JPH03197805A

JPH03197805A - 距離測定装置

Info

Publication number: JPH03197805A
Application number: JP1341427A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Kajiwara; 梶原　康也
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-29
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPH07119605B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、距離測定装置、特に自動車などの移動する
対象物までの距離を連続的に測定するのに好適な距離測
定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の距離測定装置として、例えば特公昭６３−．４６
３６３号公報に開示されているようなものがある。第４
図はその一例の距離測定装置の構成を示している。第４
図において、１．２は基線長しだけ離れた左右の光学系
としてのレンズ、３゜４はレンズ１，２の後方にその焦
点距離ｒだけ離れた夫々の位置に配置されたイメージセ
ンサ、５はレンズ１．２の前方でそのレンズ面からＲの
距離にある対象物である。６．７はイメージセンサ３．
４から夫々アナログ信号を入力してデジタル信号に変換
するアナログ・デジタル変換器、８゜９はアナログ・デ
ジタル変換器６．７から夫々デジタル信号を入力して記
憶するメモリ、１０はメモリ８．９にストアされた画像
信号を処理して対象物５までの距離を求めるマイクロプ
ロセッサである。

次に動作について説明する。対象物５は夫々のレンズ１
，２によってイメージセンサ３，４上に結像される。イ
メージセンサ３．４から夫々出力されるアナログの画像
信号はアナログ・デジタル変換器６．７で夫々デジタル
信号に変換され、メモリ８．９にストアされる。マイク
ロプロセッサ１０は、メモリ８から、まず、イメージセ
ンサ３の左上端、の画素に相当する画素信号を読み出し
、次にメモリ９から同様にイメージセンサ４の左上端の
画素に相当する画素信号を読み出し、その差の絶対値を
演算する。次に、マイクロプロセッサ１０は、その夫々
のその右隣の画素の画素信号を読み出し、上記と同様に
その差の絶対値を演算し、最初の値に累積する。マイク
ロプロセッサ１０は、この操作を順次にイメージセンサ
３，４の画面全体の画素について行い、その累積値を求
め第１の値とする。次に、マイクロプロセッサ１０は、
上記と同様にイメージセンサ３の左上端に相当する画素
の画素信号とイメージセンサ４の左上端から１画素右の
画素に相当する画素信号をメモリ８９から夫々読み出し
、その差の絶対値を演算する。

このように、マイクロプロセッサ１０は、イメージセン
サ３の画像信号に対しイメージセンサ４の全体に１画素
右にずらした画像信号との差の絶対値を夫々の画像信号
で求めて、累積した値を求めて第２の値とする。このよ
うにマイクロプロセッサ１０は１画素ずつ順次に右にず
らした画素の画像信号の夫々の画素信号の差の絶対値を
とり、累積した値を順次に求める。この累積した値が最
小になる場合が、イメージセンサ３，４の各光軸からの
画像のずれ量を表わしている。このずれがｎ画素で、画
素のピッチをｐとすれば、画像のずれ量はｎｐであり、
これから対象物５迄の距離Ｒはれる。

（発明が解決しようとする課題〕従来の距離測定装置は以上のように構成されているので
、装置の光軸方向に存在する対象物までの距離しか測定
できず、従って、移動している対象物までの距離を測定
するには、その方向に装置の光軸を向けてやる必要があ
る。従来装置では、対象物の動きに応じて装置を動かし
てやる必要があり、安定的に距離測定ができないなどの
課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、−旦対象物を定めるとこれが動いていても、逼
像系の視野内にある限り連続的にその対象物までの距離
を安定的に計測でき、また、−瞬対象物が検出できなく
ても、その次の瞬間にはまた連続して距離を測定できる
距離測定装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段］この発明の距ｊ！１１測定装置は、左右一対の光学系に
より結像される画像を検出するイメージセンサと、左右
いずれかの一方の画像信号の特定部分にウィンドーを設
定するウィンドー設定手段と、ウィンドー内の画像信号
を基準にして、左右の画像信号を比較し、その画像信号
が最も良く一致する時の左右光学系の画像の光軸からの
ずれにより、三角測量の原理で距離を演算し、その画像
信号を所定の時間間隔でサンプリングし、或る時刻ｔ。

の画像信号と、次の時刻１．の画像信号とを比較し、そ
の画像信号が最も良く一致する部分で新たなウィンドー
を設定し、そのウィンドー内の画像信号を使用して左右
の画像信号を比較して距離を求める測定手段とを備え、
画像信号の一致が得られない場合には或る時刻ｔ０の画
像信号を記憶しておき、次の時刻ｔ２の画像信号と比較
し、予め定めた時間−敗が得られない場合にはウィンド
ーを解除するようにしたものである。

（作　用〕この発明における距離測定装置は、対象物を含む広い視
野の画像を検出しており、対象物に対してウィンドーを
設定し、対象物が視野内に動いた時に、測定手段により
時々刻々対象物の画像の画像信号を或る時刻ｔ、と次の
時刻ｔ１　とで比較し、両画像信号が最も一致する部分
に新たなウィンドーを設定し、ウィンドー内の画像信号
を使用して左右の画像信号を比較して距離を求める。も
し−時的に外乱が入り、両画像信号の一致が得られない
場合には、時刻ｔ０の画像信号を記憶しておき、次の時
刻１．の画像信号と比較し、−時的な外乱であれば一致
が得られるために距離を求めることができ、追尾を継続
することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による距離測定装置の構成
図であり、第１図において、符号１〜９は第４図に示し
た従来例の装置と同じ部分であるのでその説明を省略す
る。１０Ａはメモリ８，９内に格納されている画像信号
のデータ処理や表示制御を行うマイクロコンピュータ、
１１は画像を表示するデイスプレィで、マイクロコンピ
ュータ１０Ａによって制御される。１２はマイクロコン
ピュータＩＯＡに接続されウィンドーを形成するための
ウィンドー形成装置で、人が操作することにより、ウィ
ンドーの大きさ、位置をデイスプレィ１１の画面を見な
がら設定することができる。

次に第１図を参照してこの一実施例の動作について説明
する。今、イメージセンサ３による画像を第２図（ａ）
に示すようにデイスプレィ１１に表示したとすると、運
転者はウィンドー形成装置１２を操作して対象物５の画
像を囲うようにウィンドー１３を形成する。このウィン
ドー信号はマイクロコンピュータＩＯＡに読込まれてメ
モリ８のどの部分の画素信号を距離演算の基準としての
画素信号とすればよいかがわかる。従って、比較するメ
モリ８．９の領域をマイクロコンピュータＩＯＡが選択
して左の基準画像信号に対して右の画像信号を一画素ず
つ順次シフトしながら、このシフト毎に各画素毎の信号
の差の絶対値の総和を演算していく、このとき、演算に
関与する領域は第２図（ａ）に示すように対象物５の画
像を含む左のウィンドー１３に対して第２図（ロ）に示
すようにイメージセンサ４による右の画像は対象物５の
画像を含む画像比較領域１４が対応する。マイクロコン
ピュータ１０Ａは、上記のように、左、右の画素の画像
信号を比較し、その差信号の絶対値の総和が最小となる
ときの画素のシフト量を求める。そのシフト量をｎ画素
、画素ピッチをｐとし、レンズ１゜２の基線長をし、レ
ンズ１．２の焦点距離を幻、対象物５までの距離をＲと
すれば、ＲはマイクロコンピュータＩＯＡにより次式で
求められる。

ｐ次に、或る短かい時間経過した次の時刻では、対象物５
は移動しており、イメージセンサ３．４上で、その前の
サンプリング時刻とは違った位置に結像している。第３
図は最初の時刻ｔｏ、次の時刻１＋　で画像信号をサン
プリングした時のウィンドー内の画像を比較するための
ものである。マイクロコンピュータＩＯＡは、第３図（
ａ）に示すように時刻もゆで設定したウィンドー１３を
基準の画像信号として、第３図ｂ）に示すように時刻り
。

でサンプリングした画像信号による画像の中で予め定め
た方法により限定した画像比較限定領域１６を順次１画
素ずつシフトさせながら各画素信号の差の絶対値の総和
を演算してゆく、マイクロコンピュータＩＯＡは、その
総和が最も小さくなった領域が、対象物５が移動した位
置であることを検知する。そこで、マイクロコンピュー
タＩＯＡは、第３図Φ）に示すようにこの領域に新しい
ウィンドー１５を設定する。マイクロコンピュータ１０
Ａはこの新たに設定したウィンドー１５と第３図（Ｃ）
に示すように右の画像の距離に応じた領域１７とで左右
の画像の画像信号を比較して対象物５までの距離を求め
ることができる。しかし、画像に一時的な外乱が入るこ
とがある。例えば、距離測定装置を車室内に置いた時に
は、ワイパーのプレートが画像に入るとか、鳥などが視
野内を横切るとか、陸橋で自動車が陰の部分に入り、画
像のコントラストがほとんどなくなるなどの外乱である
、このような時には、順次１画素ずつシフトさせながら
得た各画素信号の差の絶対値の総和はいずれもほとんど
同じような値になり、最小値と最大値のひらきが少なく
、最小値が求めにくい。

即ち、マイクロコンピュータＩＯＡは、その最大値と最
小値のひらきがある所定の値より小さい場合には外乱と
判断し、１＝１．の画像信号を距離測定用に採用せず、
次のサンプリング時刻Ｌ　”　Ｌ　ｔでは、１＝１．の
画像と画像信号で比較する。この時に画像の一致が得ら
れ帝→れば、そのまま処理を継続すれば良い。１＝１．
でも−敗が得られなければ次のサンプリング時刻ｔ　＝
　ｔ　２で同様な比較を行う、このような処理は長時間
経過すると、画像が大幅に変化してしまう恐れがあるの
で、この時間の限度は車速に応じて定める方が良い、こ
のようにして定められた時間内で、次々と画像を比較し
ても一致が得られなければウィンドーを解除し、追尾を
中止する。したがって、距離の計測は行われない。

なお、光学系を左右一対としたが、表現上の問題であり
、上下一対、または斜めにした一対でもよく、基線を水
平にするか、垂直にするか、斜めにするかの問題であり
、実質的にはいずれも同様の効果を示す。

また、イメージセンサは、左右別々のセンサを用いてい
るが、１個のセンサの領域を左右に分割して使用しても
良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば画像の中にウィンドー
を設定することで対象物までの距離を三角測量の原理で
求める距離測定装置であって、外乱があったことを検出
し、その画像信号を距離測定用に採用せず、外乱発生前
の画像イ吉号を基準にして、次の時刻の画像信号と比較
するようにし、所定時間内で画像信号の一致が得られれ
ばそのまま追尾を継続し、所定時間内に一致が得られな
ければウィンドーを解除するようにしたので、−時的な
外乱があっても対象物を安定して追尾し、車間等の距離
の計測ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による距離測定装置の構成
図、第２図は一実施例による距離演算の時の比較画像を
示す図、第３図は一実施例による追尾と距離を演算する
時の比較画像を示す図、第４図は従来の距離測定装置の
構成図である。図中、１．２・・・レンズ、３．４・・・イメージセン
サ、５・・・対象物、８．９・・・メモリ、ＩＯＡ・・
・マイクロコンピュータ、１２・・・ウィンドー形成装
置、１３．１５・・・ウィンドーなお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

　実質的に左右一対の光学系によりイメージセンサ上に
対象物の光像を左右に形成し、上記イメージセンサから
の左右の画像信号を比較し、両画像のずれを電気的に検
出し、三角測量の原理で上記対象物までの距離を測定す
る距離測定装置において、左右いずれか一方の画像信号
の特定部分にウインドーを設定するウインドー設定手段
と、所定の時間間隔で上記イメージセンサから画像信号
をサンプリングし、或る時刻ｔ＿０のウインドー内の画
像信号と、次の時刻ｔ＿１の画像信号とを比較し、その
画像信号が最も良く一致する部分で新しいウインドーを
設定するとともに、そのウインドー内の画像信号を使っ
て、左右の対応する画像信号のずれを検出して、ウイン
ドー内の対象物までの距離を求める測定手段とを備え、
或る時刻ｔ＿０のウインドー内の画像信号と次の時刻ｔ
＿１の画像信号との一致が所定の判定基準で得られない
時には、或る時刻ｔ＿０の画像信号とその次の時刻ｔ＿
２の画像信号と比較するようにし、予め定めた時間内に
画像信号の一致が得られない時には、ウインドーを解除
することを特徴とする距離測定装置。