JP3532644B2 - Distance measuring device - Google Patents
Distance measuring deviceInfo
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- JP3532644B2 JP3532644B2 JP01716295A JP1716295A JP3532644B2 JP 3532644 B2 JP3532644 B2 JP 3532644B2 JP 01716295 A JP01716295 A JP 01716295A JP 1716295 A JP1716295 A JP 1716295A JP 3532644 B2 JP3532644 B2 JP 3532644B2
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤカメラで撮影し
た被写体面上の任意の二点間の長さを、その二点の画面
上のＸ−Ｙ座標と画面上の基準長に基づいて算出すると
共に、被写体までの距離を測定する測距測長装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention determines the length between arbitrary two points on a subject surface photographed by a CCD camera based on the X-Y coordinates on the screen and the reference length on the screen. The present invention relates to a distance measuring and measuring apparatus that calculates and measures a distance to a subject.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、ＣＣＤカメラにより撮影した被
写体面上の任意の２点間の長さを測定する場合に、被写
体面までの距離が一定であれば、画面上の基準長さが変
わることはないので、画面上の二点間の距離を算出し、
これを予め設定された画面上の基準長さと比較すること
により、その実寸を容易に算出することができる。ま
た、工作機械のようにワークの大きさや取り付け高さが
予め決まっている場合も、ワークを固定したテーブルを
移動させてワークの表面を一定の高さに位置させれば、
例えば工作機械に取り付けられたカメラからワーク表面
までの距離が一定に維持されるので、前述と同様にその
実寸を容易に測定することができる。2. Description of the Related Art For example, when measuring the length between arbitrary two points on a subject surface photographed by a CCD camera, if the distance to the subject surface is constant, the reference length on the screen may change. There is not, so calculate the distance between two points on the screen,
The actual size can be easily calculated by comparing this with a preset reference length on the screen. Also, even if the size and mounting height of the work are predetermined, such as in a machine tool, by moving the table on which the work is fixed and positioning the surface of the work at a certain height,
For example, since the distance from the camera attached to the machine tool to the surface of the work is kept constant, the actual size can be easily measured as described above.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、望遠レンズ等を利用して遠くの被写体を撮影し、そ
の被写体の大きさや、被写体面上の任意の二点間の長さ
を測定しようとする場合には、撮影する被写体までの距
離が不明であることが多く、また、異なる被写体を撮影
するときはその度に距離が変わるので、被写体を画面上
に映し出してもその画面情報から実寸を測定することが
できないという問題があった。そこで、本発明は、被写
体までの距離が不明である場合でも、その被写体を画面
上に映し出してその画面情報から実寸を測定でき、ま
た、被写体までの距離を測定できるようにすることを技
術的課題としている。However, for example, an attempt is made to photograph a distant subject using a telephoto lens or the like, and measure the size of the subject and the length between any two points on the subject surface. In many cases, the distance to the subject to be photographed is unknown, and when shooting different subjects, the distance changes each time, so even if the subject is displayed on the screen, the actual size can be measured from the screen information. There was a problem that I could not do it. Therefore, the present invention is technically capable of displaying the subject on the screen and measuring the actual size from the screen information even when the distance to the subject is unknown, and also capable of measuring the distance to the subject. It is an issue.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１の発明は、ＣＣＤカメラで撮影した被写体
面上の任意の二点間の長さを、その二点の画面上のＸ−
Ｙ座標と画面上の基準長に基づいて算出すると共に、被
写体までの距離を測定する測距測長装置において、前記
ＣＣＤカメラに一体的に取り付けられて少なくとも一方
が当該ＣＣＤカメラのレンズの光軸と平行でない二本の
レーザビームを被写体に照射するレーザ光源と、ＣＣＤ
カメラで撮影した画面上に形成される前記レーザビーム
の二つのレーザスポットのＸ−Ｙ座標位置を検出するス
ポット位置検出手段と、二つのレーザスポット及び光軸
のＸ−Ｙ座標位置に基づいてこれらの相対位置を算出す
る相対位置算出手段と、各スポット及び光軸の相対位置
に基づいて被写体までの距離を検出する距離検出手段
と、前記二本のレーザビーム及び光軸のうち平行でない
二本のレーザビームのなす角度又は一方のレーザビーム
と光軸のなす角度と前記距離検出手段により検出された
被写体までの距離に基づいて画面上の基準長を算出する
基準長設定手段とを備えたことを特徴としている。In order to solve this problem, the invention according to claim 1 defines the length between two arbitrary points on the object surface photographed by a CCD camera as the two points on the screen. X-
In a distance measuring device that calculates a distance based on a Y coordinate and a reference length on a screen, and measures the distance to a subject, at least one of the optical axes of the lenses of the CCD camera is integrally attached to the CCD camera. Laser light source that irradiates the subject with two laser beams that are not parallel to
Spot position detecting means for detecting the XY coordinate positions of the two laser spots of the laser beam formed on the screen imaged by the camera, and these based on the XY coordinate positions of the two laser spots and the optical axis. Relative position calculating means for calculating the relative position, distance detecting means for detecting the distance to the subject based on the relative position of each spot and the optical axis, two of the two laser beams and the optical axis are not parallel A reference length setting means for calculating a reference length on the screen based on the angle formed by the laser beam or the angle formed by one laser beam and the optical axis and the distance to the subject detected by the distance detection means. Is characterized by.
【０００５】請求項２の発明は、ＣＣＤカメラに一体的
に取り付けられて少なくとも一本が他の二本に対して平
行でない三本のレーザビームを被写体に照射するレーザ
光源と、ＣＣＤカメラで撮影した画面上に形成される前
記レーザビームの三つのレーザスポットのＸ−Ｙ座標位
置を検出するスポット位置検出手段と、三つのレーザス
ポットのＸ−Ｙ座標位置に基づいてこれらの相対位置を
算出する相対位置算出手段と、各スポットの相対位置に
基づいて被写体までの距離を検出する距離検出手段と、
前記三本のレーザビームのうち平行でない二本のレーザ
ビームのなす角度と前記距離検出手段により検出された
被写体までの距離に基づいて画面上の基準長を算出する
基準長設定手段とを備えたことを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, a laser light source that is integrally attached to a CCD camera and irradiates a subject with three laser beams, at least one of which is not parallel to the other two, and a CCD camera is used for photographing. Spot position detection means for detecting the XY coordinate positions of the three laser spots of the laser beam formed on the screen, and the relative positions of these are calculated based on the XY coordinate positions of the three laser spots. Relative position calculation means, distance detection means for detecting the distance to the subject based on the relative position of each spot,
A reference length setting means for calculating a reference length on the screen based on an angle formed by two laser beams which are not parallel among the three laser beams and a distance to the object detected by the distance detection means. It is characterized by that.
【０００６】請求項３の発明は、ＣＣＤカメラのレンズ
のフォーカスリングに一体的に取り付けられて互いに平
行でない二本のレーザビームを被写体に照射するレーザ
光源と、ＣＣＤカメラで撮影した画面上に形成される前
記レーザビームの二つのレーザスポットのＸ−Ｙ座標位
置を検出するスポット位置検出手段と、各スポットのＸ
−Ｙ座標位置に基づいてフォーカスリングの回転角を算
出する回転角算出手段と、検出された回転角に基づいて
被写体までの距離を検出する距離検出手段と、二つのレ
ーザビーム間の照射角度と前記距離検出手段により検出
された被写体までの距離に基づいて画面上の基準長を算
出する基準長設定手段とを備えたことを特徴としてい
る。According to a third aspect of the present invention, a laser light source that is integrally attached to a focus ring of a lens of a CCD camera to irradiate a subject with two laser beams that are not parallel to each other, and a laser light source that is formed on a screen imaged by the CCD camera are formed. Position detecting means for detecting the XY coordinate positions of the two laser spots of the laser beam, and the X of each spot.
A rotation angle calculation means for calculating the rotation angle of the focus ring based on the Y coordinate position, a distance detection means for detecting the distance to the subject based on the detected rotation angle, and an irradiation angle between the two laser beams. And a reference length setting means for calculating a reference length on the screen based on the distance to the subject detected by the distance detecting means.
【０００７】[0007]
【作用】請求項１の発明によれば、少なくとも一方がＣ
ＣＤカメラの光軸に対して平行でない二本のレーザビー
ムが被写体に照射されるので、ＣＣＤカメラで撮影され
た二つのレーザスポットの位置及び光軸位置の相対位置
は、被写体までの距離に応じて変化し、これらの相対位
置に基づいて被写体までの距離が検出される。また、平
行でない二本のレーザビームのなす角度又は一方のレー
ザビームと光軸の間の照射角度は設計値により定められ
ているので、当該角度と被写体までの距離に基づいて画
面上の基準長が算出され、これに基づいて、画面に映し
出された被写体面上の任意の二点間の長さを正確に測定
できる。According to the invention of claim 1, at least one of them is C
Since the subject is irradiated with two laser beams that are not parallel to the optical axis of the CD camera, the relative positions of the two laser spots photographed by the CCD camera and the optical axis position depend on the distance to the subject. The distance to the subject is detected based on these relative positions. Also, the angle formed by two laser beams that are not parallel or the irradiation angle between one laser beam and the optical axis is determined by the design value, so the reference length on the screen is based on the angle and the distance to the subject. Is calculated, and based on this, the length between any two points on the subject plane displayed on the screen can be accurately measured.
【０００８】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の光軸に替えてもう一つ他のレーザビームを照射するよ
うにしたもので、この場合は、三つのレーザスポットの
相対位置に基づいて被写体までの距離が検出され、前記
三本のレーザビームのうち平行でない二本のビームの間
の照射角度と前記距離検出手段により検出された被写体
までの距離に基づいて画面上の基準長が算出される。According to the invention of claim 2, another laser beam is irradiated instead of the optical axis of the invention of claim 1, and in this case, the relative positions of the three laser spots. The distance to the object is detected based on, and the reference on the screen based on the irradiation angle between two non-parallel beams of the three laser beams and the distance to the object detected by the distance detecting means. The length is calculated.
【０００９】請求項３の発明によれば、平行でない二本
のレーザビームを同一面内に沿って被写体に照射する二
つのレーザ光源が夫々前記ＣＣＤカメラのレンズのフォ
ーカスリングに一体的に取り付けられており、ピントを
合わせるためにフォーカスリングを回転させると、二つ
のレーザスポットを結ぶ線分が傾くので、これに基づい
て被写体までの距離が検出される。そして、二つのレー
ザスポットの画面上の間隔、各レーザビームのなす角度
及び被写体までの距離に基づいて画面上の基準長が算出
される。According to the third aspect of the present invention, two laser light sources for irradiating the subject with two non-parallel laser beams along the same plane are integrally attached to the focus ring of the lens of the CCD camera. Therefore, when the focus ring is rotated for focusing, the line segment connecting the two laser spots is tilted, and the distance to the subject is detected based on this. Then, the reference length on the screen is calculated based on the distance between the two laser spots on the screen, the angle formed by each laser beam, and the distance to the subject.
【００１０】なお、請求項１及び２の発明は相対位置に
基づいて距離を検出するものであり、請求項３の発明は
フォーカスリングの傾きに基づいて距離を検出するもの
であるから、ＣＣＤカメラにズームレンズが装着されて
レンズの倍率が変更される場合であっても、倍率の変更
にかかわらず、基準長を正確に求めることができる。Since the first and second aspects of the invention detect the distance based on the relative position, and the third aspect of the invention detects the distance based on the tilt of the focus ring, the CCD camera. Even when the zoom lens is attached to the lens and the magnification of the lens is changed, the reference length can be accurately obtained regardless of the change of the magnification.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
具体的に説明する。図１は本発明に係る測距測長装置を
示す説明図、図２はその画像を示す説明図、図３はその
基準長設定原理を示す説明図、図４は本発明に係る他の
測距測長装置を示す説明図、図５はその画像を示す説明
図、図６はその基準長設定原理を示す説明図、図７は本
発明に係る他の測距測長装置を示す説明図、図８はその
画像を示す説明図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on the embodiments shown in the drawings. 1 is an explanatory view showing a distance measuring and measuring device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing an image thereof, FIG. 3 is an explanatory view showing a reference length setting principle, and FIG. 4 is another measuring device according to the present invention. 5 is an explanatory view showing a distance measuring device, FIG. 5 is an explanatory view showing an image thereof, FIG. 6 is an explanatory view showing a reference length setting principle thereof, and FIG. 7 is an explanatory view showing another distance measuring device according to the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the image.
【００１２】本例の測長装置は、ＣＣＤカメラ２に、少
なくとも一方が当該ＣＣＤカメラ２のレンズ３の光軸Ａ
Ｘと平行でない二本のレーザビームＬＢ２、ＬＢ３を被
写体に照射するレーザ光源１１、１２が取り付けられて
いる。そしてＣＣＤカメラ２に接続された演算装置１３
は、当該ＣＣＤカメラ２で撮影した画面上に形成される
前記レーザビームＬＢ２、ＬＢ３の二つのレーザスポッ
トＬＳ２、ＬＳ３のＸ−Ｙ座標位置を検出するスポット
位置検出手段１４と、二つのレーザスポットＬＳ２、Ｌ
Ｓ３及び光軸ＡＸのＸ−Ｙ座標位置に基づいてこれらの
相対位置を算出する相対位置算出手段１５と、算出され
た相対位置に基づいて被写体までの距離Ｌを検出する距
離検出手段１６と、前記二本のレーザビームＬＢ２、Ｌ
Ｂ３及び光軸ＡＸのうち平行でない二本のビームのなす
角度又は一方のビームと光軸のなす角度と前記距離検出
手段１６により検出された被写体までの距離Ｌに基づい
て画面上の基準長ｄ０を算出する基準長設定手段１７
と、測長しようとする画面上の任意の２点を設定する測
長対象設定手段９と、設定された２点のＸ−Ｙ座標と基
準長ｄ０に基づいて前記２点間の実寸を算出する実寸算
出手段１０を備えている。In the length measuring apparatus of this embodiment, at least one of the CCD cameras 2 has an optical axis A of the lens 3 of the CCD camera 2.
Laser light sources 11 and 12 for irradiating a subject with two laser beams LB 2 and LB 3 that are not parallel to X are attached. The arithmetic unit 13 connected to the CCD camera 2
Is a spot position detection means 14 for detecting the XY coordinate positions of the two laser spots LS 2 and LS 3 of the laser beams LB 2 and LB 3 formed on the screen imaged by the CCD camera 2. Two laser spots LS 2 , L
Relative position calculating means 15 for calculating their relative positions on the basis of an X-Y coordinate position of the S 3 and the optical axis AX, a distance detecting means 16 for detecting the distance L to the object based on the calculated relative position , The two laser beams LB 2 , L
A reference length on the screen based on the angle formed by two non-parallel beams of B 3 and the optical axis AX or the angle formed by one beam and the optical axis and the distance L to the object detected by the distance detection means 16. Reference length setting means 17 for calculating d 0
Then, the length measurement target setting means 9 for setting any two points on the screen to be measured, and the actual size between the two points based on the XY coordinates of the set two points and the reference length d 0. The actual size calculation means 10 for calculating is provided.
【００１３】これによれば、レーザ光源１１，１２から
照射されるレーザビームＬＢ２、ＬＢ３は少なくともい
ずれか一方が光軸ＡＸと非平行に照射され、各レーザビ
ームＬＢ２、ＬＢ３及び光軸ＡＸがすべて平行になるこ
とはない。したがって、図２（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、被写体面Ｓ１〜Ｓ３に形成されるレーザスポットＬ
Ｓ２、ＬＳ３及び光軸ＡＸの相対位置が被写体までの距
離に応じて変化し、レーザスポットＬＳ２、ＬＳ３及び
光軸ＡＸの相対位置に応じた被写体までの距離を予め測
定しておけば、相対位置から被写体までの距離を求める
ことができる。According to this, at least one of the laser beams LB 2 and LB 3 emitted from the laser light sources 11 and 12 is emitted non-parallel to the optical axis AX, and the laser beams LB 2 and LB 3 and the light beams are emitted. The axes AX are not all parallel. Therefore, as shown in FIGS. 2A to 2C, the laser spots L formed on the subject surfaces S 1 to S 3.
The relative positions of S 2 , LS 3 and the optical axis AX change according to the distance to the subject, and the distances to the subject according to the relative positions of the laser spots LS 2 , LS 3 and the optical axis AX should be measured in advance. For example, the distance from the relative position to the subject can be obtained.
【００１４】例えば、スポット位置検出手段１４により
検出された二つのレーザスポットＬＳ２、ＬＳ３のＸ−
Ｙ座標位置がＬＳ２（ｘ２、ｙ２）、ＬＳ３（ｘ３、ｙ
３）であり、光軸ＡＸのＸ−Ｙ座標位置がＡＸ（０、
０）である場合に、これらの相対位置を光軸ＡＸから各
レーザスポットＬＳ２、ＬＳ３までのＸ座標の比ｍ：ｎ
で表すと、相対位置は相対位置算出手段１５により、
ｍ：ｎ＝ｘ３：ｘ２
で表される。For example, the X- of the two laser spots LS 2 and LS 3 detected by the spot position detecting means 14
The Y coordinate position is LS 2 (x 2 , y 2 ), LS 3 (x 3 , y
3 ), and the XY coordinate position of the optical axis AX is AX (0,
0), the relative position of these relative positions is m: n from the optical axis AX to the laser spots LS 2 and LS 3.
The relative position is expressed by m: n = x 3 : x 2 by the relative position calculating means 15.
【００１５】そして、相対位置と被写体までの距離Ｌの
関係を距離検出手段１６に予め記憶しておけば、相対位
置から距離Ｌを求めることができる。この相対位置は距
離のみに依存するので、例えばＣＣＤカメラ２のレンズ
３にズームレンズを使用した場合であっても、その倍率
変化に影響されず、正確に被写体までの距離Ｌを求める
ことができる。If the relationship between the relative position and the distance L to the object is stored in advance in the distance detecting means 16, the distance L can be obtained from the relative position. Since this relative position depends only on the distance, even if a zoom lens is used as the lens 3 of the CCD camera 2, for example, the distance L to the subject can be accurately obtained without being affected by the change in magnification. .
【００１６】次いで、距離Ｌが求まると、今度は、基準
長設定手段１７により画面上の基準長を設定する。この
とき、例えば光軸ＡＸと一方のレーザビームＬＢ２が平
行でない場合、その角度θ及び交点までの距離Ｌ０が予
め設計値として既知であれば、光軸ＡＸとレーザスポッ
トＬＳ２との間の画面上の長さｄｘは、
ｄｘ＝（ｘ２ ２＋ｙ２ ２）１／２
であり、実寸ｈは、図３に示すように、
ｈ＝（Ｌ−Ｌ０）ｔａｎθ
で算出されるので、これより基準長ｄ０は、
ｄ０＝ｄｘ／ｈ
で算出される。Next, when the distance L is obtained, this time, the reference length setting means 17 sets the reference length on the screen. At this time, for example, when the optical axis AX and one of the laser beams LB 2 are not parallel to each other, if the angle θ and the distance L 0 to the intersection are known as design values in advance, the distance between the optical axis AX and the laser spot LS 2 is reduced. Since the length dx on the screen is dx = (x 2 2 + y 2 2 ) 1/2 and the actual size h is calculated by h = (L−L 0 ) tan θ, as shown in FIG. From this, the reference length d 0 is calculated as d 0 = dx / h.
【００１７】したがって、基準長ｄ０として設定すれ
ば、測長対象設定手段９により設定した画面上の任意の
２点のＸ−Ｙ座標と、前記基準長設定手段１７により設
定した基準長ｄ０に基づいて、実寸算出手段１０により
前記２点間の長さを正確に測定することができる。Therefore, if the reference length d 0 is set, the XY coordinates of two arbitrary points on the screen set by the length measurement target setting means 9 and the reference length d 0 set by the reference length setting means 17 are set. Based on the above, the actual size calculating means 10 can accurately measure the length between the two points.
【００１８】そして、被写体面上の任意の２点間の長さ
を測定しようとする場合、まず、測長対象設定手段９に
より測定しようとする被写体面上の２点を設定する。こ
れも、例えばマウスにより測定しようとする点にマーク
を合わせた状態で、マウスのボタンをクリックし、これ
を繰り返して２回行うことにより測長しようとする２点
Ｐ０、Ｐ１を設定する。When the length between any two points on the subject surface is to be measured, first, the length measurement target setting means 9 sets two points on the subject surface to be measured. Also for this, for example, with the mark on the point to be measured with the mouse, click the mouse button and repeat this twice to set the two points P 0 and P 1 to be measured. .
【００１９】次いで、実寸算出手段１０では、前記測長
対象設定手段９により設定された２点のＸ−Ｙ座標に基
づいて、その画面上の距離を求め、設定された基準長ｄ
０に基づいて前記２点間の実寸を算出する。例えば、測
長しようとする２点Ｐ０、Ｐ１のＸ−Ｙ座標をＰ０（ｘ
０、ｙ０）、Ｐ１（ｘ１、ｙ１）とすると、その画面上
の距離ｄは、
ｄ＝｛（ｘ１−ｘ０)２＋（ｙ１−ｙ０)２｝１／２
で算出され、基準長をｄ０とすれば、実寸Ｄは、
Ｄ＝ｄ／ｄ０
で算出される。Next, the actual size calculating means 10 finds the distance on the screen based on the XY coordinates of the two points set by the length measuring object setting means 9, and sets the set reference length d.
Based on 0 , the actual size between the two points is calculated. For example, the XY coordinates of two points P 0 and P 1 to be measured are P 0 (x
0 , y 0 ) and P 1 (x 1 , y 1 ), the distance d on the screen is d = {(x 1 −x 0 ) 2 + (y 1 −y 0 ) 2 } 1/2 And the reference length is d 0 , the actual size D is calculated as D = d / d 0 .
【００２０】図４は本発明に係るさらに他の測距測長装
置を示す説明図、図５はその画像を示す説明図であっ
て、図１と共通する部分については同一符号を付して詳
細説明は省略する。本例の場合、ＣＣＤカメラ２には、
少なくとも一本が他の二本に対して平行でない三本のレ
ーザビームＬＢ４、ＬＢ５、ＬＢ６を被写体に照射する
レーザ光源２１、２２、２３が取り付けられている。FIG. 4 is an explanatory view showing still another distance measuring and length measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is an explanatory view showing an image thereof. The same parts as in FIG. Detailed description is omitted. In this example, the CCD camera 2 has
Laser light sources 21, 22 and 23 for irradiating a subject with three laser beams LB 4 , LB 5 and LB 6 at least one of which is not parallel to the other two are attached.
【００２１】ＣＣＤカメラ２に接続された演算装置２４
は、当該ＣＣＤカメラ２で撮影した画面上に形成される
前記レーザビームＬＢ４〜ＬＢ６の三つのレーザスポッ
トＬＳ４〜ＬＳ６のＸ−Ｙ座標位置を検出するスポット
位置検出手段２５と、三つのレーザスポットＬＳ４〜Ｌ
Ｓ６のＸ−Ｙ座標位置に基づいてこれらの相対位置を算
出する相対位置算出手段２６と、各スポットＬＳ４〜Ｌ
Ｓ６の相対位置に基づいて被写体までの距離を検出する
距離検出手段２７と、前記三本のレーザビームＬＢ４〜
ＬＢ６のうち平行でない二本のビーム（例えばＬＢ４及
びＬＢ６）のなす角度と前記距離検出手段２７により検
出された被写体までの距離に基づいて画面上の基準長を
算出する基準長設定手段２８とを備えている。Arithmetic device 24 connected to CCD camera 2
It includes a spot position detection means 25 for detecting the X-Y coordinate position of the three laser spot LS 4 ~LS 6 of the laser beam LB 4 ~LB 6 formed on the screen taken in the CCD camera 2, the three Two laser spots LS 4 to L
Relative position calculating means 26 for calculating their relative positions on the basis of an X-Y coordinate position of S 6, each spot LS 4 ~L
Distance detecting means 27 for detecting the distance to the subject based on the relative position of S 6 , and the three laser beams LB 4 to LB 4 .
Reference length setting means for calculating a reference length of the screen based on the distance to the subject detected angle and by the distance detecting means 27 of the two beams are not parallel (e.g., LB 4 and LB 6) of LB 6 And 28.
【００２２】これによれば、レーザビームＬＢ４〜ＬＢ
６は少なくともいずれか一本が他の二本と非平行に照射
されるので、各レーザビームＬＢ４〜ＬＢ６がすべて平
行になることはない。したがって、図５（ａ）〜（ｃ）
に示すように、被写体面Ｓ１〜Ｓ３に形成されるレーザ
スポットＬＳ４〜ＬＳ６の相対位置が被写体までの距離
に応じて変化し、レーザスポットＬＳ４〜ＬＳ６の相対
位置に応じた被写体までの距離を予め測定しておけば、
ＣＣＤカメラ２で撮影した各レーザスポットＬＳ４〜Ｌ
Ｓ６の相対位置に基づいて、被写体までの距離を求める
ことができる。According to this, the laser beams LB 4 to LB
Since at least one of the laser beams 6 is irradiated non-parallel to the other two laser beams, the laser beams LB 4 to LB 6 are not all parallel. Therefore, FIGS. 5 (a) to 5 (c)
As shown, the relative position of the laser spot LS 4 ~LS 6 formed on the object surface S 1 to S 3 are changed according to the distance to the subject, corresponding to the relative position of the laser spot LS 4 ~LS 6 If you measure the distance to the subject in advance,
Each laser spot LS 4 to L taken by the CCD camera 2
The distance to the subject can be obtained based on the relative position of S 6 .
【００２３】例えば、スポット位置検出手段２５で検出
された各レーザスポットＬＳ４〜ＬＳ６の座標がＬＳ４
（ｘ４、ｙ４）、ＬＳ５（ｘ５、ｙ５）、ＬＳ
６（ｘ６、ｙ６）である場合に、これらの相対位置をレ
ーザスポットＬＳ４から他の各レーザスポットＬＳ５、
ＬＳ６までのＸ座標の比ｍ：ｎで表すと、相対位置は相
対位置算出手段１５により、
ｍ：ｎ＝（ｘ６−ｘ４）：（ｘ５−ｘ４）
で表される。そして、この相対位置と被写体までの距離
Ｌの関係を距離検出手段２７に予め記憶しておけば、相
対位置から距離Ｌを求めることができる。この場合も、
相対位置は距離のみに依存するので、例えばＣＣＤカメ
ラ２のレンズにズームレンズを使用した場合であっても
正確に被写体までの距離Ｌを求めることができる。For example, the coordinates of the laser spots LS 4 to LS 6 detected by the spot position detecting means 25 are LS 4
(X 4 , y 4 ), LS 5 (x 5 , y 5 ), LS
6 (x 6 , y 6 ), the relative positions of these laser spots are changed from the laser spot LS 4 to the other laser spots LS 5 ,
When expressed by the ratio m: n of X coordinates up to LS 6 , the relative position is expressed by the relative position calculation means 15 as m: n = (x 6 −x 4 ) :( x 5 −x 4 ). If the relationship between the relative position and the distance L to the subject is stored in the distance detecting means 27 in advance, the distance L can be calculated from the relative position. Also in this case,
Since the relative position depends only on the distance, the distance L to the subject can be accurately obtained even when a zoom lens is used as the lens of the CCD camera 2, for example.
【００２４】次いで、距離Ｌが求まると、基準長設定手
段２８により画面上の基準長を設定する。このとき、レ
ーザスポットＬＳ４及びＬＳ５の間の画面上の長さｄｘ
は、
ｄｘ＝｛（ｘ５ −ｘ４)２＋（ｙ５−ｙ４)２｝１／２
であり、レーザビームＬＢ４とレーザビームＬＢ５ が
図６に示すように画面に直交する軸に対してθの角度で
等角的に照射されている場合、実寸ｈは、
ｈ＝２Ｌｔａｎθ
で算出されるので、これより基準長ｄ０は、
ｄ０＝ｄｘ／ｈ
で算出される。したがって、これを基準長として設定す
れば、測長対象設定手段９により設定した画面上の任意
の２点のＸ−Ｙ座標と、前記基準長設定手段２８により
設定した基準長ｄ０に基づいて、実寸算出手段１０によ
り前記２点間の長さを正確に測定することができる。Next, when the distance L is obtained, the reference length setting means 28 sets the reference length on the screen. At this time, the length dx on the screen between the laser spots LS 4 and LS 5
Is, dx = {(x 5 -x 4) 2 + (y 5 -y 4) 2} 1/2, the axis of the laser beam LB 4 and the laser beam LB 5 is perpendicular to the screen as shown in FIG. 6 When the irradiation is performed at an angle θ with respect to, the actual size h is calculated by h = 2Ltan θ, and thus the reference length d 0 is calculated by d 0 = dx / h. Therefore, if this is set as the reference length, based on the XY coordinates of any two points on the screen set by the length measurement target setting means 9 and the reference length d 0 set by the reference length setting means 28. The actual size calculating means 10 can accurately measure the length between the two points.
【００２５】図７は本発明に係るさらに他の測距測長装
置を示す説明図、図８はその画像を示す説明図であっ
て、本例によれば、平行でない二本のレーザビームＬＢ
１０、ＬＢ１１を被写体に照射するレーザ光源５１、５
２が、ＣＣＤカメラ２のレンズのフォーカスリング５３
に一体的に取り付けられている。そして、ＣＣＤカメラ
２に接続された演算装置５４は、ＣＣＤカメラ２で撮影
した画面上に形成される前記レーザビームＬＢ１０、Ｌ
Ｂ１１の二つのレーザスポットＬＳ１０、ＬＳ１１のＸ
−Ｙ座標位置を検出するスポット位置検出手段５５と、
各スポットＬＳ１０、ＬＳ１１のＸ−Ｙ座標位置に基づ
いてフォーカスリング５３の回転角αを算出する回転角
算出手段５６と、検出された回転角αに基づいて被写体
までの距離を検出する距離検出手段５７と、二つのレー
ザビーム間の照射角度θと前記距離検出手段５７により
検出された被写体までの距離に基づいて画面上の基準長
ｄ０を算出する基準長設定手段５８とを備えている。FIG. 7 is an explanatory view showing still another distance measuring and length-measuring device according to the present invention, and FIG. 8 is an explanatory view showing an image thereof. According to this example, two laser beams LB which are not parallel to each other are used.
Laser light sources 51, 5 for irradiating the subject with 10 and LB 11.
2 is a focus ring 53 of the lens of the CCD camera 2.
Is integrally attached to. Then, the arithmetic unit 54 connected to the CCD camera 2 uses the laser beams LB 10 and L 10 formed on the screen photographed by the CCD camera 2.
Two laser spots of B 11 LS 10 and X of LS 11
-Spot position detecting means 55 for detecting the Y coordinate position,
A rotation angle calculation unit 56 that calculates the rotation angle α of the focus ring 53 based on the XY coordinate positions of the spots LS 10 and LS 11 , and a distance that detects the distance to the subject based on the detected rotation angle α. The detection means 57 and the reference length setting means 58 for calculating the reference length d 0 on the screen based on the irradiation angle θ between the two laser beams and the distance to the object detected by the distance detection means 57 are provided. There is.
【００２６】これによれば、レーザビームＬＢ１０、Ｌ
Ｂ１１を照射するレーザ光源５１、５２が、ＣＣＤカメ
ラ２のレンズのフォーカスリング５３に一体的に取り付
けられており、ピントを合わせるときにフォーカスリン
グ５３を回転させると、レーザスポットＬＳ１０、ＬＳ
１１を結ぶ線分の傾きが、図８（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、被写体までの距離に応じて変化する。この線分の
傾きは、フォーカスリング５３の回転角に等しく、その
回転角と被写体までの距離は対応するので、回転角に応
じた被写体までの距離を予め測定しておけば、傾きから
被写体までの距離を算出することができる。According to this, the laser beams LB 10 , L
The laser light sources 51 and 52 for irradiating B 11 are integrally attached to the focus ring 53 of the lens of the CCD camera 2, and when the focus ring 53 is rotated when focusing, the laser spots LS 10 and LS are obtained.
The inclination of the line segment connecting 11 changes according to the distance to the subject, as shown in FIGS. The inclination of this line segment is equal to the rotation angle of the focus ring 53, and the rotation angle corresponds to the distance to the subject. Therefore, if the distance to the subject according to the rotation angle is measured in advance, The distance can be calculated.
【００２７】例えば、スポット位置検出手段５５により
検出されたレーザスポットＬＳ１０、ＬＳ１１の座標
が、ＬＳ１０（ｘ１０、ｙ１０）、ＬＳ１１（ｘ１１、
ｙ１１）とすると、回転角算出手段５６により回転角α
は、
α＝ ｔａｎ−１｛（ｙ１１−ｙ１０）／（ｘ１１−ｘ１０）｝
で算出される。そして、距離検出手段５７に回転角αと
被写体までの距離Ｌの関係を予め記憶させておけば、α
の値より距離Ｌを求めることができる。この回転角αは
距離のみに依存し、例えばＣＣＤカメラ２のレンズにズ
ームレンズを使用した場合であっても、その倍率変化に
影響されず、正確に被写体までの距離Ｌを求めることが
できる。For example, the coordinates of the laser spots LS 10 , LS 11 detected by the spot position detecting means 55 are LS 10 (x 10 , y 10 ), LS 11 (x 11 ,
y 11 ), the rotation angle α is calculated by the rotation angle calculation means 56.
Is calculated by α = tan −1 {(y 11 −y 10 ) / (x 11 −x 10 )}. If the relationship between the rotation angle α and the distance L to the subject is stored in the distance detecting means 57 in advance, α
The distance L can be obtained from the value of. This rotation angle α depends only on the distance, and even if a zoom lens is used as the lens of the CCD camera 2, for example, the distance L to the subject can be accurately obtained without being affected by the change in magnification.
【００２８】次いで、距離Ｌが求まると、今度は、基準
長設定手段５８により画面上の基準長を設定する。この
とき、各レーザスポットＬＳ１０、ＬＳ１１の間の画面
上の距離ｄｘは、
ｄｘ＝｛（ｘ１１−ｘ１０）２＋（ｙ１１−ｙ１０）２｝１／２
であり、図６に示したのと同様に、レーザビームＬＢ
１０、ＬＢ１１が画面に直交する軸に対してθの角度で
等角的に照射されている場合、その実寸ｈは、
ｈ＝２Ｌｔａｎθ
で算出されるので、これより基準長ｄ０ は、
ｄ０＝ｄｘ／ｈ
で算出される。したがって、これを基準長ｄ０として設
定すれば、測長対象設定手段９により設定した画面上の
任意の２点のＸ−Ｙ座標と、前記基準長設定手段２８に
より設定した基準長ｄ０に基づいて、実寸算出手段１０
により前記２点間の長さを正確に測定することができ
る。Next, when the distance L is obtained, the reference length setting means 58 sets the reference length on the screen. The distance dx on the screen between each laser spot LS 10, LS 11 is, dx = {(x 11 -x 10) 2 + (y 11 -y 10) 2} 1/2, 6 Laser beam LB as shown in FIG.
10 , when the LB 11 is radiated at an angle of θ with respect to the axis orthogonal to the screen, the actual size h is calculated by h = 2Ltan θ, and thus the reference length d 0 is d It is calculated by 0 = dx / h. Therefore, by setting this as a reference length d 0, and X-Y coordinates of two arbitrary points on the screen which is set by the length measuring object setting means 9, the reference length d 0 which is set by said reference length setting means 28 Based on the actual size calculation means 10
Thus, the length between the two points can be accurately measured.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、測
長用の望遠スコープ等で被写体を撮影したときに、被写
体までの距離が不明である場合でも、その被写体を画面
上に映し出してその画面情報から実際の長さ及び被写体
までの距離を正確に測定することができるという大変優
れた効果を有する。As described above, according to the present invention, when a subject is photographed by a telescope for length measurement or the like, the subject is displayed on the screen even if the distance to the subject is unknown. It has a very excellent effect that the actual length and the distance to the object can be accurately measured from the screen information.
【図１】 本発明に係る測距測長装置を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory view showing a distance measuring and length measuring device according to the present invention.
【図２】 その画像を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the image.
【図３】 その基準長設定原理を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the reference length setting principle.
【図４】 本発明に係る他の測距測長装置を示す説明
図。FIG. 4 is an explanatory view showing another distance measuring device according to the present invention.
【図５】 その画像を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing the image.
【図６】 その基準長設定原理を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the reference length setting principle.
【図７】 本発明に係る他の測距測長装置を示す説明
図。FIG. 7 is an explanatory view showing another distance measuring and measuring apparatus according to the present invention.
【図８】 その画像を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the image.
ＬＢ２〜ＬＢ６、ＬＢ１０、ＬＢ１１ レーザビーム
ＬＳ２〜ＬＳ６、ＬＳ１０、ＬＳ１１ レーザスポッ
ト
２ ＣＣＤカメラ
３ レンズ
９ 測長対象設定手段
１０ 実寸算出手段
１１、１２、２１〜２３、５１，５２ レーザ光源
１３、２４、５４ 演算装置
１４、２５，５５ スポット位置検出手段
１６、２７、５７ 距離検出手段
１７、２８、５８ 基準長設定手段 LB 2 ~LB 6, LB 10, LB 11 laser beam LS 2 ~LS 6, LS 10, LS 11 laser spot 2 CCD camera 3 lens 9 length measurement object setting means 10 exact calculation means 11,12,21～23,51 , 52 Laser light sources 13, 24, 54 Computing devices 14, 25, 55 Spot position detecting means 16, 27, 57 Distance detecting means 17, 28, 58 Reference length setting means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−242905（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−324913（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01C 15/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-242905 (JP, A) JP-A-7-324913 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 G01C 15/00
Claims (3)
の二点間の長さを、その二点の画面上のＸ−Ｙ座標と画
面上の基準長に基づいて算出すると共に、被写体までの
距離を測定する測距測長装置において、 前記ＣＣＤカメラに一体的に取り付けられて少なくとも
一方が当該ＣＣＤカメラのレンズの光軸と平行でない二
本のレーザビームを被写体に照射するレーザ光源と、Ｃ
ＣＤカメラで撮影した画面上に形成される前記レーザビ
ームの二つのレーザスポットのＸ−Ｙ座標位置を検出す
るスポット位置検出手段と、二つのレーザスポット及び
光軸のＸ−Ｙ座標位置に基づいてこれらの相対位置を算
出する相対位置算出手段と、各スポット及び光軸の相対
位置に基づいて被写体までの距離を検出する距離検出手
段と、前記二本のレーザビーム及び光軸のうち平行でな
い二本のレーザビームのなす角度又は一方のレーザビー
ムと光軸のなす角度と前記距離検出手段により検出され
た被写体までの距離に基づいて画面上の基準長を算出す
る基準長設定手段とを備えたことを特徴とする測距測長
装置。1. A length between arbitrary two points on a subject surface photographed by a CCD camera is calculated based on XY coordinates on the screen of the two points and a reference length on the screen, and at the same time up to the subject. of
A distance measuring device for measuring a distance , comprising: a laser light source that is integrally attached to the CCD camera, at least one of which emits two laser beams that are not parallel to the optical axis of the lens of the CCD camera to a subject;
Based on the spot position detecting means for detecting the XY coordinate positions of the two laser spots of the laser beam formed on the screen photographed by the CD camera, and the XY coordinate positions of the two laser spots and the optical axis. Relative position calculating means for calculating these relative positions, distance detecting means for detecting the distance to the object based on the relative position of each spot and the optical axis, and two of the two laser beams and the optical axes which are not parallel to each other. A reference length setting means for calculating a reference length on the screen based on the angle formed by the laser beam of the book or the angle formed by one laser beam and the optical axis and the distance to the object detected by the distance detection means. Distance measurement and measurement characterized by
Equipment .
の二点間の長さを、その二点の画面上のＸ−Ｙ座標と画
面上の基準長に基づいて算出すると共に、被写体までの
距離を測定する測距測長装置において、 前記ＣＣＤカメラに一体的に取り付けられて少なくとも
一本が他の二本に対して平行でない三本のレーザビーム
を被写体に照射するレーザ光源と、ＣＣＤカメラで撮影
した画面上に形成される前記レーザビームの三つのレー
ザスポットのＸ−Ｙ座標位置を検出するスポット位置検
出手段と、三つのレーザスポットのＸ−Ｙ座標位置に基
づいてこれらの相対位置を算出する相対位置算出手段
と、各スポットの相対位置に基づいて被写体までの距離
を検出する距離検出手段と、前記三本のレーザビームの
うち平行でない二本のレーザビームのなす角度と前記距
離検出手段により検出された被写体までの距離に基づい
て画面上の基準長を算出する基準長設定手段とを備えた
ことを特徴とする測距測長装置。 2. A length between two arbitrary points on a subject surface photographed by a CCD camera is calculated based on the XY coordinates on the screen of the two points and a reference length on the screen, and up to the subject. of
A distance measuring device for measuring a distance , comprising: a laser light source that is integrally attached to the CCD camera to irradiate a subject with three laser beams, at least one of which is not parallel to the other two; and a CCD camera. The spot position detecting means for detecting the XY coordinate positions of the three laser spots of the laser beam formed on the screen imaged in step (3), and the relative position of these three based on the XY coordinate positions of the three laser spots. Relative position calculating means for calculating, distance detecting means for detecting the distance to the object based on the relative position of each spot, angle formed by two non-parallel laser beams among the three laser beams, and the distance detection And a reference length setting means for calculating a reference length on the screen based on the distance to the subject detected by the means .
の二点間の長さを、その二点の画面上のＸ−Ｙ座標と画
面上の基準長に基づいて算出すると共に、被写体までの
距離を測定する測距測長装置において、 前記ＣＣＤカメラのレンズのフォーカスリングに一体的
に取り付けられて互いに平行でない二本のレーザビーム
を被写体に照射するレーザ光源と、ＣＣＤカメラで撮影
した画面上に形成される前記レーザビームの二つのレー
ザスポットのＸ−Ｙ座標位置を検出するスポット位置検
出手段と、各スポットのＸ−Ｙ座標位置に基づいてフォ
ーカスリングの回転角を算出する回転角算出手段と、検
出された回転角に基づいて被写体までの距離を検出する
距離検出手段と、二つのレーザビーム間の照射角度と前
記距離検出手段により検出された被写体までの距離に基
づいて画面上の基準長を算出する基準長設定手段とを備
えたことを特徴とする測距測長装置。3. A length between arbitrary two points on a subject surface photographed by a CCD camera is calculated based on the XY coordinates on the screen of the two points and a reference length on the screen, and up to the subject. of
In a distance measuring device for measuring a distance, a laser light source that is integrally attached to a focus ring of a lens of the CCD camera to irradiate a subject with two laser beams that are not parallel to each other, and a screen shot by the CCD camera. Spot position detection means for detecting the XY coordinate positions of the two laser spots of the laser beam formed in the above, and rotation angle calculation means for calculating the rotation angle of the focus ring based on the XY coordinate positions of each spot. A distance detecting means for detecting a distance to the object based on the detected rotation angle, and an on-screen reference based on the irradiation angle between the two laser beams and the distance to the object detected by the distance detecting means. A distance measuring and length-measuring device comprising a reference length setting means for calculating a length .
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