JP2012047469A - Distance measuring apparatus and distance measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動物体に搭載されて光を照射することによって計測対象物までの距離を計測する距離計測装置及びその方法に関する。 The present invention relates to a distance measuring apparatus and a method for measuring a distance to a measurement object by being mounted on a moving object and irradiating light.
従来から計測対象物に光を照射し、それをカメラで撮像することによって計測対象物の3次元形状を計測する距離計測技術が開発されていた。 Conventionally, a distance measurement technique for measuring a three-dimensional shape of a measurement object by irradiating the measurement object with light and capturing the image with a camera has been developed.
このような距離計測技術では、ドットサイズや線の太さ、位置が異なる不規則な投光パターンを照射し、異なる位置に設置されたカメラで撮像した2つの画像間で同じ投光パターンをマッチング検索して三角測量によって距離を測定していた。 Such distance measurement technology irradiates irregular projection patterns with different dot sizes, line thicknesses and positions, and matches the same projection pattern between two images captured by cameras installed at different positions. The distance was measured by searching and triangulation.
このような3次元形状計測装置の一例として特許文献1が開示されており、この特許文献1では、乱数を用いて不規則な投光パターンを生成して投光器から照射し、投光パターンが照射された被写体を基準カメラ及び参照カメラで撮像していた。そして、基準カメラで撮像した画像と参照カメラで撮像した画像との間の対応付け処理を行い、対応付けされた各画像の視差を用いて距離画像を生成していた。 Patent Document 1 is disclosed as an example of such a three-dimensional shape measuring apparatus. In Patent Document 1, an irregular projection pattern is generated using a random number and irradiated from a projector, and the projection pattern is irradiated. The captured subject was imaged with a standard camera and a reference camera. And the correlation process between the image imaged with the reference | standard camera and the image imaged with the reference camera was performed, and the distance image was produced | generated using the parallax of each matched image.
しかしながら、上述した従来の技術では、乱数を用いて不規則な投光パターンを生成して投光器から照射していたので、ロボットや車両等の移動物体に搭載した場合には、移動物体の移動によって照射される投光パターンが計測対象物から外れてしまうことがあった。そうすると不規則な投光パターンは計測対象物と背景との間で分断されてしまうので、投光パターンの対応付けができなくなり、距離計測ができなくなってしまうという問題点があった。また、計測対象物が移動する場合でも同様に投光パターンが計測対象物に当たらなくなって距離計測ができなくなってしまうという問題点があった。 However, in the above-described conventional technology, an irregular projection pattern is generated using random numbers and irradiated from the projector, so when mounted on a moving object such as a robot or a vehicle, the movement of the moving object The projected light pattern to be irradiated sometimes deviates from the measurement object. Then, since the irregular projection pattern is divided between the measurement object and the background, there is a problem that the projection pattern cannot be associated and the distance cannot be measured. In addition, even when the measurement object moves, there is a problem that the distance measurement cannot be performed because the projection pattern does not hit the measurement object.
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、移動物体に搭載しても移動しながら途切れることなく正確に距離を計測することのできる距離計測装置及びその方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and provides a distance measuring apparatus and method capable of accurately measuring a distance without interruption while moving even when mounted on a moving object. For the purpose.
本発明に係る距離計測装置は、搭載された移動物体の移動方向に投光パターンを照射する投光部と、投光パターンが照射された方向の画像を撮像する撮像部と、撮像部で撮像された画像から計測対象物に照射された投光パターンのドットを抽出する照射光抽出部と、照射光抽出部で抽出された投光パターンの照射方位を算出する照射方位算出部と、照射方位と撮像部の撮像方向と投光部と撮像部との間の距離とを用いて幾何学的関係から計測対象物までの距離を計測する距離計測部とを備えており、照射される投光パターンが、移動物体の移動方向にある消失点から放射される直線上に複数のドットが配置された構成となっていることにより、上述した課題を解決する。 A distance measuring device according to the present invention is imaged by a light projecting unit that irradiates a light projection pattern in the moving direction of a mounted moving object, an image capturing unit that captures an image in the direction in which the light projecting pattern is irradiated, and an image capturing unit. An irradiation light extraction unit that extracts dots of the projection pattern irradiated to the measurement object from the captured image, an irradiation direction calculation unit that calculates an irradiation direction of the projection pattern extracted by the irradiation light extraction unit, and an irradiation direction And a distance measuring unit that measures the distance from the geometric relationship to the measurement object using the imaging direction of the imaging unit and the distance between the light projecting unit and the imaging unit, and the irradiated light projection Since the pattern has a configuration in which a plurality of dots are arranged on a straight line radiated from a vanishing point in the moving direction of the moving object, the above-described problem is solved.
本発明に係る距離計測装置及び距離計測方法によれば、消失点から放射される直線上に複数のドットを配置した投光パターンを照射することによって計測対象物までの距離を計測するので、ロボットや車両等の移動物体に搭載したとしても途切れることなく常に距離を計測することができる。 According to the distance measuring device and the distance measuring method according to the present invention, the distance to the measurement object is measured by irradiating the projection pattern in which a plurality of dots are arranged on the straight line radiated from the vanishing point. Even if it is mounted on a moving object such as a vehicle or a vehicle, the distance can always be measured without interruption.
以下、本発明を適用した第1及び第2実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, first and second embodiments to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
[距離計測装置の構成]
図1は本実施形態に係る距離計測装置の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
[Configuration of distance measuring device]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring apparatus according to this embodiment.
図1に示すように、本実施形態に係る距離計測装置1は、複数のドットが配置された投光パターンを照射する投光部2と、投光パターンが照射された方向の画像を撮像する撮像部3と、撮像部3で撮像された画像から計測対象物に照射された投光パターンのドットを抽出する照射光抽出部4と、照射光抽出部4で抽出された投光パターンの照射方位を算出する照射方位算出部5と、計測対象物までの距離を計測する距離計測部6とを備えている。
As shown in FIG. 1, the distance measuring apparatus 1 according to the present embodiment captures a light projecting unit 2 that irradiates a light projecting pattern in which a plurality of dots are arranged, and an image in a direction in which the light projecting pattern is irradiated. The imaging unit 3, the irradiation
ここで、本実施形態に係る距離計測装置1は、ロボットや車両等の移動物体に搭載されており、計測対象物に照射された投光パターンを撮像部3で撮像し、投光パターンが照射された照射方位と撮像部3の撮像方向と投光部2と撮像部3との間の距離とを用いて幾何学的関係から計測対象物までの距離を計測するものである。 Here, the distance measuring device 1 according to the present embodiment is mounted on a moving object such as a robot or a vehicle, and the light projection pattern irradiated to the measurement object is imaged by the imaging unit 3, and the light projection pattern is irradiated. The distance from the geometric relationship to the measurement object is measured using the irradiated direction, the imaging direction of the imaging unit 3, and the distance between the light projecting unit 2 and the imaging unit 3.
投光部2は、複数のドットが配置された投光パターンを生成する投光パターン生成部21と、投光パターンの照射/非照射を制御する投光パターン制御部22と、投光パターンを計測対象物へ照射する投光器23とを備えている。そして、照射される投光パターンは、移動物体の移動方向にある消失点から放射される直線上に複数のドットが配置された構成となっている。
The light projection unit 2 includes a light projection
投光パターン生成部21は、投光器23及び撮像部3の配置に基づいて予め作成された投光パターンをメモリ等の記憶装置から読み出して投光パターン制御部22へ送信している。
The projection
投光パターン制御部22は、投光パターンの照射/非照射を制御するための照射制御信号を出力して投光器23を制御している。
The light projecting
投光器23は、投光パターンを照射するための発光装置であり、投光パターンを移動物体の移動方向に照射している。
The
撮像部3は、移動物体の移動方向の画像を撮像するビデオカメラ等であり、投光パターンが照射される領域の画像を連続的に撮像している。 The imaging unit 3 is a video camera or the like that captures an image in the moving direction of a moving object, and continuously captures an image of a region irradiated with a light projection pattern.
照射光抽出部4は、投光パターン制御部22から出力される照射制御信号に基づいて、撮像部3で撮像された画像の画像輝度値が明るく変化している領域を投光パターンとして抽出する。
Based on the irradiation control signal output from the projection
照射方位算出部5は、照射光抽出部4で抽出された投光パターンのドットと投光パターン生成部21で生成された投光パターンとを比較して、計測対象物に照射された投光パターンのドットがどの方位に照射されたドットであるかを求めて照射方位を算出している。
The irradiation
距離計測部6は、計測対象物に照射された投光パターンの照射方位と撮像部3の撮像方向と投光器23と撮像部3との間の距離とを用いて幾何学的関係から三角測量で計測対象物までの距離を計測している。
The distance measurement unit 6 performs triangulation from a geometrical relationship using the irradiation direction of the projection pattern irradiated to the measurement object, the imaging direction of the imaging unit 3, and the distance between the
次に、図2を参照して本実施形態に係る距離計測装置1を構成する各部の配置を説明する。図2に示すように、本実施形態に係る距離計測装置1を移動物体の一例として車両に搭載した場合に、投光器23はドアミラーに組み込まれており、車両前方に向けて複数のドットで構成された投光パターンを照射している。撮像部3は投光器23の横に設置され、投光器23と一緒にドアミラーに組み込まれている。そして、撮像部3は、車両前方を連続的に撮像し、投光器23から照射された投光パターンによって照らされた領域を撮像する。演算ユニット25は車室内に配置され、以下で説明する距離計測処理等の処理を実施して投光パターンが照射された計測対象物までの距離を計測する。
Next, with reference to FIG. 2, the arrangement of each part constituting the distance measuring apparatus 1 according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, when the distance measuring device 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle as an example of a moving object, the
尚、図2では車両に搭載した場合を例として説明しているが、車両でなくてもロボット等でもよく、空間を移動する移動物体であれば、本実施形態に係る距離計測装置1を搭載することは可能である。 Note that FIG. 2 illustrates an example in which the vehicle is mounted on a vehicle. However, the distance measuring device 1 according to the present embodiment is mounted on any moving object that moves in space as long as it is not a vehicle but a robot or the like. It is possible to do.
[距離計測処理の手順]
次に、本実施形態に係る距離計測装置1による距離計測処理の手順を図3のフローチャートを参照して説明する。
[Distance measurement procedure]
Next, the procedure of distance measurement processing by the distance measurement apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
図3に示すように、ステップS101において、投光器23及び撮像部3の配置に合わせて予め作成された投光パターンをメモリ等の記憶装置から読み込んで生成する。
As shown in FIG. 3, in step S <b> 101, a projection pattern created in advance according to the arrangement of the
ここで、本実施形態の投光パターンを、図4を参照して説明する。図4に示すように、投光パターンは、移動物体の移動方向にある消失点から放射される複数の直線上に複数の特定用ドットが配置された構成となっており、図4では上下の三角模様(▼、▲)や四角模様(■)などのさまざまな形状の特定用ドットで構成されている。このように特定用ドットを消失点方向から放射される直線上に並べたことによって、車両が移動したとしても計測対象物にドット光が順次照射されることになる。 Here, the light projection pattern of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the light projection pattern has a configuration in which a plurality of specifying dots are arranged on a plurality of straight lines radiated from vanishing points in the moving direction of the moving object. It consists of specific dots of various shapes such as triangular patterns (▼, ▲) and square patterns (■). Thus, by arranging the specifying dots on a straight line radiated from the vanishing point direction, even if the vehicle moves, the dot light is sequentially irradiated onto the measurement object.
また、特定用ドットは、色や形状等を相違させて撮像部3で撮像したときにそれぞれ弁別可能な唯一のパターンとなっている。図4では、上下の三角模様(▼、▲)や四角模様(■)、丸模様(●)を始め、さまざまな形状の特定用ドットが配置されており、すべての特定用ドットがそれぞれ弁別可能な唯一のパターンとなっている。このようにすべての特定用ドットを弁別可能な唯一のパターンで構成したことにより、計測対象物に照射されたドット光がどの方位に照射されたドット光であるかを弁別し、撮像した画像から照射方位及び撮像方向を算出することができる。 Further, the specifying dots are the only patterns that can be discriminated when imaged by the imaging unit 3 with different colors and shapes. In Fig. 4, various specific dots are arranged, including upper and lower triangular patterns (▼, ▲), square patterns (■), and round patterns (●), and all the specific dots can be distinguished. This is the only pattern. In this way, by configuring all the dots for identification with a unique pattern that can be discriminated, it is possible to discriminate in which direction the dot light irradiated to the measurement object is irradiated, and from the captured image An irradiation direction and an imaging direction can be calculated.
次に、ステップS102では、ステップS101で生成された投光パターンを投光器23のランプを点灯させて移動物体の移動方向に向かって照射する。そして、投光パターンが照射されると、ステップS103において投光パターンが照射された状態の画像を撮像部3が撮像する。
Next, in step S102, the projection pattern generated in step S101 is irradiated in the moving direction of the moving object by turning on the lamp of the
次に、ステップS104において投光器23を消灯すると、ステップS105では投光パターンが照射されていない状態の画像を撮像部3が撮像する。こうして投光パターンが照射された画像と照射されていない画像が撮像されると、ステップS106において投光パターンが照射されたときの画像と投光パターンが照射されていないときの画像とを比較して各画素の差分を計算する。そして、ステップS107では、ステップS106で算出された差分に基づいて計測対象物に当たって反射した投光パターンの特定用ドットを抽出する。
Next, when the
ここで、上述した処理について、図5を参照して説明する。図5は、図4で示した投光パターンを車両から照射した場合に、特定用ドットが計測対象物に照射されている様子を説明するための図である。図5では、時刻T0から時刻T5までの間に移動する車両と計測対象物との間の相対的位置関係を示しており、時刻T0では投光パターンの最上段にある上三角模様(▲)が計測対象物に照射され、次に時刻T3では投光パターンの中段にある四角模様(■)が計測対象物に順次照射されている。そして、時刻T5では投光パターンの下段にある丸模様(●)が計測対象物に順次照射されている。これは、投光器23の車両取り付け位置と車両の動きにより、投光面上において計測対象物の動く方向が決まるためであり、特定用ドットを消失点から放射される直線上に並べたことにより、移動物体が移動することによって順次特定用ドットが計測対象物に照射されることになる。
Here, the processing described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining how the measurement target object is irradiated with the specifying dots when the projection pattern shown in FIG. 4 is irradiated from the vehicle. FIG. 5 shows the relative positional relationship between the vehicle moving from time T0 to time T5 and the measurement object. At time T0, the upper triangular pattern (▲) at the top of the projection pattern. Is irradiated to the measurement object, and then at time T3, the square pattern (■) in the middle of the projection pattern is sequentially irradiated to the measurement object. At time T5, a round pattern (●) in the lower stage of the light projection pattern is sequentially irradiated onto the measurement object. This is because the moving direction of the measurement object on the projection surface is determined by the vehicle mounting position of the
次に、ステップS108において、ステップS107で抽出された特定用ドットを弁別して特定用ドットの照射方位を算出する。各特定用ドットはそれぞれ異なる形状をしているので、容易に弁別して照射方位を算出することができる。このように撮像した画像から特定用ドットの照射方位を算出できるので、途切れのない距離計測が可能となる。 Next, in step S108, the identification dot extracted in step S107 is discriminated to calculate the irradiation direction of the identification dot. Since each specifying dot has a different shape, it is possible to easily distinguish and calculate the irradiation direction. Since the irradiation direction of the specifying dot can be calculated from the captured image in this way, distance measurement without interruption is possible.
こうして照射方位が算出されると、ステップS109では、撮像された画像位置から特定用ドットの撮像方向を算出し、この撮像方向とステップS108で算出した照射方位と、投光器23と撮像部3との間の幾何学的配置から三角測量によって距離を計測する。
When the irradiation direction is thus calculated, in step S109, the imaging direction of the specifying dot is calculated from the captured image position, and the imaging direction, the irradiation direction calculated in step S108, and the
具体的に説明すると、照射方位がθc、撮像方向がθp、撮像部3と投光器23との間の距離をdとして、撮像部3と投光器23との間を結ぶ直線Aに計測対象物から垂線Bを下ろす。そして、投光器23から垂線Bと直線Aとの接点までの距離をdc、撮像部3から垂線Bと直線Aとの接点までの距離をdpとすると、垂線Bの長さ、すなわち計測対象物までの距離Lは以下の式で表すことができる。
More specifically, assuming that the irradiation azimuth is θc, the imaging direction is θp, and the distance between the imaging unit 3 and the
d=dc+dp
dc=L・tanθc
dp=L・tanθp
したがって、この式を解くことによって、計測対象物までの距離Lを算出することができる。
d = dc + dp
dc = L · tan θc
dp = L · tanθp
Therefore, by solving this equation, the distance L to the measurement object can be calculated.
このようにして計測対象物までの距離が算出されると、本実施形態に係る距離計測装置1による距離計測処理は終了する。 When the distance to the measurement object is calculated in this way, the distance measurement process by the distance measurement apparatus 1 according to the present embodiment is completed.
[第1実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第1実施形態に係る距離計測装置によれば、消失点から放射される直線上に複数の特定用ドットを配置した投光パターンを照射することによって計測対象物までの距離を計測するので、本距離計測装置をロボットや車両等の移動物体に搭載しても計測対象物にドット光が順次照射され、途切れることなく常に距離を計測することができる。
[Effect of the first embodiment]
As described above in detail, according to the distance measuring apparatus according to the first embodiment to which the present invention is applied, the projection pattern in which a plurality of specifying dots are arranged on a straight line radiated from the vanishing point is irradiated. Since the distance to the measurement object is measured by this, even if this distance measurement device is mounted on a moving object such as a robot or a vehicle, the measurement object is sequentially irradiated with dot light, and the distance can always be measured without interruption. it can.
また、本距離計測装置によれば、特定用ドットがそれぞれ弁別可能な唯一のパターンで構成されているので、計測対象物に照射されたドット光を確実に弁別することが可能となり、正確に計測対象物までの距離を計測することができる。 In addition, according to the distance measuring device, because the dots for identification are configured with a unique pattern that can be distinguished from each other, it is possible to reliably discriminate the dot light irradiated to the measurement object, and to measure accurately. The distance to the object can be measured.
[第2の実施形態]
次に、本発明を適用した第2実施形態について図面を参照して説明する。尚、本実施形態に係る距離計測装置の構成は上述した第1実施形態と同様なので、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The configuration of the distance measuring apparatus according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above, and detailed description thereof is omitted.
[距離計測処理の手順]
本実施形態に係る距離計測装置による距離計測処理の手順を図6のフローチャートを参照して説明する。
[Distance measurement procedure]
The procedure of distance measurement processing by the distance measuring apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
図6に示すように、ステップS201において、投光器23及び撮像部3の配置に合わせて予め作成された投光パターンをメモリ等の記憶装置から読み込んで生成する。
As shown in FIG. 6, in step S <b> 201, a projection pattern created in advance according to the arrangement of the
ここで、本実施形態の投光パターンを、図7を参照して説明する。図7に示すように、本実施形態の投光パターンは、第1実施形態で説明した特定用ドットに加えて計測用ドットをさらに配置した構成となっている。 Here, the light projection pattern of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the light projection pattern of this embodiment has a configuration in which measurement dots are further arranged in addition to the specifying dots described in the first embodiment.
図7に示すように、計測用ドットは、特定用ドットのそれぞれに対して複数配置されており、消失点から放射される直線上に配置され、撮像部3で撮像される画像の単位画素の大きさを有している。例えば、図7では1つの特定用ドットTに対して計測用ドットS1〜S6の6個が配置されている。また、計測用ドットSは特定用ドットTの下方に少なくとも1つ配置され、特定用ドットTの幅Wは計測用ドットSが少なくとも2つ入る幅を有している。 As shown in FIG. 7, a plurality of measurement dots are arranged for each of the specifying dots, are arranged on a straight line radiated from the vanishing point, and are unit pixels of an image captured by the imaging unit 3. It has a size. For example, in FIG. 7, six measurement dots S1 to S6 are arranged for one identification dot T. In addition, at least one measurement dot S is arranged below the specification dot T, and the width W of the specification dot T has a width that allows at least two measurement dots S to enter.
次に、ステップS202では、ステップS201で生成された投光パターンを投光器23のランプを点灯させて移動物体の移動方向に向かって照射する。そして、投光パターンが照射されると、ステップS203において投光パターンが照射された状態の画像を撮像部3が撮像する。
Next, in step S202, the projection pattern generated in step S201 is irradiated in the moving direction of the moving object by turning on the lamp of the
次に、ステップS204において投光器23を消灯すると、ステップS205では投光パターンが照射されていない状態の画像を撮像部3が撮像する。こうして投光パターンが照射された画像と照射されていない画像が撮像されると、ステップS206において投光パターンが照射されたときの画像と投光パターンが照射されていないときの画像とを比較して各画素の差分を計算する。そして、ステップS207では、ステップS206で算出された差分に基づいて、計測対象物に当たって反射した投光パターンを抽出する。
Next, when the
次に、ステップS208では抽出された投光パターンを構成するドット光を大きさによって特定用ドットと計測用ドットとに弁別する。 Next, in step S208, the dot light constituting the extracted light projection pattern is discriminated into a specifying dot and a measurement dot according to the size.
ここで、上述した処理について、図8を参照して説明する。図8は、図7で示した投光パターンを車両から照射した場合に、投光パターンが計測対象物に照射されている様子を説明するための図である。図8では、時刻T0から時刻T2まで車両が移動した場合に、直立した計測対象物80に投光パターンが照射されている様子を示している。時刻T0では特定用ドットTと計測用ドットS1、S2が計測対象物80に照射されており、時刻T1では特定用ドットTの一部が計測対象物80から外れて計測用ドットS1〜S3が計測対象物80に順次照射されている。そして、時刻T2では特定用ドットTと計測用ドットS1が計測対象物80から外れて計測用ドットS2〜S4が計測対象物80に順次照射されている。
Here, the processing described above will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining a state in which the light projection pattern is irradiated on the measurement object when the light projection pattern shown in FIG. 7 is irradiated from the vehicle. In FIG. 8, when the vehicle moves from the time T0 to the time T2, a state where the light projection pattern is irradiated to the
上述したように、特定用ドットと計測用ドットが順次計測対象物に照射され、計測対象物で反射した特定用ドットと計測用ドットが弁別されると、ステップS209ではステップS208で弁別された特定用ドット及び計測用ドットについて、1フレーム前の特定用ドット及び計測用ドットとの同定処理を行う。 As described above, when the measurement dot is sequentially irradiated with the specifying dot and the measurement dot, and the specifying dot and the measurement dot reflected by the measurement target are discriminated, the identification discriminated in step S208 in step S209. For the dot for measurement and the dot for measurement, the identification process with the dot for specification and the dot for measurement one frame before is performed.
具体的に説明すると、抽出された特定用ドットが1フレーム前の画像のどの位置に撮像されていたかを特定して対応付けを行い、特定用ドットの推移を追跡する。このとき特定用ドットは弁別可能な唯一のパターンで形成されているので、1フレーム前の画像に撮像されている特定用ドットを特定することができる。そして、特定用ドットが特定されると、 次に特定用ドットからの順番によって計測用ドットのそれぞれを弁別して特定する。そして、ステップS208で弁別された計測用ドットが1フレーム前の画像のどの位置に撮像されていたかを特定して対応付けを行い、計測用ドットの推移を追跡する。 More specifically, the position of the extracted identification dot is identified and associated with the position in the image one frame before, and the transition of the identification dot is traced. At this time, since the specifying dots are formed in a unique pattern that can be discriminated, the specifying dots captured in the image one frame before can be specified. When the specifying dot is specified, each of the measurement dots is discriminated and specified according to the order from the specifying dot. Then, the position where the measurement dot discriminated in step S208 is imaged one frame before is identified and associated, and the transition of the measurement dot is traced.
次に、ステップS210において、ステップS209で対応付けられた計測用ドットの照射方位を算出して照射方位情報として保持する。このとき新たに観測された計測用ドットは消失点方向にある隣の計測用ドットあるいは上に存在する特定用ドットによって照射方位を特定して保持する。 Next, in step S210, the irradiation direction of the measurement dots associated in step S209 is calculated and held as irradiation direction information. At this time, the newly observed measurement dots specify and hold the irradiation azimuth by the adjacent measurement dots in the vanishing point direction or the specifying dots existing above.
こうして照射方位が算出されると、ステップS211では、撮像された画像位置から計測用ドットの撮像方向を算出し、この撮像方向とステップS210で算出した照射方位と、投光器23と撮像部3との間の幾何学的配置から三角測量によって距離を計測する。
When the irradiation direction is thus calculated, in step S211, the imaging direction of the measurement dot is calculated from the captured image position, and the imaging direction, the irradiation direction calculated in step S210, the
このようにして計測対象物までの距離が算出されると、本実施形態に係る距離計測装置による距離計測処理は終了する。 When the distance to the measurement object is calculated in this way, the distance measurement process by the distance measurement device according to the present embodiment is completed.
[第2実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第2実施形態に係る距離計測装置によれば、撮像部で撮像される画像の単位画素の大きさを有する計測用ドットをさらに含み、計測用ドットは特定用ドットのそれぞれに対して複数配置されているので、特定用ドットが計測対象物に分断して照射されるような場合でも、計測用ドットが計測対象物に必ず照射され、これによって途切れることなく常に距離を計測することができる。
[Effects of Second Embodiment]
As described above in detail, according to the distance measuring device according to the second embodiment to which the present invention is applied, the distance measuring device further includes a measurement dot having a size of a unit pixel of an image captured by the imaging unit, Since a plurality of dots are arranged for each of the specific dots, even when the specific dots are divided and irradiated on the measurement object, the measurement dots are always irradiated to the measurement object, The distance can always be measured without interruption.
また、本距離計測装置によれば、特定用ドットは計測用ドットが少なくとも2つ入る幅を有し、特定用ドットの下方に少なくとも1つ計測用ドットが配置されているので、特定用ドットの位置に基づいて特定用ドットの下方に配置された計測用ドットの位置を特定することができ、これによって正確に計測対象物までの距離を計測することができる。 Further, according to the distance measuring device, the specifying dot has a width in which at least two measuring dots are included, and at least one measuring dot is arranged below the specifying dot. Based on the position, the position of the measurement dot arranged below the specification dot can be specified, and thereby the distance to the measurement object can be accurately measured.
さらに、本距離計測装置によれば、ドットの大きさによって特定用ドットと計測用ドットとを弁別し、特定用ドットからの順番によって計測用ドットのそれぞれを弁別して各計測用ドットが照射された照射方位を算出するので、それぞれの計測用ドットの位置を特定することができ、これによって正確に計測対象物までの距離を計測することができる。 Furthermore, according to this distance measuring device, the dots for measurement and the dots for measurement are discriminated according to the size of the dots, and the dots for measurement are discriminated according to the order from the dots for specification, and each measurement dot is irradiated. Since the irradiation direction is calculated, the position of each measurement dot can be specified, and thereby the distance to the measurement object can be accurately measured.
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、この実施の形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and even if it is a form other than this embodiment, as long as it does not depart from the technical idea according to the present invention, the design and the like Of course, various modifications are possible.
1 距離計測装置
2 投光部
3 撮像部
4 照射光抽出部
5 照射方位算出部
6 距離計測部
21 投光パターン生成部
22 投光パターン制御部
23 投光器
25 演算ユニット
80 計測対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Distance measuring device 2 Light projection part 3
Claims (6)
前記移動物体の移動方向にある消失点から放射される直線上に複数のドットを配置した投光パターンを照射する投光手段と、
前記投光パターンが照射された方向の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像から前記計測対象物に照射された前記投光パターンのドットを抽出する照射光抽出手段と、
前記照射光抽出手段で抽出された前記投光パターンのドットから前記投光パターンのドットが照射された照射方位を算出する照射方位算出手段と、
前記照射方位と前記撮像手段の撮像方向と前記投光手段と前記撮像手段との間の距離とを用いて幾何学的関係から前記計測対象物までの距離を計測する距離計測手段と
を備えていることを特徴とする距離計測装置。 A distance measuring device that is mounted on a moving object and measures the distance to a measurement object,
Projection means for irradiating a projection pattern in which a plurality of dots are arranged on a straight line radiated from a vanishing point in the moving direction of the moving object;
Imaging means for capturing an image in the direction in which the projection pattern is irradiated;
Irradiation light extraction means for extracting the dots of the projection pattern irradiated on the measurement object from the image captured by the imaging means;
Irradiation azimuth calculating means for calculating the irradiation azimuth irradiated with the dots of the projection pattern from the dots of the projection pattern extracted by the irradiation light extraction means;
Distance measuring means for measuring the distance from the geometric relationship to the measurement object using the irradiation direction, the imaging direction of the imaging means, and the distance between the light projecting means and the imaging means. A distance measuring device characterized by being.
前記移動物体の移動方向にある消失点から放射される直線上に複数のドットを配置した投光パターンを、前記移動物体に設置された投光手段から照射する投光パターン照射ステップと、
前記投光パターンが照射された方向の画像を前記移動物体に設置された撮像手段から撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像された画像から前記計測対象物に照射された前記投光パターンのドットを抽出する照射光抽出ステップと、
前記照射光抽出ステップで抽出された前記投光パターンのドットから前記投光パターンのドットが照射された照射方位を算出する照射方位算出ステップと、
前記照射方位と前記撮像手段の撮像方向と前記投光手段と前記撮像手段との間の距離とを用いて幾何学的関係から前記計測対象物までの距離を計測する距離計測ステップと
を含むことを特徴とする距離計測方法。 A distance measurement method for measuring a distance between a moving object and a measurement object,
A projection pattern irradiation step of irradiating a projection pattern in which a plurality of dots are arranged on a straight line radiated from a vanishing point in the moving direction of the moving object from a projection unit installed on the moving object;
An imaging step of imaging an image in a direction irradiated with the projection pattern from an imaging means installed on the moving object;
An irradiation light extraction step for extracting dots of the projection pattern irradiated on the measurement object from the image captured in the imaging step;
An irradiation azimuth calculating step for calculating an irradiation azimuth irradiated with the dots of the projection pattern from the dots of the projection pattern extracted in the irradiation light extraction step;
A distance measuring step of measuring a distance from the geometric relationship to the measurement object using the irradiation direction, the imaging direction of the imaging means, and the distance between the light projecting means and the imaging means. A distance measurement method characterized by
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