JPH0467607B2 - - Google Patents
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- JPH0467607B2 JPH0467607B2 JP60022798A JP2279885A JPH0467607B2 JP H0467607 B2 JPH0467607 B2 JP H0467607B2 JP 60022798 A JP60022798 A JP 60022798A JP 2279885 A JP2279885 A JP 2279885A JP H0467607 B2 JPH0467607 B2 JP H0467607B2
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- distance
- measuring means
- lens
- illuminance distribution
- optical axis
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 12
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
- G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は距離測定方法に関し、特に多方向に存
在する物体までの距離を光学的に測定するための
方法に関する。この様な距離測定方法は環境認識
の１つの手段として利用される。
在する物体までの距離を光学的に測定するための
方法に関する。この様な距離測定方法は環境認識
の１つの手段として利用される。
測定装置から被測定物である物体までの距離を
測定することは種々の目的で利用される。
測定することは種々の目的で利用される。
たとえば、自走ロボツトにおいて周囲環境の認
識のため上記の様な距離測定が行なわれる場合が
ある。そして、かくして得られた情報に基づき、
ロボツトは物体への衝突を避けながら走行するこ
とができる。
識のため上記の様な距離測定が行なわれる場合が
ある。そして、かくして得られた情報に基づき、
ロボツトは物体への衝突を避けながら走行するこ
とができる。
更に、上記の様な距離測定を利用するものとし
て、自動車の衝突防止装置がある。この装置にお
いては、距離測定により得られた情報に基づき、
自動車が他の自動車または壁等の物体に対し所定
の距離よりも近づいた時に運転者に対し警告を発
するか、あるいは自動車を停止または減速させる
ための指示を発することがなされる。
て、自動車の衝突防止装置がある。この装置にお
いては、距離測定により得られた情報に基づき、
自動車が他の自動車または壁等の物体に対し所定
の距離よりも近づいた時に運転者に対し警告を発
するか、あるいは自動車を停止または減速させる
ための指示を発することがなされる。
以上の様な距離測定のために被測定物に対し超
音波を射出し反射により戻つてくる超音波を解析
するという方法が用いられることがある。しかし
ながら、超音波を用いる方法は被測定物が小さい
場合には測定が困難になり、更に測定の分離能が
低いという問題がある。
音波を射出し反射により戻つてくる超音波を解析
するという方法が用いられることがある。しかし
ながら、超音波を用いる方法は被測定物が小さい
場合には測定が困難になり、更に測定の分離能が
低いという問題がある。
一方、上記の様な距離測定を光学的に行なうこ
とが考えられ、その１つの方法としてステレオ法
がある。以下、ステレオ法の概略を説明する。
とが考えられ、その１つの方法としてステレオ法
がある。以下、ステレオ法の概略を説明する。
第６図ａ及びｂはステレオ法の原理を説明する
ための図である。図において、１０１，１０２は
焦点距離の等しいレンズであり、１０１Ａ，１０
２Ａはそれぞれそれらの光軸である。レンズ１０
１，１０２は光軸１０１Ａ，１０２Ａが平行にな
る様に且つレンズ中心間を結ぶ線（基線）が光軸
１０１Ａ，１０２Ａと直交する様に配置されてい
る。レンズ１０１の後方には該レンズ１０１の焦
点距離ｆだけ隔てられた位置に測定手段１０３が
配置されており、レンズ１０２の後方にはｆだけ
隔てられた位置に測定手段１０４が配置されてい
る。これら測定手段１０３，１０４はレンズ１０
１，１０２の基線方向と平行な方向の１つの直線
上に配置されている。
ための図である。図において、１０１，１０２は
焦点距離の等しいレンズであり、１０１Ａ，１０
２Ａはそれぞれそれらの光軸である。レンズ１０
１，１０２は光軸１０１Ａ，１０２Ａが平行にな
る様に且つレンズ中心間を結ぶ線（基線）が光軸
１０１Ａ，１０２Ａと直交する様に配置されてい
る。レンズ１０１の後方には該レンズ１０１の焦
点距離ｆだけ隔てられた位置に測定手段１０３が
配置されており、レンズ１０２の後方にはｆだけ
隔てられた位置に測定手段１０４が配置されてい
る。これら測定手段１０３，１０４はレンズ１０
１，１０２の基線方向と平行な方向の１つの直線
上に配置されている。
第６図ａにおいては被測定物である物体１０５
が光軸１０１Ａ上の無限遠に存在する。この場合
には、レンズ１０１による測定手段１０３上での
物体１０５の像１０６は光軸１０１Ａ上に存在
し、同様にレンズ１０２による測定手段１０４上
での物体１０５の像１０７は光軸１０２Ａ上に存
在する。
が光軸１０１Ａ上の無限遠に存在する。この場合
には、レンズ１０１による測定手段１０３上での
物体１０５の像１０６は光軸１０１Ａ上に存在
し、同様にレンズ１０２による測定手段１０４上
での物体１０５の像１０７は光軸１０２Ａ上に存
在する。
第６図ｂにおいては物体１０５が光軸１０１Ａ
上において有限の距離Ｑだけ離れた位置に存在す
る。この場合には、レンズ１０１による測定手段
１０３上での物体１０５の像１０６は光軸１０１
Ａ上に存在するが、レンズ１０２による測定手段
１０４上での物体１０５の像１０７は光軸１０２
Ａから離れた位置に存在する。
上において有限の距離Ｑだけ離れた位置に存在す
る。この場合には、レンズ１０１による測定手段
１０３上での物体１０５の像１０６は光軸１０１
Ａ上に存在するが、レンズ１０２による測定手段
１０４上での物体１０５の像１０７は光軸１０２
Ａから離れた位置に存在する。
従つて、像１０７の光軸１０２Ａからのズレ量
ｄを測定手段で検出することによつて、レンズ１
０１，１０２と測定手段１０３，１０４との間の
距離ｆと基線長ｌとから、測定すべき距離Ｒは次
の式により計算処理で求めることができる。
ｄを測定手段で検出することによつて、レンズ１
０１，１０２と測定手段１０３，１０４との間の
距離ｆと基線長ｌとから、測定すべき距離Ｒは次
の式により計算処理で求めることができる。
Ｑ＝fl／ｄ
ところで、一般に被測定物である物体は広がり
をもつので測定手段上にはある範囲にわたつて画
像が形成される。このため、同一物体上の同一物
点の像を特定することは困難である。
をもつので測定手段上にはある範囲にわたつて画
像が形成される。このため、同一物体上の同一物
点の像を特定することは困難である。
そこで、以上の様なステレオ法においては、測
定手段１０３，１０４により像１０６，１０７の
位置を求めるために、一方の測定手段１０３にお
ける照度分布と他方の測定手段１０４における照
度分布との相関をとることが行なわれる。
定手段１０３，１０４により像１０６，１０７の
位置を求めるために、一方の測定手段１０３にお
ける照度分布と他方の測定手段１０４における照
度分布との相関をとることが行なわれる。
第７図ａ，ｂ及びｃはこの様な相関法の原理を
説明するための図である。
説明するための図である。
測定手段１０３，１０４としては、たとえば自
己走査型センサであるCCDアレイが用いられる。
周知の様に、CCDアレイは10μ程度の幅の多数個
の微小セグメントの受光要素から構成されてお
り、各受光要素で検出した像の照度に対応した電
気信号を予め定められた順序に従つて時系列信号
として出力することができる。
己走査型センサであるCCDアレイが用いられる。
周知の様に、CCDアレイは10μ程度の幅の多数個
の微小セグメントの受光要素から構成されてお
り、各受光要素で検出した像の照度に対応した電
気信号を予め定められた順序に従つて時系列信号
として出力することができる。
第７図ａにおいて、レンズ１０１に対応する測
定手段であるCCDアレイ１０３はｎ個の受光要
素を有し、レンズ１０２に対応する測定手段であ
るCCDアレイ１０４はｍ個の受光要素を有する
（ｍ＞ｎ）、即ち、光軸１０１Ａ上の物体までの距
離を測定するとすれば、レンズ１０１による像１
０６は物体までの距離に無関係に光軸１０１Ａ上
に存在するが、レンズ１０２による像１０７は物
体までの距離に応じて位置が変化するので、
CCDアレイ１０４にはCCDアレイ１０３よりも
多くの受光要素が設けられているのである。この
様な配置において、CCDアレイ１０３を基準視
野と称し、CCDアレイ１０４を照照視野と称す
る。
定手段であるCCDアレイ１０３はｎ個の受光要
素を有し、レンズ１０２に対応する測定手段であ
るCCDアレイ１０４はｍ個の受光要素を有する
（ｍ＞ｎ）、即ち、光軸１０１Ａ上の物体までの距
離を測定するとすれば、レンズ１０１による像１
０６は物体までの距離に無関係に光軸１０１Ａ上
に存在するが、レンズ１０２による像１０７は物
体までの距離に応じて位置が変化するので、
CCDアレイ１０４にはCCDアレイ１０３よりも
多くの受光要素が設けられているのである。この
様な配置において、CCDアレイ１０３を基準視
野と称し、CCDアレイ１０４を照照視野と称す
る。
第７図ａに示される様な配置における基準視野
及び参照視野での照度分布は第７図ｂに示される
様になる。即ち、レンズ１０１に関する物体１０
５及び像１０６の光軸方向の結像関係はレンズ１
０２に関する物体１０５及び像１０７の光軸方向
の結像関係と等しい（即ち、倍率が等しい）の
で、像１０６の照度分布と像１０７の照度分布と
は光軸から距離Ｄだけズレた点が異なるのみであ
る。
及び参照視野での照度分布は第７図ｂに示される
様になる。即ち、レンズ１０１に関する物体１０
５及び像１０６の光軸方向の結像関係はレンズ１
０２に関する物体１０５及び像１０７の光軸方向
の結像関係と等しい（即ち、倍率が等しい）の
で、像１０６の照度分布と像１０７の照度分布と
は光軸から距離Ｄだけズレた点が異なるのみであ
る。
従つて、CCDアレイ１０３，１０４からは第
７図ｃに示される様な各受光要素に対応する出力
が時系列的に得られる。
７図ｃに示される様な各受光要素に対応する出力
が時系列的に得られる。
そこで、２つのCCDアレイの出力の相関をと
るため、先ず基準視野における第１〜ｎ番目の受
光要素の出力S1〜Soと参照視野における第１〜ｎ
番目の受光要素の出力R1〜Roとの対応する出力
どうしの差の和 COR1＝o 〓k=1 （Sk〜Rk） を求める。次に、同様にして、基準視野における
第１〜ｎ番目の受光要素の出力S1〜Soと参照視野
における第２〜（ｎ＋１）番目の受光要素の出力
R2〜Ro+1との対応する出力どうしの差の和 COR2＝o 〓k=1 （Sk〜Rk+1） を求める。以下、同様にして CORn-o+1＝o 〓k=1 （Sk〜Rk+n-o） まで求める。
るため、先ず基準視野における第１〜ｎ番目の受
光要素の出力S1〜Soと参照視野における第１〜ｎ
番目の受光要素の出力R1〜Roとの対応する出力
どうしの差の和 COR1＝o 〓k=1 （Sk〜Rk） を求める。次に、同様にして、基準視野における
第１〜ｎ番目の受光要素の出力S1〜Soと参照視野
における第２〜（ｎ＋１）番目の受光要素の出力
R2〜Ro+1との対応する出力どうしの差の和 COR2＝o 〓k=1 （Sk〜Rk+1） を求める。以下、同様にして CORn-o+1＝o 〓k=1 （Sk〜Rk+n-o） まで求める。
この様にして求めた（ｍ−ｎ＋１）個の値のう
ちで最も小さい値（理想的には０）となるCOR
の番号を選び、その番号にCCDアレイの１受光
要素の幅幅を乗ずることにより上記ｄの値を求め
ることができる。
ちで最も小さい値（理想的には０）となるCOR
の番号を選び、その番号にCCDアレイの１受光
要素の幅幅を乗ずることにより上記ｄの値を求め
ることができる。
以上の様な相関法を用いた距離測定を単一方向
のみでなく２次元的にある広がりをもつ多方向の
距離測定に利用する場合には、１つの方法として
測定手段全体を機械的に回動させながら各方向に
おいて上記の如き距離測定を行なうことが例示で
きる。
のみでなく２次元的にある広がりをもつ多方向の
距離測定に利用する場合には、１つの方法として
測定手段全体を機械的に回動させながら各方向に
おいて上記の如き距離測定を行なうことが例示で
きる。
しかしながら、この方法では機械的な駆動機構
が必要となり、またこの駆動に時間がかかり短時
間での測定ができないという問題がある。更に、
この方法では２次元的距離パターンの記録に際し
測定手段からの信号と機械的駆動手段からの方位
信号とを合わせて記録することが必要となり、信
号処理が複雑となる。
が必要となり、またこの駆動に時間がかかり短時
間での測定ができないという問題がある。更に、
この方法では２次元的距離パターンの記録に際し
測定手段からの信号と機械的駆動手段からの方位
信号とを合わせて記録することが必要となり、信
号処理が複雑となる。
本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点
を解決するものとして、照度分布測定手段として
受光要素を２次元的に配列してなるものを用い、
これら受光要素の２つの配列方向のうちの１つを
両レンズの光軸を含む面と平行な方向とし、各レ
ンズによる各測定手段の或る部分における物体の
像の照度分布の相関をとることにより或る方向に
存在する物体までの距離を算出し、該算出を各測
定手段の複数の部分について行なうことにより複
数の方向に存在する物体までの距離を算出するこ
とを特徴とする、距離測定方法が提供される。
を解決するものとして、照度分布測定手段として
受光要素を２次元的に配列してなるものを用い、
これら受光要素の２つの配列方向のうちの１つを
両レンズの光軸を含む面と平行な方向とし、各レ
ンズによる各測定手段の或る部分における物体の
像の照度分布の相関をとることにより或る方向に
存在する物体までの距離を算出し、該算出を各測
定手段の複数の部分について行なうことにより複
数の方向に存在する物体までの距離を算出するこ
とを特徴とする、距離測定方法が提供される。
以下、図面を参照しながら本発明の距離測定方
法の具体的実施例を説明する。
法の具体的実施例を説明する。
第１図ａ，ｂ及びｃは本発明方法の一実施例を
説明するための図であり、第１図ａは平面図を表
わし、第１図ｂは側面図を表わし、第１図ｃは正
面図を表わす。図において、１，２は焦点距離の
等しいレンズであり、１Ａ，２Ａはそれぞれそれ
らの光軸である。レンズ１，２は光軸１Ａ，２Ａ
が平行になる様に且つ基線が光軸１Ａ，２Ａと直
交する様に配置されている。光軸１Ａ，２Ａ間の
距離はｌである。３，４はそれぞれレンズ１，２
に対応する２次元照度分布測定手段たとえば
CCD2次元センサである。センサ３，４はレンズ
１，２に対し該レンズ１，２の焦点距離ｆだけ隔
てられて、光軸１Ａ，２Ａと直交する様に配置さ
れている。
説明するための図であり、第１図ａは平面図を表
わし、第１図ｂは側面図を表わし、第１図ｃは正
面図を表わす。図において、１，２は焦点距離の
等しいレンズであり、１Ａ，２Ａはそれぞれそれ
らの光軸である。レンズ１，２は光軸１Ａ，２Ａ
が平行になる様に且つ基線が光軸１Ａ，２Ａと直
交する様に配置されている。光軸１Ａ，２Ａ間の
距離はｌである。３，４はそれぞれレンズ１，２
に対応する２次元照度分布測定手段たとえば
CCD2次元センサである。センサ３，４はレンズ
１，２に対し該レンズ１，２の焦点距離ｆだけ隔
てられて、光軸１Ａ，２Ａと直交する様に配置さ
れている。
第１図ｃに示される様に、２つのセンサ３，４
は同一の受光要素配列を有し、即ちＸ方向にｉ個
及びＺ方向にｊ個の２次元配列を有する。また、
光軸１Ａに対するセンサ３の配置と光軸２Ａに対
するセンサ４の配置とは同一である。
は同一の受光要素配列を有し、即ちＸ方向にｉ個
及びＺ方向にｊ個の２次元配列を有する。また、
光軸１Ａに対するセンサ３の配置と光軸２Ａに対
するセンサ４の配置とは同一である。
第１図ａ，ｂにおいて、５は被測定物である物
体である。図示される様に、物体５はレンズ１の
中心からみて光軸１Ａに対しＸ方向に角度θ及び
Ｚ方向に角度φの方向に存在している。レンズ
１，２によるセンサ３，４上での物体５の像はそ
れぞれ６，７である。
体である。図示される様に、物体５はレンズ１の
中心からみて光軸１Ａに対しＸ方向に角度θ及び
Ｚ方向に角度φの方向に存在している。レンズ
１，２によるセンサ３，４上での物体５の像はそ
れぞれ６，７である。
第１図ｃに示される様に、センサ３の受光要素
のうちで像６が位置しているＺ方向ｈ番目のライ
ンにおけるＸ方向ｑ番目の受光要素を含むＺ方向
ｈ番目ライン中のＸ方向ｐ〜ｒ番目の受光要素を
基準視野１０として選択する。同様にしてセンサ
４の受光要素のうちで像７が位置しているＺ方向
ｈ番目のラインにおけるＸ方向q′番目の受光要素
を含むＺ方向ｈ番目ライン中のＸ方向p′〜r′番目
の受光要素を参照視野１１として選択する。ここ
で、（ｒ−ｐ）＜（r′−p′）即ち参照視野に属する
受光要素数は基準視野に属する受光要素数よりも
多い。
のうちで像６が位置しているＺ方向ｈ番目のライ
ンにおけるＸ方向ｑ番目の受光要素を含むＺ方向
ｈ番目ライン中のＸ方向ｐ〜ｒ番目の受光要素を
基準視野１０として選択する。同様にしてセンサ
４の受光要素のうちで像７が位置しているＺ方向
ｈ番目のラインにおけるＸ方向q′番目の受光要素
を含むＺ方向ｈ番目ライン中のＸ方向p′〜r′番目
の受光要素を参照視野１１として選択する。ここ
で、（ｒ−ｐ）＜（r′−p′）即ち参照視野に属する
受光要素数は基準視野に属する受光要素数よりも
多い。
かくして選択された基準視野１０と参照視野１
１との受光要素の出力信号から、次の様にして物
体５までの距離（即ちレンズ１の中心から物体５
までの距離）を算出することができる。
１との受光要素の出力信号から、次の様にして物
体５までの距離（即ちレンズ１の中心から物体５
までの距離）を算出することができる。
先ず、上記従来法と同様にして基準視野１０と
参照視野１１とにおける照度分布の相関をとるこ
とによりδ即ち２つのセンサ３，４における像
６，７の相対的位置ズレ量を求める。次に、 δ／ｆ＝ｌ／ａ の関係から ａ＝fl／δ を求める。次に、ｂ＝ａ secθを求め、且つｃ＝
ａ tanφを求める。かくして、物体５までの距
離 Ｑ（＝√2＋2）は Ｒ＝ａ√2＋2 として算出される。
参照視野１１とにおける照度分布の相関をとるこ
とによりδ即ち２つのセンサ３，４における像
６，７の相対的位置ズレ量を求める。次に、 δ／ｆ＝ｌ／ａ の関係から ａ＝fl／δ を求める。次に、ｂ＝ａ secθを求め、且つｃ＝
ａ tanφを求める。かくして、物体５までの距
離 Ｑ（＝√2＋2）は Ｒ＝ａ√2＋2 として算出される。
以上の様な距離の算出を（θ、φ）の適宜の数
値の組について行なうことにより多方向の距離を
測定することができる。もちろん、（θ、φ）の
組に応じてセンサ３，４の基準視野１０及び参照
視野１１は適宜選択される。
値の組について行なうことにより多方向の距離を
測定することができる。もちろん、（θ、φ）の
組に応じてセンサ３，４の基準視野１０及び参照
視野１１は適宜選択される。
実際には、センサ３の受光面をいくつかのブロ
ツクに分けて、該ブロツク毎に基準視野を設定
し、全ブロツクに関し距離測定を行なうことによ
り上記（θ、φ）を変化させる。センサ３の各ブ
ロツク内において該ブロツクに含まれる受光要素
の少なくとも一部が基準視野として選択される。
これら各基準視野に対応してセンサ４の適宜の受
光要素が参照視野として選択される。
ツクに分けて、該ブロツク毎に基準視野を設定
し、全ブロツクに関し距離測定を行なうことによ
り上記（θ、φ）を変化させる。センサ３の各ブ
ロツク内において該ブロツクに含まれる受光要素
の少なくとも一部が基準視野として選択される。
これら各基準視野に対応してセンサ４の適宜の受
光要素が参照視野として選択される。
第２図ａは本発明測定方法における他の実施例
を説明するための図であり、特にレンズの光軸に
対するセンサの配置を示す第１図ｃと同様な正面
図である。センサ３，４の受光要素は同様なパタ
ーンで多数のブロツクに分けられる。該ブロツク
はＸ方向にライン状をなしている。センサ３のブ
ロツクＢに属する受光要素のうちの左端部の受光
要素列１０が該ブロツクにおける基準視野として
選択される。該基準視野１０のＸ方向長さはX0
である。センサ３のブロツクＢに対応する位置に
あるセンサ４のブロツクB′に属する受光要素の
うちの左端部から上記基準視野１０の長さX0に
相当する受光要素列を除く受光要素列１１が参照
視野として選択される。センサ３，４の他のブロ
ツクにおいても同様である。
を説明するための図であり、特にレンズの光軸に
対するセンサの配置を示す第１図ｃと同様な正面
図である。センサ３，４の受光要素は同様なパタ
ーンで多数のブロツクに分けられる。該ブロツク
はＸ方向にライン状をなしている。センサ３のブ
ロツクＢに属する受光要素のうちの左端部の受光
要素列１０が該ブロツクにおける基準視野として
選択される。該基準視野１０のＸ方向長さはX0
である。センサ３のブロツクＢに対応する位置に
あるセンサ４のブロツクB′に属する受光要素の
うちの左端部から上記基準視野１０の長さX0に
相当する受光要素列を除く受光要素列１１が参照
視野として選択される。センサ３，４の他のブロ
ツクにおいても同様である。
第２図ｂはセンサ３と４とを重ね合わせた状態
を示す。各ブロツクにおいて、センサ３の基準視
野１０とセンサ４の参照視野１１とが重なりあう
ことなく連続したライン状になる。
を示す。各ブロツクにおいて、センサ３の基準視
野１０とセンサ４の参照視野１１とが重なりあう
ことなく連続したライン状になる。
本実施例においては２つのレンズの光軸１Ａ，
２Ａに対するセンサ３，４の位置は異なる。即
ち、センサ４をＸ方向に右側に基準視野１０の長
さX0だけ平行移動させたときの光軸２Ａとセン
サ４との相対的位置関係が光軸１Ａとセンサ３と
の相対的位置関係と同一になる様な配置となつて
いる。これにより無限遠までの距離の測定を可能
としている。
２Ａに対するセンサ３，４の位置は異なる。即
ち、センサ４をＸ方向に右側に基準視野１０の長
さX0だけ平行移動させたときの光軸２Ａとセン
サ４との相対的位置関係が光軸１Ａとセンサ３と
の相対的位置関係と同一になる様な配置となつて
いる。これにより無限遠までの距離の測定を可能
としている。
第３図は本実施例において用いられる測定装置
のブロツク図である。
のブロツク図である。
２つのセンサ３，４は１つの駆動回路１７によ
り同期して駆動せしめられ、それぞれ受光要素か
ら照度信号が時系列的に出力せしめられる。セン
サ３，４の出力はスイツチング回路１４により交
互に選択され、１つの時系列信号として合成され
て出力される。この時系列信号においては、先ず
センサ３の第１のブロツクにおいて基準視野とし
て選択された受光要素列からの信号、続いてセン
サ４の第１のブロツクにおいて参照視野として選
択された受光要素列からの信号、続いてセンサ３
の第２のブロツクにおける基準視野の受光要素列
からの信号、続いてセンサ４の第２のブロツクに
おける参照視野の受光要素列からの信号、…、と
いう様な順序で連続した形となる。第２図ｂか
ら、この様な時系列信号はスイツチング回路１４
において適時にセンサ３，４からの出力のいづれ
かを選択することにより容易に得ることができる
ことが分る。
り同期して駆動せしめられ、それぞれ受光要素か
ら照度信号が時系列的に出力せしめられる。セン
サ３，４の出力はスイツチング回路１４により交
互に選択され、１つの時系列信号として合成され
て出力される。この時系列信号においては、先ず
センサ３の第１のブロツクにおいて基準視野とし
て選択された受光要素列からの信号、続いてセン
サ４の第１のブロツクにおいて参照視野として選
択された受光要素列からの信号、続いてセンサ３
の第２のブロツクにおける基準視野の受光要素列
からの信号、続いてセンサ４の第２のブロツクに
おける参照視野の受光要素列からの信号、…、と
いう様な順序で連続した形となる。第２図ｂか
ら、この様な時系列信号はスイツチング回路１４
において適時にセンサ３，４からの出力のいづれ
かを選択することにより容易に得ることができる
ことが分る。
スイツチング回路１４の出力はＡ／Ｄ変換回路
１５に入力せしめられ、ここでアナログ信号が２
ないし８ビツトのデジタル信号に変換される。か
くして、Ａ／Ｄ変換回路１５から出力せしめられ
たデジタル信号はスイツチング回路１６に入力せ
しめられる。該スイツチング回路１６において上
記Ａ／Ｄ変換回路１５からの出力が対応するブロ
ツクからの基準視野信号と参照視野信号とのセツ
トごとに分配されてブロツク処理回路１８−１，
１８−２，…に入力せしめられる。即ち、ブロツ
ク処理回路１８−１にはセンサ３，４における各
第１のブロツクからの基準視野信号と参照視野信
号とのセツトのみが入力せしめられ、ブロツク処
理回路１８−２にはセンサ３，４における各第２
のブロツクからの基準視野信号と参照視野信号と
のセツトのみが入力せしめられ、以下同様にして
各ブロツク処理回路にセンサの各ブロツクに関す
る信号が入力せしめられる。各ブロツク処理回路
においては上記の様な手順によつて相関法に基づ
き各方向の物体までの距離が算出される。
１５に入力せしめられ、ここでアナログ信号が２
ないし８ビツトのデジタル信号に変換される。か
くして、Ａ／Ｄ変換回路１５から出力せしめられ
たデジタル信号はスイツチング回路１６に入力せ
しめられる。該スイツチング回路１６において上
記Ａ／Ｄ変換回路１５からの出力が対応するブロ
ツクからの基準視野信号と参照視野信号とのセツ
トごとに分配されてブロツク処理回路１８−１，
１８−２，…に入力せしめられる。即ち、ブロツ
ク処理回路１８−１にはセンサ３，４における各
第１のブロツクからの基準視野信号と参照視野信
号とのセツトのみが入力せしめられ、ブロツク処
理回路１８−２にはセンサ３，４における各第２
のブロツクからの基準視野信号と参照視野信号と
のセツトのみが入力せしめられ、以下同様にして
各ブロツク処理回路にセンサの各ブロツクに関す
る信号が入力せしめられる。各ブロツク処理回路
においては上記の様な手順によつて相関法に基づ
き各方向の物体までの距離が算出される。
各ブロツク処理回路からの出力はスイツチング
回路１９に入力せしめられ、ここで時系列信号に
合成されて出力せしめられる。
回路１９に入力せしめられ、ここで時系列信号に
合成されて出力せしめられる。
尚、第３図において、CPU２０により駆動回
路１７、スイツチング回路１４，１６、ブロツク
処理回路１８−１，１８−２，…が制御される。
即ち、CPU２０は駆動回路１７の信号を制御及
び検出して、センサ３において選択された基準視
野位置及びセンサ４において選択された参照視野
位置に基づいて、スイツチング回路１４，１６を
制御するとともにブロツク処理回路１８−１，１
８−２，…に各ブロツク毎の（θ、φ）を与え
る。
路１７、スイツチング回路１４，１６、ブロツク
処理回路１８−１，１８−２，…が制御される。
即ち、CPU２０は駆動回路１７の信号を制御及
び検出して、センサ３において選択された基準視
野位置及びセンサ４において選択された参照視野
位置に基づいて、スイツチング回路１４，１６を
制御するとともにブロツク処理回路１８−１，１
８−２，…に各ブロツク毎の（θ、φ）を与え
る。
第４図は本実施例により得られた距離情報に基
づいて動作を行なうロボツトのブロツク図であ
る。
づいて動作を行なうロボツトのブロツク図であ
る。
このロボツトは第３図に示される距離測定装置
を内蔵しており、そのスイツチング回路１９から
の情報はRAM２１に多方向の距離パターンとし
て記録される。マツプメモリ２２には過去の距離
パターンまたは指令用のマツプが格能されてお
り、CPU２３によりマツプメモリ２２上の距離
パターンと現在の距離パターンとを比較し、更に
方位センサ２４からの情報や移動の方向、速度、
距離等のセンサあるいは演算処理部からの情報を
も取り入れて移動制御回路２５及びアーム動作制
御回路２６が作動せしめられる。
を内蔵しており、そのスイツチング回路１９から
の情報はRAM２１に多方向の距離パターンとし
て記録される。マツプメモリ２２には過去の距離
パターンまたは指令用のマツプが格能されてお
り、CPU２３によりマツプメモリ２２上の距離
パターンと現在の距離パターンとを比較し、更に
方位センサ２４からの情報や移動の方向、速度、
距離等のセンサあるいは演算処理部からの情報を
も取り入れて移動制御回路２５及びアーム動作制
御回路２６が作動せしめられる。
本実施例によれば、処理回路を簡単化した上
で、更に画像メモリを必要とせずに短時間で多方
向の距離測定を行なうことができる。
で、更に画像メモリを必要とせずに短時間で多方
向の距離測定を行なうことができる。
尚、本実施例においては、第２図ｂに示される
様に、２つのセンサ３，４を重ね合わせた状態に
おいて各ブロツクの基準視野１０と参照視野１１
とで当該ブロツク全体がカバーされているが、測
定すべき距離範囲によつてはブロツク全体をカバ
ーしなくてもよい。第５図ａ，ｂはこの様な具体
例を示す第２図ｂと同様の図である。即ち、これ
らにおいては両センサの同一ブロツクにはセンサ
３において基準視野として選択された受光要素列
１０とセンサ４において参照視野として選択され
た受光要素列１１と該基準視野及び参照視野のい
づれにも選択されなかつた受光要素列１２とが存
在する。この場合には第３図の装置におけるスイ
ツチング回路１４において適宜信号のカツトを行
なえばよい。
様に、２つのセンサ３，４を重ね合わせた状態に
おいて各ブロツクの基準視野１０と参照視野１１
とで当該ブロツク全体がカバーされているが、測
定すべき距離範囲によつてはブロツク全体をカバ
ーしなくてもよい。第５図ａ，ｂはこの様な具体
例を示す第２図ｂと同様の図である。即ち、これ
らにおいては両センサの同一ブロツクにはセンサ
３において基準視野として選択された受光要素列
１０とセンサ４において参照視野として選択され
た受光要素列１１と該基準視野及び参照視野のい
づれにも選択されなかつた受光要素列１２とが存
在する。この場合には第３図の装置におけるスイ
ツチング回路１４において適宜信号のカツトを行
なえばよい。
以上の実施例においては画像メモリを必要とし
ない場合が示されているが、測定すべき距離範囲
によつては、画像メモリを設けておき、同一ブロ
ツク内において基準視野と参照視野とがオーバー
ラツプする様に、または異なるブロツクがオーバ
ーラツプする様に設定し、必要に応じ画像メモリ
内の情報を参照しながら距離の算出を行なうこと
もできる。
ない場合が示されているが、測定すべき距離範囲
によつては、画像メモリを設けておき、同一ブロ
ツク内において基準視野と参照視野とがオーバー
ラツプする様に、または異なるブロツクがオーバ
ーラツプする様に設定し、必要に応じ画像メモリ
内の情報を参照しながら距離の算出を行なうこと
もできる。
尚、この場合において、第３図のセンサ４とス
イツチング回路１４との間に遅延回路を介在せし
めることにより、画像メモリを省略することがで
きる場合もある。
イツチング回路１４との間に遅延回路を介在せし
めることにより、画像メモリを省略することがで
きる場合もある。
以上の如き本発明の距離測定方法によれば、機
械的手段を用いることなく短時間で精度良く多方
向の距離測定を行なうことができる。また、本発
明方法によれば、距離測定の方向は２つの照度分
布測定手段の対応部分の位置及び大きさを適宜設
定することにより比較的自由に選ぶことができ、
測定方向の決定に柔軟性がある。
械的手段を用いることなく短時間で精度良く多方
向の距離測定を行なうことができる。また、本発
明方法によれば、距離測定の方向は２つの照度分
布測定手段の対応部分の位置及び大きさを適宜設
定することにより比較的自由に選ぶことができ、
測定方向の決定に柔軟性がある。
第１図ａ〜ｃは本発明測定方法を示す図であ
る。第２図ａ，ｂ及び第５図ａ，ｂはセンサの正
面図である。第３図は本発明測定方法に使用され
る装置のブロツク図である。第４図は自走ロボツ
トのブロツク図である。第６図ａ，ｂならびに第
７図ａ〜ｃはステレオ法による距離測定の原理を
示す図である。 １，２：レンズ、１Ａ，２Ａ：光軸、３，４：
センサ、５：物体、６，７：像、１０：基準視
野、１１：参照視野。
る。第２図ａ，ｂ及び第５図ａ，ｂはセンサの正
面図である。第３図は本発明測定方法に使用され
る装置のブロツク図である。第４図は自走ロボツ
トのブロツク図である。第６図ａ，ｂならびに第
７図ａ〜ｃはステレオ法による距離測定の原理を
示す図である。 １，２：レンズ、１Ａ，２Ａ：光軸、３，４：
センサ、５：物体、６，７：像、１０：基準視
野、１１：参照視野。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 同一の焦点距離を有する２つのレンズを光軸
が平行になる様に適宜の距離隔てて配置し、各レ
ンズの後方に同一距離隔てて光軸と垂直に照度分
布測定手段を配置し、各レンズによる各測定手段
における物体の像の照度分布の相関をとることに
より２つの像の各光軸からのズレ量の差を求め、
これに基づき物体までの距離を算出する距離測定
方法において、照度分布測定手段として受光要素
を２次元的に配列してなるものを用い、これら受
光要素の２つの配列方向のうちの１つを両レンズ
の光軸を含む面と平行な方向とし、各レンズによ
る各測定手段の或る部分における物体の像の照度
分布の相関をとることにより或る方向に存在する
物体までの距離を算出し、該算出を各測定手段の
複数の部分について行なうことにより複数の方向
に存在する物体までの距離を算出することを特徴
とする、距離測定方法。 ２ 一方の照度分布測定手段の各部分の出力信号
と該部分に対応する他方の照度分布測定手段の部
分の出力信号とをセツトとして各並列配置信号処
理手段に入力せしめ、複数の方向に存在する物体
までの距離を並行して算出する、特許請求の範囲
第１項の距離測定方法。 ３ ２つの照度分布測定手段が実質上同一の受光
要素配列を有する、特許請求の範囲第１項の距離
測定方法。 ４ ２つの照度分布測定手段のレンズ光軸に対す
る相対的配置が両光軸を含む面と平行な方向にず
れている、特許請求の範囲第３項の距離測定方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022798A JPS61182516A (ja) | 1985-02-09 | 1985-02-09 | 距離測定方法 |
| US06/827,016 US4749848A (en) | 1985-02-09 | 1986-02-07 | Apparatus for and method of measuring distances to objects present in a plurality of directions with plural two-dimensional detectors |
| US07/174,441 US4916302A (en) | 1985-02-09 | 1988-03-28 | Apparatus for and method of measuring distances to objects present in a plurality of directions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022798A JPS61182516A (ja) | 1985-02-09 | 1985-02-09 | 距離測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61182516A JPS61182516A (ja) | 1986-08-15 |
| JPH0467607B2 true JPH0467607B2 (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=12092700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60022798A Granted JPS61182516A (ja) | 1985-02-09 | 1985-02-09 | 距離測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4749848A (ja) |
| JP (1) | JPS61182516A (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2591329B1 (fr) * | 1985-12-10 | 1992-05-22 | Canon Kk | Appareil et procede de traitement d'informations tridimensionnelles |
| FR2606139B1 (fr) * | 1986-10-31 | 1994-05-13 | Canon Kk | Procede de mesure de repartition de distances |
| US5026153A (en) * | 1989-03-01 | 1991-06-25 | Mitsubishi Denki K.K. | Vehicle tracking control for continuously detecting the distance and direction to a preceding vehicle irrespective of background dark/light distribution |
| KR940000019B1 (ko) * | 1989-12-25 | 1994-01-05 | 미쯔비시 덴끼 가부시기가이샤 | 거리측정장치 |
| JP2927916B2 (ja) * | 1990-09-04 | 1999-07-28 | 三菱電機株式会社 | 距離検出装置 |
| JP2508904B2 (ja) * | 1990-09-04 | 1996-06-19 | 三菱電機株式会社 | 車間距離検出装置 |
| EP0482604B1 (en) * | 1990-10-25 | 1997-02-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Distance detecting apparatus for a vehicle |
| JPH04331311A (ja) * | 1991-01-24 | 1992-11-19 | Mitsubishi Electric Corp | 車間距離検出装置 |
| US5237406A (en) * | 1991-02-08 | 1993-08-17 | Mitsubishi Denki K.K. | Inter-car distance detecting device |
| JPH04313199A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 車間距離検出装置 |
| JP2635246B2 (ja) * | 1991-08-28 | 1997-07-30 | 三菱電機株式会社 | 先行車追尾用車間距離検出装置 |
| JP2536986B2 (ja) * | 1991-12-09 | 1996-09-25 | 三菱電機株式会社 | 車間距離検出装置 |
| US6035054A (en) * | 1992-10-29 | 2000-03-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Visual axis detection apparatus and optical apparatus provided therewith |
| US5587908A (en) * | 1992-12-22 | 1996-12-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Distance measurement device and vehicle velocity control device for maintaining inter-vehicular distance |
| JP3548213B2 (ja) * | 1993-12-22 | 2004-07-28 | キヤノン株式会社 | 多点測距装置およびカメラ |
| US5913082A (en) * | 1995-10-27 | 1999-06-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Image signal processing apparatus |
| FR2761151B1 (fr) * | 1997-03-21 | 1999-07-16 | Samuel Bucourt | Systeme optronique de mesure de distance sans contact d'une source lumineuse par analyse de la courbure du point d'onde issu de celle-ci |
| US6088539A (en) * | 1997-12-24 | 2000-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus with focus adjusting function and focus adjustment control circuit |
| JP4018218B2 (ja) | 1997-12-25 | 2007-12-05 | キヤノン株式会社 | 光学装置及び測距点選択方法 |
| JP2002023044A (ja) | 2000-07-12 | 2002-01-23 | Canon Inc | 焦点検出装置、測距装置及びカメラ |
| US20040228505A1 (en) * | 2003-04-14 | 2004-11-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image characteristic portion extraction method, computer readable medium, and data collection and processing device |
| US9970180B2 (en) | 2011-03-14 | 2018-05-15 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | System for machine control |
| JP6102829B2 (ja) * | 2014-06-02 | 2017-03-29 | 中国電力株式会社 | ステレオマッチング法による絶対座標位置計測方法およびステレオマッチング法による絶対座標位置計測装置 |
Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS57136110A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-23 | Aisin Seiki Co Ltd | Object detector |
| JPS59146028A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-21 | Canon Inc | カメラ |
| JPS6015506A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-26 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 距離測定装置 |
| JPS6061611A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | 車間距離計 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4410804A (en) * | 1981-07-13 | 1983-10-18 | Honeywell Inc. | Two dimensional image panel with range measurement capability |
| US4529316A (en) * | 1982-10-18 | 1985-07-16 | Robotic Vision Systems, Inc. | Arrangement of eliminating erroneous data in three-dimensional optical sensors |
| JPS59182688A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-17 | Toshiba Corp | ステレオ視処理装置 |
| US4601053A (en) * | 1983-11-21 | 1986-07-15 | Grumman Aerospace Corporation | Automatic TV ranging system |
-
1985
- 1985-02-09 JP JP60022798A patent/JPS61182516A/ja active Granted
-
1986
- 1986-02-07 US US06/827,016 patent/US4749848A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57136110A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-23 | Aisin Seiki Co Ltd | Object detector |
| JPS59146028A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-21 | Canon Inc | カメラ |
| JPS6015506A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-26 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 距離測定装置 |
| JPS6061611A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | 車間距離計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4749848A (en) | 1988-06-07 |
| JPS61182516A (ja) | 1986-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |