JPH0438444A - 画像計測装置 - Google Patents

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、テレビカメラを用いた画像計測装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第５図（ａ）は、例えば特開昭６１−２５０５４０号公
報に示された従来の画像計測装置を示す断面図であり、
第５図（ｂ）は背景板を拡大して示す正面図である６図
において、（４）は光学レンズ系、（５）は画像入力機
構、（８）は画像計測機構、（ｌＯ）は画像取り込み時
に背景を一様にする背景板、（Ｉｌｌ　は背景板（１０
）の一部に設けられた背景板輝度と十分に輝度差のある
輝度参照用背景領域である。　＋１２）は計測領域を照
明する照明設備、　　（＋３）はテレビカメラである。

画像入力機構（５）はテレビカメラ（＋３）と光学レン
ズ系（４）で構成されている。また、画像計測機構（８
）はテレビカメラ（１３）からの画像信号を受けて計測
情報を抽出する。

次に動作について説明する。背景板（１０）とその前に
配置されている計測対象は、照明膜＠　（１２１の散乱
光を受けてそれぞれの反射特性に応じて反射し、光学レ
ンズ系（４）及びテレビカメラ（＋３）を介して、しか
るべき照度比を持って光電変換されて出力信号となる。

出力信号は画像計測機構（８）の信号処理回路によりテ
レビジョン信号に変換した後、計測情報を抽出する。又
、例えば、対象の形状を計測情報として抽出する場合に
、照明設備（１２）がランプ切れなどで点灯しない場合
に、画像計測機構（８）にて計測された情報内で背景板
（１０）中に配された輝度参照用背景領域（１１）の輝
度差の有無情報から、照明設備異常を検知する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の画像計測装置は上記のように構成されていたので
、その−角に配された輝度祭照用背景領域（１１）を含
む背景板（ｌＯ）を、全画角に対して常に取り込めるよ
うな撮像環境でしか使用できなかった。即ち、一般の自
然背景（例えば空、山、海等）を有する対象画像に対し
て全く対応できないものであった。

また、従来の画像計測装置では、照明設備の異常に関し
て点灯・不点灯の検知のみしかできず照明ランプの経時
劣化や、屋外環境で自然光照明を利用する際の日照変化
や天候への対応も全く対応できないものであった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を解消するた
めに成されたもので、従来の照明環境変化による計測画
像の出力変動を定量的に補正できると共に、どのような
背景でも撮像できる画像計測装置を得ることを目的とす
るものである。

［課題を解決するための手段］ この発明による画像計測装置は、撮像デバイスで構成さ
れたテレビカメラ、及びテレビカメラの光路上に配設さ
れた透過性材料を有するものにおいて、透過性材料の一
部に遮光領域を形成したものである。

［作用コ この発明における画像人力機構は、撮像面即ち合焦面近
傍に遮光領域を持たせ、この領域の輝度値をもって、光
学系と信号系との間で直流再生の基準となる黒レベルの
参照情報を信号内に持たせて管理することを可能にする
。また、該当領域の撮像素子そのものの電気的出力を基
＄電位に固定して遮光領域と同じ効果を得ることができ
る。画像信号内に常に輝度信号の基準となる参照レベル
信号を内蔵させる画像入力機能をテレビカメラに持たせ
ている。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例として雪や霧などの気象によ
り変化する見通し距離、即ち視程を計測する画像計測装
置について図を用いて説明する。

第１図（ａ）はこの発明の一実施例よる画像計測装置を
示す構成図、第１図ｆｂｌ　は撮像部面面ガラスの正面
図である。図において、（１）は固体撮像素子や撮像管
等の撮像デバイス、（２）は撮像デバイス（１）の撮像
部面面ガラス、（３）は撮像デバイスｔｌ）からの出力
信号を処理する信号処理回路、（４）は光学レンズ系、
（５）は撮像デバイス（１）〜光字レンズ系（４）で構
成された画像入力機構、（６）は撮像部面面ガラス（２
）の−角に貼付された遮光領域で、しかるべき面積でか
つ適当な遮光性のある材料で形成されている。（８）は
画像入力機構（５）からの画像信号を受けて計測情報を
抽出する画像計測機構である。

第２図はこの実施例の画像入力機構（５）を用いて視程
計測を行う様子を示す構成図である。一定面積の黒と白
の領域に塗り分けられたターゲツト板（９）が画像計測
機構（６）と一定距離Ｄ　（ｍＪ離れて設置されている
。（１４）はターゲツト板（９）と画像計測機構（６）
の間に発生した雪又は霧である。

ここでターゲツト板（９）の黒の領域は理想的な暗箱に
近いものとする。

第３図（ａｌ　は画像入力機構（５）により撮像され出
力された画像の一例であり、第３図（ｂｌ〜（ｅ）は横
軸に時間、縦軸に電流値をとり、ターゲツト板（９）上
の走査線部分の画像信号を示すもので、第３図ｆｂｌは
Ａ−Ａ’走査線、第３図（ｃｌはＢ−Ｂ°走査線部分の
画像信号である。第３図（ｄ）（ｅ）は第３図（ｂ）　
、　　ｆｃｌの画像信号が信号処理回路（３）の直流再
生の変動及び光学レンズ系（４）の照明変化に対応した
絞り機構による開口径の変化や信号処理回路（３）の自
動利得制御により変動する範囲を５それぞれ表したもの
である。

視程距離は次式（Ａ＋　により計測される。

Ｖ＝Ｄｘｌｎε／［１ｎ（Ｃｄ／ＣＯ）］・・・（Ａ）
ただし、 Ｃｄ＝　（Ｂｄ−Ｂｈ）　／Ｂｈ Ｃｏ　＝　（Ｂｏ　−Ｂｈ）　、’Ｂｈ■＝視程距離（
１１） Ｄ：カメラからターゲットまでの距離（ｍ）ε：大の識
別臨界ＩＩ￥Ｌ（道路気象ではε＝００２〜０．０５） Ｃｄ：距離りに置かれたターゲツト板（９）のコントラ
スト比 ｃｏ＝カメラ直近に置かれたターゲツト板（９）のコン
トラスト比 Ｂｄ：距離りに置かれたターゲツト板（９）の暗部輝度
値 Ｂｈ：距離りに置かれたターゲツト板（９）の明部輝度
値 Ｂｏ：カメラ直近に置かれたターゲツト板（９）の暗部
輝度値 である。

第２図において、ターゲツト板（９）を画面の一部にと
らえるように配された画像入力機構（５）で得られた画
像信号は、画像計測機構（８）にて信号処理され式（Ａ
）により計算された視程距離計測値を出力する。ここで
Ｂｏはカメラ直近に置かれたターゲツト板（９）の暗部
輝度値であるが理想暗箱を想定してＢｏ＝　Ｏ１即ちＣ
ｏ＝−１とされる。

しかし、画像計測機構（８）において画像信号は第３図
（ｄ）、　Ｉｅ）のごとく、対象となる画像の実際の輝
度値のみならず、自動絞り機構で決定された開口径や信
号処理回路（３）の自動利得制御の変化に応じて、その
輝度計測値Ｂｄ、　Ｂｈ、　Ｂｏが変動することになり
正確な視程計測値■が得られなくなる。

この実施例ではこれらの値を画像信号中の遮光領域（６
）に対応する輝度値Ｂｂｌａｃｋを用いて、次式（Ｂに
よりＢｔ、　Ｂｏ、　Ｂｄを校正することにより精度の
高い視程距離計測値を得ることを可能とするものである
。

Ｂｄ　　＝　Ｂｄ　−Ｂｂｌａｃｋ Ｂｈ’　＝Ｂｈ−Ｂｂｌａｃｋ　　　　・・・（Ｂ）Ｂ
ｏ’　＝　Ｂｂｌａｃｋ ここで、式（Ｂ）は式（Ａ）におけるＢＯをＯとせずに
Ｂｂｌａｃｋとした実測値で扱うことと同じであること
は式の変形により自明である。しかし従来この値を得る
手段が物理的に困難であった点をこの発明により解決す
るものである。

このように、基準となる輝度値を読み出すことのできる
全前領域を画像人力機構内の一部とじて絹み込んだので
、対象物体の信号伝送系の特性をも含めた正確な輝度信
号値が計測でき、これにより精度の高い画像計測装置が
実現できる。従来の例において輝度比を用いて検知しで
いた照明設備の玉切れ検知も、この実施例によれば基準
となる参照領域の黒信号レベルが管理されるので、例え
ばその他の全照領域以外の領域の平均輝度との比較によ
り容易に検知できるのみならず、照明の紅時変化の情報
までも定量的に把握できるようになる。

第４図はこの発明の他の実施例に係る撮像デバイスを示
す側面図で、（７）は第１図の遮光領域（６）の変わり
に撮像デバイス（１１の撮像素子上に同じくしかるべき
面積で形成された領域で、基１！４電位に固定された出
力信号を出すべく形成された遮光（不感）領域である。

このように構成しても、遮光領域に対応する輝度出力信
号値を、前段のレンズ絞りや後段の電気信号処理回路に
よる直流再生変動を補償する情報として用いることがで
き、上記実施例と同様の作用、効果がある。

なお、上記実施例では視程を計測する画像計測装置につ
いて示したが、テレビカメラ等を用いた画像入力手段を
有する画像計測装置において輝度信号出力値そのものに
意味のあるような計測のすへでに対して、直流再生変動
を管理する全照値を与えることが可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、撮像デバイスで構成
されたテレビカメラ、及びテレビカメラの光路上に配設
された透過性材料を有するものにおいて５透過性材料の
一部に遮光領域を形成したことにより、照明環境変化に
よる計測画像の出力変動を定量的に補正できると共に、
どのような背景でも撮像できる画像計測装置を得ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ　はこの発明の一実施例による画像計測装
置の画像入力機構を示す構成図、第１図（ｂ）はこの実
施例に係る撮像デバイスを示す正面図、第２図はこの実
施例の画像人力機構を用いて視程計測を行う様子を示す
構成図、第３図は撮像された画像と画像信号を説明する
説明図、第４図はこの発明の他の実施例に係る撮像デバ
イスを示す側面図、第５図（ａ）は従来の画像計測装置
を示す断面図、第５図（ｂ）は従来の画像計測装置に係
る背景板を拡大して示す正面図である。 （１）・・・固体撮像素子や撮像管等の撮像デバイス、
（２）　　・・・撮像部前面ガラス、（３）・・・信号
処理回路、（４）・・・光学レンズ系、（５）・・画像
入力機構、（６）・・・遮光領域、（７）・・遮光（不
感）領域、（８）・・画像計測機構、（９）・・・ター
ゲツト板、（１０）・・・背景板、（ｌｌ）・・・節度
参照用背景領域、（１２）・・・照明設備、（１３）・
・・テレビカメラ。 なお、図中、同一符号は同一５又は相当部分をボす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　撮像デバイスで構成されたテレビカメラ、及び上記テ
   レビカメラの光路上に配設された透過性材料を備えたも
   のにおいて、上記透過性材料の一部遮光領域を形成した
   ことを特徴とする画像計測装置。