処理手段と、 このパターン処理手段によってフーリエ変換の施された
合成フーリエ２次元パターンデータに出現する相関成分
エリアの基準位置付近を除く範囲で相関ピークを求め、
この相関成分エリアの基準位置と相関ピークの位置との
距離に基づいて目標までの距離を測定する測距手段とを
備えたことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記パターン処理手段は、前記第１のフーリエ２次元パ
ターンデータと前記第２のフーリエ２次元パターンデー
タとを合成し、これによって得られる合成フーリエ２次
元パターンデータに振幅抑制処理を行ったうえ２次元離
散的フーリエ変換および２次元離散的逆フーリエ変換の
何れか一方を施すことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項３】 請求項１において、 前記第１のフーリエパターンデータ作成手段は、第１の
カメラで撮像された画像データを第１のパターンデータ
とし、この第１のパターンデータに２次元離散的フーリ
エ変換を施してから振幅抑制処理を行うことにより第１
のフーリエ２次元パターンデータを作成し、 前記第２のフーリエパターンデータ作成手段は、第２の
カメラで撮像された画像データを第２のパターンデータ
とし、この第２のパターンデータに２次元離散的フーリ
エ変換を施してから振幅抑制処理を行うことにより第２
のフーリエ２次元パターンデータを作成することを特徴
とする距離測定装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項において、 前記測距手段が測定した目標までの距離に基づいて前記
第１のカメラと前記第２のカメラとのレンズ間距離を自
動的に調節するレンズ間距離調節手段を備えたことを特
徴とする距離測定装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４の何れか１項において、前
記第１および第２のカメラはピンホールカメラであるこ
とを特徴とする距離測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29046696A JP3364394B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 距離測定装置 |
| EP97118965A EP0840254A3 (en) | 1996-10-30 | 1997-10-30 | Distance measuring device and three-dimensional image measuring apparatus |
| CNB971212783A CN1151472C (zh) | 1996-10-30 | 1997-10-30 | 距离测量设备和三维图象测量设备 |
| US08/961,552 US6148270A (en) | 1996-10-30 | 1997-10-30 | Fast target distance measuring device and high-speed moving image measuring device |
| KR1019970056402A KR100274332B1 (ko) | 1996-10-30 | 1997-10-30 | 거리측정장치 및 3차원화상 측정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29046696A JP3364394B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10134196A JPH10134196A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3364394B2 true JP3364394B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=17756389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29046696A Expired - Fee Related JP3364394B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-31 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364394B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014445A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Konica Minolta Holdings Inc | 測距装置 |
| JP4872836B2 (ja) * | 2007-07-06 | 2012-02-08 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 情報処理システム |
| JP5181602B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2013-04-10 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 物体検出装置 |
| JP5163164B2 (ja) * | 2008-02-04 | 2013-03-13 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | ３次元計測装置 |
| US9495611B2 (en) | 2012-01-17 | 2016-11-15 | Konica Minolta, Inc. | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program |
| CN112998689B (zh) * | 2021-02-08 | 2022-01-18 | 南京泓鼎感知技术有限责任公司 | 非接触式多人实时呼吸状况评估系统、设备和存储介质 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29046696A patent/JP3364394B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 小林孝次外４名，位相限定相関法の原理とその応用，テレビジョン学会技術報告，１９９６年７月１６日，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．４０，ｐｐ．１−６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10134196A (ja) | 1998-05-22 |
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| De Bonet et al. | Structure-driven SAR image registration |
Legal Events
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