JP2000131016A - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device

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JP2000131016A
JP2000131016A JP10302174A JP30217498A JP2000131016A JP 2000131016 A JP2000131016 A JP 2000131016A JP 10302174 A JP10302174 A JP 10302174A JP 30217498 A JP30217498 A JP 30217498A JP 2000131016 A JP2000131016 A JP 2000131016A
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distance measuring
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exactly detect an abnormality of distance measurement due to rain drop and stain without being affected by the degree of contrast of an object in the view field. SOLUTION: This device is provided with a photographing means 52 and an operation means 530 for operating the distance to a distance measurement object using a triangulation principle. The operation means 530 has a relative value calculation part 660A for making combination of window image data partly set in the view field in optical sensor arrays 63 and 64 shifting the window positions in turn for the number of shift positions and calculating the relative value between image data for each combination, an image data coincidence judgment part 660B for judging the coincidence of both image data from the change of the relative value near the maximum relative point, a contrast judgment part 660C for obtaining the contrast value of both image data in the case the maximum relative value is calculated, and a distance measurement abnormality judgment part 54 for judging the distance measurement abnormality based on the judgment results of each judgment part 660B and 660C for a plurality of distance measuring points.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の車間距
離測定装置等の測距装置に関し、特に、測距対象物から
の光を受光する受光窓の曇り、雨滴、汚れ等による画像
の乱れに起因した測距異常を正確かつ安定して検出可能
な測距装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device such as an inter-vehicle distance measuring device for an automobile, and more particularly, to image disturbance due to fogging, raindrops, dirt, etc. of a light receiving window for receiving light from a distance measuring object. The present invention relates to a distance measuring device capable of accurately and stably detecting a distance measurement abnormality caused by the distance measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】まず、先行車との距離を測定する車間距
離測定装置の従来技術を説明する。従来の車間距離測定
装置としては、左右2つの光学系により結像された画像
を電気的に比較して、三角測量の原理により測距を行う
ものが知られている。図3は、この種の従来の車間距離
測定装置50を示す構成図であり、測距対象物51を撮
像する撮像手段52と、この撮像手段52によって得ら
れた画像から測距対象物51までの距離を計算する演算
手段53とを備えている。前記撮像手段52は、一対の
結像レンズ61,62及びこれらに対応する一対の光セ
ンサアレイ63,64とから構成され、また、前記演算
手段53は、信号処理部65と距離検出回路66とから
構成されている。
2. Description of the Related Art First, a prior art of an inter-vehicle distance measuring device for measuring a distance from a preceding vehicle will be described. 2. Description of the Related Art As a conventional inter-vehicle distance measuring apparatus, an apparatus that electrically compares images formed by two right and left optical systems and measures a distance based on a principle of triangulation is known. FIG. 3 is a configuration diagram showing a conventional inter-vehicle distance measuring device 50 of this type. And a calculating means 53 for calculating the distance. The imaging means 52 includes a pair of imaging lenses 61 and 62 and a pair of optical sensor arrays 63 and 64 corresponding thereto. The calculating means 53 includes a signal processing unit 65, a distance detection circuit 66, It is composed of

【0003】図3において、結像レンズ61,62は光
軸間隔Baを隔てて配置されている。光センサアレイ6
3,64は、例えばCCDリニアセンサアレイであり、
各々結像レンズ61,62に対して焦点距離fの位置に
配置されている。これらの光センサアレイ63,64
は、結像レンズ61,62により各々結像された測距対
象物51の画像を像信号S61,S62に変換し、信号
処理部65に出力する。
In FIG. 3, imaging lenses 61 and 62 are arranged at an optical axis interval Ba. Optical sensor array 6
3 and 64 are, for example, CCD linear sensor arrays,
Each is disposed at a position of a focal length f with respect to the imaging lenses 61 and 62. These optical sensor arrays 63 and 64
Converts the image of the distance measurement target 51 formed by the imaging lenses 61 and 62 into image signals S61 and S62, and outputs the image signals S61 and S62 to the signal processing unit 65.

【0004】信号処理部65は、増幅器67,68、A
/D変換器69,70、及び記憶装置71からなってい
る。光センサアレイ63,64からの像信号S61,S
62は、増幅器67,68により増幅されて像データ3
0A,40Aとなった後、A/D変換器69,70によ
りディジタルデータに変換され、像データS63,S6
4として記憶装置71に出力される。信号処理部65の
出力側に設けられた距離検出回略66は、マイクロコン
ピュータによって構成されており、記憶装置71に記憶
された左右の像データS63,S64を比較して測距対
象物51までの距離を算出し、距離信号S65として外
部に出力する。
The signal processing unit 65 includes amplifiers 67, 68, A
/ D converters 69 and 70 and a storage device 71. Image signals S61, S from optical sensor arrays 63, 64
Reference numeral 62 denotes image data 3 amplified by the amplifiers 67 and 68.
0A and 40A, the data is converted into digital data by A / D converters 69 and 70, and image data S63 and S6
4 is output to the storage device 71. The distance detection circuit 66 provided on the output side of the signal processing unit 65 is configured by a microcomputer, and compares the left and right image data S63 and S64 stored in the storage device 71 to the distance measurement target 51. Is calculated and output to the outside as a distance signal S65.

【0005】次に、距離検出の原理を図4を用いて説明
する。各結像レンズ61,62の光軸間の中点を原点O
として横軸X、縦軸Yを設定し、光センサアレイ63,
64上の結像位置L1,R1の座標をそれぞれ(−aL1
Ba/2,−f),(aR1+Ba/2,−f)とする。こ
こで、aL1,aR1は、図示するように結像位置L1,R1
と基準位置L0,R0との間の距離(位置ずれ量)であ
る。
Next, the principle of distance detection will be described with reference to FIG. The midpoint between the optical axes of the imaging lenses 61 and 62 is defined as the origin O
The horizontal axis X and the vertical axis Y are set as
The coordinates of the imaging positions L 1 and R 1 on the H.64 are respectively (−a L1
Ba / 2, -f) and (a R1 + Ba / 2, -f). Here, a L1 and a R1 are imaging positions L 1 and R 1 as shown in the figure.
And the distance between the reference positions L 0 and R 0 (position shift amount).

【0006】結像レンズ61の中心点OLの座標は(−
Ba/2,0)、結像レンズ62の中心点ORの座標は
(Ba/2,0)であり、測距対象物51である点Mの
座標を(x,y)とすれば、点MからX軸に下ろした垂
線とX軸との交点Nの座標は(x,0)、点OLの直下
の基準位置L0の座標は(−Ba/2,−f)、点OR
直下の基準位置R0の座標は(Ba/2,−f)である。
このとき、三角形MOLNと三角形OL10、三角形M
RNと三角形OR10とは相似であるから、数式1、
数式2が成り立つ。
[0006] The coordinates of the center point O L of the imaging lens 61 (-
Ba / 2, 0), the coordinates of the center point O R of the imaging lens 62 is a (Ba / 2, 0), if the coordinates of the point M is a measuring object 51 (x, y) and, the coordinates of the intersection point N of the perpendicular and the X axis drawn on X axis from the point M (x, 0), the coordinates of the reference position L 0 directly below the point O L is (-Ba / 2, -f), the point O The coordinates of the reference position R 0 immediately below R are (Ba / 2, -f).
In this case, the triangle MO L N and a triangle O L L 1 L 0, triangle M
Since O and R N and a triangle O R R 1 R 0 are similar, equation 1,
Equation 2 holds.

【0007】[0007]

【数1】(x+Ba/2)f=aL1・y## EQU1 ## (x + Ba / 2) f = a L1 · y

【0008】[0008]

【数2】(−x+Ba/2)f=aR1・y## EQU2 ## (−x + Ba / 2) f = a R1 · y

【0009】数式1、数式2から、数式3を得ることが
できる。この数式3より、結像位置L1,R1に応じた距
離aL1,aR1が分かれば、測距対象物51までの距離y
(図4におけるL)を算出することができる。
From Equations 1 and 2, Equation 3 can be obtained. From this equation 3, if the distances a L1 and a R1 corresponding to the imaging positions L 1 and R 1 are known, the distance y to the distance measurement target 51 is obtained.
(L in FIG. 4) can be calculated.

【0010】[0010]

【数3】y=Ba・f/(aL1+aR1## EQU3 ## y = Ba.f / (a L1 + a R1 )

【0011】次に、距離検出回路66の動作の詳細を説
明する。距離検出回略66は、図5の実線に示すような
左右の像データ63L,63Rを、別途設定した測距範
囲73(図6参照)について比較し、これらの像データ
63L,63Rが一致しなければ、図5の破線のよう
に、例えば左の像データ63Lを右に、または右の像デ
ータ64Rを左に順次シフトしていき、左右の像データ
63L,63Rが一致した状態に最も近いときのシフト
量(aL1+aR1)を検出する。
Next, the operation of the distance detection circuit 66 will be described in detail. The distance detection circuit 66 compares the left and right image data 63L, 63R as shown by the solid line in FIG. 5 with respect to a separately set distance measurement range 73 (see FIG. 6), and these image data 63L, 63R match. If not, as shown by the broken line in FIG. 5, for example, the left image data 63L is sequentially shifted to the right or the right image data 64R is sequentially shifted to the left, and the state where the left and right image data 63L and 63R are closest to each other is closest. The shift amount (a L1 + a R1 ) at that time is detected.

【0012】ここで、左右の像データ63L,63Rは
完全に一致するとは限らない。なぜなら、光センサアレ
イ63,64の空間的な画素の間に像の一致点があり得
るからである。距離検出回路66は、前記シフト量(a
L1+aR1)と光軸間隔Ba、焦点距離fを用いて、測距
対象物51までの距離yを前記数式3により算出する。
Here, the left and right image data 63L, 63R do not always coincide completely. This is because there may be an image coincidence point between the spatial pixels of the optical sensor arrays 63 and 64. The distance detection circuit 66 calculates the shift amount (a
L1 + aR1 ), the distance between the optical axes Ba, and the focal length f are used to calculate the distance y to the object 51 to be measured by the above equation (3).

【0013】図6は、先行車51aとの間の距離検出に
おける正常時の画像を示す模式図である。同図におい
て、測定視野72内に測距範囲73を設定し、測距範囲
73内の対象物つまり先行車51aに対する距離を、前
述の距離検出原理に基づき車間距離として検出する。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an image in a normal state in detecting the distance to the preceding vehicle 51a. In the figure, a distance measurement range 73 is set in a measurement field of view 72, and a distance to an object in the distance measurement range 73, that is, a preceding vehicle 51a is detected as an inter-vehicle distance based on the above-described distance detection principle.

【0014】なお、光センサアレイを複数個配置し、同
様な距離検出原理に基づき車両を検出して車間距離を検
出する方式も、特開平9−73539号公報に提案され
ている。更に、特開平10−47955号公報において
は、画像不一致の判定及び低コントラスト判定を行なっ
ている。これらの判定原理を、図7を用いて簡単に説明
する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-73539 also proposes a method of arranging a plurality of optical sensor arrays and detecting a vehicle based on a similar distance detection principle to detect an inter-vehicle distance. Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-47955, the judgment of image mismatch and the judgment of low contrast are performed. These determination principles will be briefly described with reference to FIG.

【0015】まず、低コントラスト判定を図7に基づい
て説明する。この図7において、参照符号は図3と同一
のものを使用している。光センサアレイ63,64のあ
る一対のラインにおいて結像レンズ61,62により結
像された像データをそれぞれS63(j),S64(i)
(ここでは0≦i≦255,0≦j≦255とする)と
する。更に、これらの像データを微分した像データをそ
れぞれBS63(j),BS64(i)とする。
First, the low contrast determination will be described with reference to FIG. 7, the same reference numerals as those in FIG. 3 are used. Image data formed by the imaging lenses 61 and 62 on a pair of lines of the optical sensor arrays 63 and 64 are respectively converted into S 63 (j) and S 64 (i).
(Here, 0 ≦ i ≦ 255, 0 ≦ j ≦ 255). Further, image data obtained by differentiating these image data are designated as BS 63 (j) and BS 64 (i), respectively.

【0016】ここでは、測定対象物51が車間距離測定
装置50の正面にあり、正面方向の測定点について測距
を行うものとして説明する。この正面方向を測距するた
めに、光センサアレイ63,64の視野内において、位
置を画素配列方向に順次シフトさせながら、部分的に設
けられたウィンドウ画像データの組み合わせを図のC 0
〜CEのように作る。ここで、0〜Eは順次シフトさせ
たシフト位置を示す数である。そして、上記組み合わせ
0〜CEのそれぞれについて、両ウィンドウ画像データ
間の相関値を計算する。相関値の計算方法として、例え
ば組み合わせCkにおける相関値Vkは数式4のようにな
る。
In this case, the measurement object 51 is an inter-vehicle distance measurement.
Distance measurement for measurement points in front of the device 50 and in the front direction
Will be described. To measure the distance in this front direction
In the field of view of the optical sensor arrays 63 and 64,
Partly shifted while sequentially shifting the pixels in the pixel array direction.
The combination of the window image data 0
~ CEMake like. Here, 0 to E are sequentially shifted.
Is a number indicating the shift position. And the above combination
C0~ CEWindow image data for each of
Calculate the correlation value between them. As a method of calculating the correlation value,
If combination CkCorrelation value V atkIs like Equation 4.
You.

【0017】[0017]

【数4】 (Equation 4)

【0018】ここで、Wは両ウィンドウ画像データを比
較するためのウィンドウ幅(画素数)である。相関値の
関数を図8に示す。横軸は図7に示した0〜Eの組み合
わせC0〜CEの数(つまりシフト位置)である。縦軸は
各シフト位置における相関値であり、相関値が最小であ
るシフト位置が最高相関点となり、このときのシフト位
置sが数式3の(aL1+aR1)に相当する。なお、図8
における相関値の勾配b1,b2については後述する。こ
の測距点におけるコントラスト値は、数式5のように計
算される。
Here, W is a window width (number of pixels) for comparing both window image data. FIG. 8 shows the function of the correlation value. The horizontal axis represents the number of combinations C 0 to C E of 0 to E shown in FIG. 7 (that is, the shift position). The vertical axis represents the correlation value at each shift position, and the shift position having the smallest correlation value is the highest correlation point, and the shift position s at this time corresponds to (a L1 + a R1 ) in Expression 3. FIG.
The gradients b 1 and b 2 of the correlation values at will be described later. The contrast value at this distance measuring point is calculated as in Expression 5.

【0019】[0019]

【数5】 (Equation 5)

【0020】数式5において、CT64,CT63はそれぞ
れ光センサアレイ64,63のコントラスト値である。
低コントラスト判定は、ある判定値CTに対して数式6
が満たされるとき、この測距データは低コントラストで
あると判定する。
In Equation 5, CT 64 and CT 63 are the contrast values of the optical sensor arrays 64 and 63 , respectively.
The low-contrast judgment is performed by using Equation 6 for a certain judgment value CT.
Is satisfied, it is determined that the distance measurement data has low contrast.

【0021】[0021]

【数6】CT64≦CT または CT63≦CT[Formula 6] CT 64 ≤ CT or CT 63 ≤ CT

【0022】次に、画像不一致の判定原理を図8に基づ
いて説明する。最高相関点のシフト位置sの前後各2点
ずつのシフト位置s−2,s−1,s+1,s+2にお
ける相関値をそれぞれVs-2,Vs-1,Vs+1,Vs+2とす
ると、画像の一致度を表す値SCは、数式7のようにな
る。
Next, the principle of judging image mismatch will be described with reference to FIG. Correlation values at two shift positions s-2, s-1, s + 1, s + 2 before and after the shift position s of the highest correlation point are represented by Vs -2 , Vs -1 , Vs + 1 , Vs +, respectively. Assuming that 2 , the value S C representing the degree of coincidence of the images is as shown in Expression 7.

【0023】[0023]

【数7】 (Equation 7)

【0024】そして、画像不一致の判定は、ある判定値
Hに対して、数式8が成立するときに画像が不一致で
あると考える。
The image mismatch is determined when the formula 8 is satisfied with respect to a certain determination value S H.

【0025】[0025]

【数8】SC≦SH [Equation 8] S C ≦ S H

【0026】[0026]

【発明の解決しようとする課題】ところで、このような
車間距離測定装置50を用いる際、結像レンズ61,6
2自体やその前面を保護する受光窓の透明なカバーガラ
ス等が曇ったり、汚れたり、更には雨滴が付着すること
で視界が不良になった場合、測距が不正確になるおそれ
がある。また、車室内に車間距離測定装置50が配置さ
れ、フロントガラス越しに先行車等を測距する場合にお
いても、雨滴や汚れ等がフロントガラスに付着すること
で同様な不都合が生じうる。
By the way, when such an inter-vehicle distance measuring device 50 is used, the imaging lenses 61 and 6 are used.
If the transparent cover glass of the light receiving window that protects itself and the front surface thereof becomes cloudy or dirty, or the visibility becomes poor due to the attachment of raindrops, the distance measurement may be inaccurate. Further, even when the inter-vehicle distance measuring device 50 is arranged in the vehicle interior and the distance between a preceding vehicle and the like is measured through the windshield, similar inconvenience may occur due to raindrops, dirt, and the like adhering to the windshield.

【0027】このような点に鑑み、本出願人による特願
平9−189956号に示される解決方法が既に提案さ
れている。この従来技術によれば、図9のように結像レ
ンズ61,62の前面のカバーガラス80に雨滴や曇り
が生じた場合、図10に示すごとく光センサアレイ6
3,64の両画像とも低コントラストの状態が発生する
ので、この状態が所定時間以上続いた場合に測距異常で
あると判定している。
In view of the above, a solution disclosed in Japanese Patent Application No. 9-189956 filed by the present applicant has already been proposed. According to this conventional technique, when raindrops or fogging occur on the cover glass 80 on the front surface of the imaging lenses 61 and 62 as shown in FIG. 9, the optical sensor array 6 as shown in FIG.
Since a low-contrast state occurs in both the images 3 and 64, if this state continues for a predetermined time or longer, it is determined that the distance measurement is abnormal.

【0028】しかしながら、例えば夜間等においては車
のライト部分しか高コントラストが検出されない、すな
わち画像データ領域のうちの狭い範囲にだけ高コントラ
ストが検出されることが多く、ライト以外は暗いため全
体として低コントラストと判定されやすい。従って、雨
滴や汚れがない場合でも測距異常と判定されてしまうお
それが強い。また、昼間においても先行車そのもののコ
ントラストが低く、視野内の風景にも空や壁のようにコ
ントラストが低い対象物が多く含まれる場合に、測距異
常と判定される可能性が高い。
However, for example, at night, high contrast is detected only in the light portion of the car, that is, high contrast is often detected only in a narrow area of the image data area. It is easy to be judged as contrast. Therefore, even when there is no raindrop or dirt, there is a strong possibility that it is determined that the distance measurement is abnormal. Further, even in the daytime, when the contrast of the preceding vehicle itself is low and the scenery in the field of view includes many objects with low contrast such as the sky and walls, it is highly likely that the distance measurement is determined to be abnormal.

【0029】そこで本発明は、従来の技術が持つ上記の
問題点を解決し、測定視野内の対象物のコントラストの
高低に影響されず、雨滴や汚れ等に起因する画像の乱れ
に基づく測距異常のみを正確かつ安定に検知できるよう
にした測距装置を提供しようとするものである。
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and is not affected by the level of contrast of an object within a measurement field of view, and is based on a distance measurement based on a disturbance of an image caused by raindrops, dirt, and the like. An object of the present invention is to provide a distance measuring device capable of accurately and stably detecting only an abnormality.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、一対の結像レンズ及び光セ
ンサアレイからなる撮像手段と、各光センサアレイ上に
結像した測距対象物の画像の位置ずれ量に基づいて三角
測量原理により測距対象物までの距離を演算する演算手
段とを備えた測距装置において、前記演算手段は、一対
の光センサアレイの視野内においてそれぞれ部分的に設
けられたウィンドウ画像データの組合せを、ウィンドウ
位置を順次シフトさせながらそのシフト位置の数だけ作
り、それぞれの組合せについて両ウィンドウ画像データ
間の相関値を計算する相関値計算手段と、最高の相関値
が計算されたシフト位置の近傍の相関値の変化状態から
両ウィンドウ画像データの一致不一致を判定する画像一
致判定手段と、最高の相関値が計算されたときの両ウィ
ンドウ画像データのコントラスト値を求め、このコント
ラスト値を判定値と比較してコントラストの高低を判定
するコントラスト判定手段と、一対の光センサアレイの
視野内の複数の測距点についての前記画像一致判定手段
及びコントラスト判定手段の判定結果に基づいて、画像
の乱れに基づく測距異常を判定する測距異常判定手段と
を有するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to an image pickup device comprising a pair of image forming lenses and an optical sensor array, and a distance measuring device which forms an image on each optical sensor array. Calculating means for calculating the distance to the object to be measured based on the principle of triangulation based on the amount of displacement of the image of the object, wherein the calculating means is provided within the field of view of the pair of optical sensor arrays. Correlation value calculation means for forming a combination of window image data partially provided for each of the number of shift positions while sequentially shifting the window position, and calculating a correlation value between both window image data for each combination; Image coincidence determining means for determining the coincidence / non-coincidence of both window image data from the change state of the correlation value near the shift position where the highest correlation value is calculated; Contrast determining means for determining a contrast value of both window image data when the correlation value is calculated, comparing the contrast value with a determination value to determine the level of contrast, and a plurality of a plurality of optical sensors in a field of view of a pair of optical sensor arrays. A distance-measuring abnormality judging unit for judging a distance-measuring abnormality based on a disturbance of an image based on the judgment results of the image coincidence judging means and the contrast judging means for the distance measuring point.

【0031】請求項2記載の発明は、請求項1記載の測
距装置において、画像一致判定手段が、最高の相関値が
計算されたときのシフト位置の前後の各複数の相関値が
持つ勾配の平均値が所定の判定値より大きい場合は画像
が一致しており、小さい場合は画像が不一致であると判
定するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the distance measuring apparatus according to the first aspect, the image coincidence determining means determines a gradient of each of a plurality of correlation values before and after the shift position when the highest correlation value is calculated. If the average value is larger than the predetermined determination value, the images match, and if the average value is smaller, it is determined that the images do not match.

【0032】請求項3記載の発明は、請求項1記載の測
距装置において、画像一致判定手段が、最高の相関値が
計算されたときのシフト位置の前後の各複数の相関値が
持つ勾配の平均値をそのときの両ウィンドウ画像データ
のコントラスト値により補正し、この補正後の平均値が
所定の判定値より大きい場合は画像が一致しており、小
さい場合は画像が不一致であると判定するものである。
According to a third aspect of the present invention, in the distance measuring apparatus according to the first aspect, the image coincidence determining means determines a gradient of each of a plurality of correlation values before and after the shift position when the highest correlation value is calculated. Is corrected based on the contrast values of both window image data at that time. If the corrected average value is larger than a predetermined determination value, the images match, and if the corrected average value is smaller, the images do not match. Is what you do.

【0033】請求項4記載の発明は、請求項1,2また
は3記載の測距装置において、コントラスト判定手段に
より求められるコントラスト値として、最高の相関値が
計算されたときの両ウィンドウ画像データの微分値の絶
対値をウィンドウ内の全画素について加算した値を用い
るものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the distance measuring apparatus of the first, second or third aspect, as the contrast value determined by the contrast determining means, the maximum correlation value of both window image data is calculated. A value obtained by adding the absolute value of the differential value for all pixels in the window is used.

【0034】請求項5記載の発明は、請求項1,2,3
または4記載の測距装置において、測距異常判定手段
は、光センサアレイの視野内の複数の測距点を対象とし
て、コントラスト値が所定値以上あり、かつ画像が一致
している測距点の数(第1の測距点数という)と、コン
トラスト値は所定値以上あるが画像が不一致である測距
点の数(第2の測距点数という)とを求め、第2の測距
点数/(第1の測距点数+第2の測距点数)の比が所定
値を超えた場合に測距異常と判定するものである。
The fifth aspect of the present invention provides the first, second, and third aspects.
In the distance measuring apparatus according to the fourth aspect, the distance measuring abnormality determining means targets the plurality of distance measuring points in the field of view of the optical sensor array, wherein the contrast value is equal to or more than a predetermined value and the image coincides. (Referred to as a first ranging point number) and the number of ranging points where the contrast value is equal to or more than a predetermined value but the images do not match (referred to as a second ranging point number) are obtained. If the ratio of / (first ranging point number + second ranging point number) exceeds a predetermined value, it is determined that the ranging is abnormal.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図1に示す本発明の実施形態は、本発明
の測距装置を車間距離測定装置500に適用した場合の
ものである。なお、図3と同一の構成要素には同一の参
照符号を付してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is a case where the distance measuring apparatus of the present invention is applied to an inter-vehicle distance measuring apparatus 500. The same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

【0036】図1において、撮像手段52及び信号処理
部65の構成は図3と同様であるが、この実施形態で
は、距離検出回路660に測距異常判定部54が接続さ
れ、信号処理部65と距離検出回路660と測距異常判
定部54とによって演算手段530が構成されている。
In FIG. 1, the configurations of the image pickup means 52 and the signal processing unit 65 are the same as those in FIG. 3, but in this embodiment, the distance detection abnormality determination unit 54 is connected to the distance detection circuit 660, and the signal processing unit 65 The arithmetic means 530 is composed of the distance detection circuit 660 and the distance measurement abnormality determination unit 54.

【0037】距離検出回路660内の相関値計算部66
0A、画像一致判定部660B、コントラスト判定部6
60Cによって計算された画像一致度信号S68及びコ
ントラスト値信号S69は、測距異常判定部54に送信
される。測距異常判定部54ではこれらの信号S68,
S69に基づいて測距異常か正常かを判定し、測距異常
の場合には測距異常信号S66を出力し、測距正常の場
合には測距正常信号S67を出力する。また、距離検出
回路660からは、従来と同様に距離信号S65が出力
される。
The correlation value calculation section 66 in the distance detection circuit 660
0A, image coincidence determination section 660B, contrast determination section 6
The image matching degree signal S68 and the contrast value signal S69 calculated by 60C are transmitted to the distance measurement abnormality determination unit 54. The ranging error determination section 54 outputs these signals S68,
Based on S69, it is determined whether the distance measurement is abnormal or normal. If the distance measurement is abnormal, a distance measurement abnormal signal S66 is output, and if the distance measurement is normal, a distance measurement normal signal S67 is output. Further, a distance signal S65 is output from the distance detection circuit 660 as in the conventional case.

【0038】ここで、相関値計算部660Aは、図7に
示したように光センサアレイ63,64の視野内におい
て部分的に設けられたウィンドウ画像データS
63(j),S 64(i)の組み合わせを作り、これらの像
データS63(j),S64(i)を微分した像データBS
63(j),BS64(i)の組み合わせを生成する。この
処理を、光センサアレイ63,64の視野内でウィンド
ウ位置を順次シフトしながらシフト位置の数だけ行い、
ウィンドウ画像データの組み合わせC0〜CEを作る。そ
して、個々の組み合わせC0〜CEについて、前述の数式
4等を用いて両ウィンドウ画像データ間の相関値を計算
し、図8に示したような最高相関点を求める。
Here, the correlation value calculation unit 660A is shown in FIG.
As shown, the light sensor arrays 63 and 64 are within the field of view.
Window image data S partially provided
63(J), S 64Make a combination of (i), these images
Data S63(J), S64Image data BS obtained by differentiating (i)
63(J), BS64The combination of (i) is generated. this
Processing is performed within the field of view of the optical sensor arrays 63 and 64
C) While shifting the position sequentially, perform the number of shift positions,
Combination C of window image data0~ CEmake. So
And individual combinations C0~ CEFor the above formula
Calculate correlation value between both window image data using 4 etc.
Then, the highest correlation point as shown in FIG. 8 is obtained.

【0039】画像一致判定部660Bは、最高の相関値
が計算されたとき(最高相関点)のシフト位置sの近傍
のシフト位置、例えばs−2,s−1,s+1,s+2
における相関値の変化状態に基づいて、前述の数式7に
より両画像データの一致度を表す値SCを求め、これを
判定値SHと比較して画像一致度信号S68を出力す
る。
The image coincidence determining unit 660B determines a shift position near the shift position s when the highest correlation value is calculated (the highest correlation point), for example, s-2, s-1, s + 1, s + 2.
Based on the state of change of correlation values in obtains the value S C representing the degree of coincidence of both the image data according to Equation 7 above, which was compared with the determination value S H outputs the image matching degree signal S68.

【0040】なお、最高相関点を表した図8において、
1は最高相関点(シフト位置s)の前の部分の2つの
シフト位置s−2,s−1における相関値が持つ勾配で
あり、b2は後の部分の2つのシフト位置s+1,s+
2における相関値が持つ勾配である。これらのb1,b2
はほぼ同様な値となるはずであるが、ばらつき等の誤差
が含まれることがあるため、請求項2に示すように
1,b2を平均する形、すなわち数式7のようにb1
2を共に加味した計算式を用いることが望ましい。
In FIG. 8 showing the highest correlation point,
b 1 is the gradient of the correlation value at the two shift positions s−2, s−1 in the part before the highest correlation point (shift position s), and b 2 is the two shift positions s + 1, s + in the latter part.
2 is the gradient of the correlation value. These b 1 , b 2
Although it should be substantially the same value, because it can contain an error such as variation, shape averaging the b 1, b 2 as shown in claim 2, i.e. b 1 as in Equation 7,
It is preferable to use a formula that takes into account both the b 2.

【0041】また、数式7では、請求項3に示すごとく
2画像の一致度を表す値SCをコントラスト値CT63
CT64により補正している。これは、コントラスト値C
63,CT64と前述した最高相関点の前後の勾配b1
2は正の相関関係にあるためであり、数式7のように
コントラスト値を分母に含むことで値SCはコントラス
ト値に影響されず、数式8の画像不一致の判定値SH
一定値に固定することが可能となる。
Further, in Equation 7, the value S C a contrast value CT 63 representing the degree of coincidence between two images as shown in claim 3,
It is corrected by CT 64. This is the contrast value C
T 63 , CT 64 and the gradient b 1 before and after the highest correlation point described above,
b 2 is for in positive correlation, the value S C by including a contrast value in the denominator as in Equation 7 is not affected by the contrast value, the judgment value S H of the image mismatch Equation 8 constant value It is possible to fix to.

【0042】コントラスト判定部660Cは、前記数式
5により、最高の相関値が計算されたときの一対のウィ
ンドウ画像データのコントラスト値CT63,CT64を求
め、コントラスト値信号S69として出力する。すなわ
ち、コントラスト値CT63,CT64は、請求項4に示す
ように、最高の相関値が計算されたときの一対のウィン
ドウ画像データを微分した画像データに対し、ウィンド
ウ内の全画素値の絶対値の和によって求められるもので
ある。
The contrast determining section 660C obtains the contrast values CT 63 and CT 64 of the pair of window image data when the highest correlation value is calculated from the above equation 5, and outputs it as a contrast value signal S69. That is, the contrast values CT 63 and CT 64 are calculated based on absolute values of all pixel values in the window with respect to image data obtained by differentiating a pair of window image data when the highest correlation value is calculated. It is determined by the sum of the values.

【0043】次いで、測距異常判定部54の判定原理
を、図2のフローチャートを参照しつつ説明する。測距
異常判定部54には、前述したように距離検出回路66
0から画像一致度信号S68及びコントラスト値信号S
69が、車間距離測定装置500の測定視野72内のす
べての測距範囲73(測距点)について送信されてく
る。
Next, the determination principle of the distance measurement abnormality determination section 54 will be described with reference to the flowchart of FIG. As described above, the distance measurement abnormality determination unit 54 includes a distance detection circuit 66.
0 to the image coincidence signal S68 and the contrast value signal S
69 are transmitted for all the ranging ranges 73 (ranging points) in the measurement field of view 72 of the following distance measuring apparatus 500.

【0044】これらの信号に基づいて、測距異常判定部
54は、コントラストが十分にある、すなわちコントラ
スト値が所定値以上あり、しかも画像が一致している、
すなわち画像一致度を表す値が所定値以上ある測距点の
数(第1の測距点数)をAとし、コントラスト値は所定
値以上あるが画像が不一致である、すなわち画像一致度
を表す値が所定値に達していない測距点の数(第2の測
距点数)をBとして、これらのA,Bを求める(ステッ
プST101)。更に、これらの測距点数A,Bから、
下記の数式9により測距異常判定値Cを算出する(同S
T102)。
Based on these signals, the ranging error determination section 54 determines that the contrast is sufficient, that is, the contrast value is equal to or more than a predetermined value and the images match.
That is, the number of distance measuring points (first distance measuring points) having a value representing the degree of image coincidence equal to or more than a predetermined value is A, and the contrast value is not less than the predetermined value but the images do not match, that is, a value representing the degree of image coincidence. Assuming that the number of distance measuring points where does not reach the predetermined value (the second number of distance measuring points) is B, these A and B are obtained (step ST101). Furthermore, from the distance measurement points A and B,
The distance measurement abnormality determination value C is calculated by the following Expression 9 (S
T102).

【0045】[0045]

【数9】C=B/(A+B)## EQU9 ## C = B / (A + B)

【0046】更に、下記の数式10により測距異常判定
値Cと判定値CHとの大小関係を比較し(同ST10
3)、この数式10が満たされるときには測距異常と判
定して測距異常信号S66を出力し(同ST104,S
T105)、それ以外は測距正常と判定して測距正常信
号S67を出力する(同ST106,ST107)。つ
まりこの実施形態によれば、コントラスト値が所定値以
上の全測距点の中で、画像不一致の測距点数が多いほど
測距異常と見なすという判定原理に従い、受光窓の曇り
や雨滴、汚れ等に起因する画像の乱れによる測距異常を
検出可能としている。
[0046] Furthermore, by comparing the magnitude relation of the equation 10 below and ranging abnormality determination value C and the determination value C H (same ST10
3) When the formula 10 is satisfied, it is determined that the distance measurement is abnormal, and a distance measurement abnormal signal S66 is output (ST104, ST104).
T105), otherwise, it is determined that the distance measurement is normal, and a distance measurement normal signal S67 is output (ST106, ST107). That is, according to this embodiment, among all the ranging points whose contrast values are equal to or more than a predetermined value, the distance detection abnormality is regarded as more as the number of ranging points where the image does not match is determined. It is possible to detect a distance measurement abnormality due to an image disturbance due to the above-mentioned factors.

【0047】[0047]

【数10】C>CH [Equation 10] C> C H

【0048】なお、上記実施形態は本発明を車間距離測
定装置に適用した場合のものであるが、本発明の用途は
これに何ら限定されるものではなく、三角測量原理を利
用して対象物までの距離を測定する各種の測距装置に適
用可能である。
The above embodiment is an example in which the present invention is applied to an inter-vehicle distance measuring apparatus. However, the application of the present invention is not limited to this, and the object of the present invention is applied using the principle of triangulation. The present invention can be applied to various distance measuring devices that measure the distance to the object.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上のように請求項1〜5に記載した発
明によれば、測定視野内のコントラストの高低に影響さ
れず、受光窓の曇りや雨滴、汚れ等に起因する画像の乱
れに基づく測距異常を正確かつ安定に検知することがで
きる。
As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, the image is not affected by the level of the contrast in the measurement visual field, and the image is not disturbed due to clouding, raindrops, dirt, etc. of the light receiving window. It is possible to accurately and stably detect a distance measurement abnormality based on the distance measurement.

【0050】請求項2に記載した発明によれば、画像一
致判定手段が、最高相関点の前後における各複数の相関
値が持つ勾配の平均値から画像一致判定を行うため、安
定かつ正確に画像の一致、不一致を判定することが可能
である。
According to the second aspect of the present invention, the image coincidence judging means judges the image coincidence from the average value of the gradients of the plurality of correlation values before and after the highest correlation point, so that the image coincidence can be stably and accurately performed. Can be determined.

【0051】請求項3に記載した発明によれば、画像一
致判定手段が、最高相関点の前後における上記勾配の平
均値を最高の相関値が計算されたときの一対のウィンド
ウ画像データのコントラスト値により補正するため、コ
ントラストに影響されずに一定の判定値によって安定か
つ正確に画像の一致、不一致を判定することが可能であ
る。
According to the third aspect of the present invention, the image coincidence determining means determines the average value of the gradients before and after the highest correlation point as the contrast value of a pair of window image data when the highest correlation value is calculated. Therefore, it is possible to stably and accurately determine the coincidence or non-coincidence of the images with a constant determination value without being affected by the contrast.

【0052】請求項4に記載した発明によれば、請求項
1,2または3の発明に用いられるコントラスト判定値
として、最高の相関値が計算されたときの一対のウィン
ドウ画像データを微分した画像データについて、ウィン
ドウ内の全画素値の絶対値の和を用いるため、安定かつ
正確にコントラスト判定値を求めることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, an image obtained by differentiating a pair of window image data when the highest correlation value is calculated is used as the contrast determination value used in the first, second or third aspect of the present invention. Since the sum of the absolute values of all pixel values in the window is used for the data, the contrast determination value can be obtained stably and accurately.

【0053】更に、請求項5に記載した発明は、測距異
常判定手段が、光センサアレイの視野内の複数点の距離
情報のうち、コントラスト値が所定値以上あって画像が
一致している測距点の距離データ数と、コントラスト値
は所定値以上あるが画像が不一致である測距点の距離デ
ータ数とを求め、後者のデータ数/(前者データ数+後
者データ数)の比が所定値を超えた場合に測距異常と判
定するものである。このため、例えば夜間時に車のライ
トしか視野内にコントラストとして捕えられず、全体と
しては視野内の対象物のコントラストが低い場合、ある
いは、昼間であって道路や車両が視野内に模様として多
く存在することによりコントラストが高い場合等につい
ても、雨滴や汚れ等による画像の乱れに起因した測距異
常のみを正確かつ安定に検知することができる。
Further, in the invention described in claim 5, the distance measurement abnormality judging means has a contrast value equal to or more than a predetermined value among the distance information of a plurality of points in the visual field of the optical sensor array, and the images match. The number of distance data at the ranging point and the number of distance data at the ranging point at which the contrast value is equal to or more than the predetermined value but the image does not match are obtained, and the ratio of the latter data number / (the former data number + the latter data number) is obtained. If it exceeds a predetermined value, it is determined that the distance measurement is abnormal. For this reason, for example, only the light of a car is captured as a contrast in the field of view at night, and the contrast of the object in the field of view is low as a whole, or during the daytime many roads and vehicles are present as patterns in the field of view. By doing so, even in the case where the contrast is high, it is possible to accurately and stably detect only the distance measurement abnormality caused by the disturbance of the image due to raindrops, dirt, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の測距異常判定部の処理を示すフローチャ
ートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of a distance measurement abnormality determination unit in FIG. 1;

【図3】従来の車間距離測定装置を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a conventional inter-vehicle distance measuring device.

【図4】距離算出の原理を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the principle of distance calculation.

【図5】距離検出回略の動作を示した説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation of a distance detection circuit.

【図6】測距対象物の画像を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an image of a distance measurement target object.

【図7】低コントラスト判定原理の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a low contrast determination principle.

【図8】画像不一致の判定原理の説明図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of determining image mismatch.

【図9】従来技術の問題点を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a problem of the related art.

【図10】従来技術の問題点を説明するための図であ
る。
FIG. 10 is a diagram for explaining a problem of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

500 車間距離測定装置 51 測距対象物 51a 先行車 52 撮像手段 530 演算手段 54 測距異常判定部 61,62 撮像レンズ 63,64 光センサアレイ 65 信号処理部 660 距離検出回路 660A 相関値計算部 660B 画像一致判定部 660C コントラスト判定部 67,68 増幅器 69,70 A/D変換器 71 記憶装置 72 測定視野 73 測距範囲 80 カバーガラス S61,S62 像データ S63,S64 A/D変換後の像データ S65 距離信号 S66 測距異常信号 S67 測距正常信号 S68 画像一致度信号 S69 コントラスト値信号 30A,40A 像データ 63L 左の像データ 64R 右の像データ 500 inter-vehicle distance measuring device 51 object to be measured 51a preceding vehicle 52 imaging means 530 calculating means 54 ranging error determination unit 61, 62 imaging lens 63, 64 optical sensor array 65 signal processing unit 660 distance detection circuit 660A correlation value calculation unit 660B Image coincidence determination unit 660C Contrast determination unit 67, 68 Amplifier 69, 70 A / D converter 71 Storage device 72 Measurement field of view 73 Distance measurement range 80 Cover glass S61, S62 Image data S63, S64 Image data after A / D conversion S65 Distance signal S66 Distance measurement abnormal signal S67 Distance measurement normal signal S68 Image coincidence signal S69 Contrast value signal 30A, 40A Image data 63L Left image data 64R Right image data

フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA06 CC11 DD08 FF01 FF09 JJ02 JJ03 JJ05 JJ25 JJ26 QQ04 QQ24 QQ36 QQ41 SS09 5L096 CA05 CA14 EA35 FA34 FA37 FA66 GA17 GA51 HA01 HA13 9A001 BB02 BB03 BB04 BB05 EE05 GG04 GG10 HH21 JJ77 KK16 KK37 KK56 Continuation of the front page F term (reference) 2F065 AA06 CC11 DD08 FF01 FF09 JJ02 JJ03 JJ05 JJ25 JJ26 QQ04 QQ24 QQ36 QQ41 SS09 5L096 CA05 CA14 EA35 FA34 FA37 FA66 GA17 GA51 HA01 HA13 9A001 BB02 BB03 BB04 BB04 BB04 BB04 BB04 BB04 BB04 BB04 BB04 GG04

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の結像レンズ及び光センサアレイか
らなる撮像手段と、各光センサアレイ上に結像した測距
対象物の画像の位置ずれ量に基づいて三角測量原理によ
り測距対象物までの距離を演算する演算手段とを備えた
測距装置において、 前記演算手段は、 一対の光センサアレイの視野内においてそれぞれ部分的
に設けられたウィンドウ画像データの組合せを、ウィン
ドウ位置を順次シフトさせながらそのシフト位置の数だ
け作り、それぞれの組合せについて両ウィンドウ画像デ
ータ間の相関値を計算する相関値計算手段と、 最高の相関値が計算されたシフト位置の近傍の相関値の
変化状態から両ウィンドウ画像データの一致不一致を判
定する画像一致判定手段と、 最高の相関値が計算されたときの両ウィンドウ画像デー
タのコントラスト値を求め、このコントラスト値を判定
値と比較してコントラストの高低を判定するコントラス
ト判定手段と、 一対の光センサアレイの視野内の複数の測距点について
の前記画像一致判定手段及びコントラスト判定手段の判
定結果に基づいて、画像の乱れに基づく測距異常を判定
する測距異常判定手段と、 を有することを特徴とする測距装置。
An image pickup means comprising a pair of image forming lenses and an optical sensor array, and a distance measuring object based on a triangulation principle based on a positional shift amount of an image of the distance measuring object formed on each optical sensor array. And a calculating means for calculating a distance to the window, wherein the calculating means shifts a window position by sequentially combining window image data partially provided in the field of view of the pair of optical sensor arrays. And a correlation value calculating means for calculating a correlation value between both window image data for each combination, and a change state of the correlation value near the shift position where the highest correlation value is calculated. Image coincidence determining means for determining the coincidence / non-coincidence of both window image data, and contrast of both window image data when the highest correlation value is calculated Contrast determination means for determining a contrast level by comparing the contrast value with a determination value; and the image coincidence determination means and contrast determination for a plurality of distance measurement points within the field of view of the pair of optical sensor arrays. A distance measurement abnormality determining means for determining a distance measurement abnormality based on a disturbance of an image based on a determination result of the means.
【請求項2】 請求項1記載の測距装置において、 画像一致判定手段は、最高の相関値が計算されたときの
シフト位置の前後の各複数の相関値が持つ勾配の平均値
が所定の判定値より大きい場合は画像が一致しており、
小さい場合は画像が不一致であると判定することを特徴
とする測距装置。
2. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the image coincidence determining means calculates an average value of gradients of a plurality of correlation values before and after the shift position when the highest correlation value is calculated. If the value is larger than the judgment value, the images match,
When the distance is small, it is determined that the images do not match.
【請求項3】 請求項1記載の測距装置において、 画像一致判定手段は、最高の相関値が計算されたときの
シフト位置の前後の各複数の相関値が持つ勾配の平均値
をそのときの両ウィンドウ画像データのコントラスト値
により補正し、この補正後の平均値が所定の判定値より
大きい場合は画像が一致しており、小さい場合は画像が
不一致であると判定することを特徴とする測距装置。
3. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the image coincidence determining means calculates an average value of gradients of a plurality of correlation values before and after the shift position when the highest correlation value is calculated. Is corrected based on the contrast values of the two window image data. If the corrected average value is larger than a predetermined determination value, the images match, and if the average value is smaller, it is determined that the images do not match. Distance measuring device.
【請求項4】 請求項1,2または3記載の測距装置に
おいて、 コントラスト判定手段により求められるコントラスト値
は、最高の相関値が計算されたときの両ウィンドウ画像
データの微分値の絶対値をウィンドウ内の全画素につい
て加算した値を用いることを特徴とする測距装置。
4. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the contrast value obtained by the contrast determining means is an absolute value of a differential value of both window image data when the highest correlation value is calculated. A distance measuring apparatus using a value added for all pixels in a window.
【請求項5】 請求項1,2,3または4記載の測距装
置において、 測距異常判定手段は、光センサアレイの視野内の複数の
測距点を対象として、コントラスト値が所定値以上あ
り、かつ画像が一致している測距点の数(第1の測距点
数という)と、コントラスト値は所定値以上あるが画像
が不一致である測距点の数(第2の測距点数という)と
を求め、第2の測距点数/(第1の測距点数+第2の測
距点数)の比が所定値を超えた場合に測距異常と判定す
ることを特徴とする測距装置。
5. A distance measuring apparatus according to claim 1, wherein said distance measuring abnormality judging means has a contrast value equal to or more than a predetermined value for a plurality of distance measuring points in a field of view of said optical sensor array. The number of ranging points that are present and have matching images (referred to as first ranging points), and the number of ranging points whose contrast values are equal to or greater than a predetermined value but whose images do not match (second ranging points) And determining that the distance measurement is abnormal when the ratio of the second distance measurement point / (the first distance measurement point + the second distance measurement point) exceeds a predetermined value. Distance device.
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