JPS58161814A - Distance measuring method - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make it possible to compute the distance to an object material from the amount of shift when the sum becomes the minimum, by detecting the bit positions with respect to peak positions of right and left image signals, and computing the total sum of the deviations of the bit positions from the right and left picture element signals with one side being shifted. CONSTITUTION:Light emitted by the objective material passes through right and left optical systems 1a and 1b, and images are formed in right and left linear image sensors 9a and 9b. The sensors 9a and 9b detect the images as pulse trains, wherein the wave heights of the pulses are proportional to the brightness of the images, and output their right and left image signals. Therefore, detecting circuits 10a and 10b detect bit positions (L1-Ln) and (R1-Rn), at which the peaks of the image signals appear, and output the right and left picture element signals. A computer 11 makes the bit position R2 at the right correspond to the bit position L1 of the left picture element signal. Then the bit positions are sequentially made to correspond and the computation is performed. In this way, one side is shifted and the amount of the shift when the sum of the computation becomes the minimum is determined, and the distance to the objective material can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はリニアイメージセンナを用いた三角測量方式
の距離測定方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a distance measuring method using a triangulation method using a linear image sensor.

第１図は従来の距離測定方法を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional distance measuring method.

同図において、（１ａ）および（１ｂ）はそれぞれ左側
光学系レンズおよび右側光学系レンズ、（２）は軸（２
ａ）を中心に回動する反射鏡、■）は半透明鏡、（４）
はイメージセンサである。なお、６）は目標物である。In the figure, (1a) and (1b) are the left optical system lens and right optical system lens, respectively, and (2) is the axis (2
a) is a reflecting mirror that rotates around, ■) is a semi-transparent mirror, (4)
is an image sensor. Note that 6) is a target object.

次に、上記構成による距離測定方法の動作について説明
する。まず、目標物（５）から発する光または太陽光な
どの反射光はそれぞれ左側光学系（１１）および右側光
学系（１ｂ）を通って、反射鏡Ｑ）および半透明鏡０）
に入射する。そして、反射鏡ａ＞に入射した光は反射し
たのち半透明＊　（３）　ｔ−介してイメージセンサ（
４）上に結像する一方、半透明鏡（３）に入射した光は
そのまま通過してイメージセンナ（４）上に結像する。Next, the operation of the distance measuring method with the above configuration will be explained. First, light emitted from the target (5) or reflected light such as sunlight passes through the left optical system (11) and the right optical system (1b), respectively, and passes through the reflecting mirror Q) and the semi-transparent mirror 0).
incident on . Then, the light incident on the reflecting mirror a> is reflected and then translucent* (3) through the image sensor (
4) On the other hand, the light incident on the semi-transparent mirror (3) passes through as it is and is imaged on the image sensor (4).

そして、イメージセンナ（４）上に結像した２つの像が
一致するように、反射鏡Ｑ）を回転させ、その回転角か
ら距離を求めるものである。Then, the reflecting mirror Q) is rotated so that the two images formed on the image sensor (4) coincide, and the distance is determined from the rotation angle.

また、第２図は従来の他の距離測定方法を示す概略構成
図である。同図において、（ｌｉａ）および（６ｂ）は
それぞれ左側イメージセンナおよび右側”イメージセン
ナ、（７ｍ）＞よび（１ｂ）はそれぞれ左側周辺回路お
よび右側周辺回路、（８）は目標物までの距離を算出す
るコンピュータである。Further, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another conventional distance measuring method. In the figure, (lia) and (6b) are the left image sensor and right side image sensor, respectively, (7m) and (1b) are the left peripheral circuit and right peripheral circuit, respectively, and (8) is the distance to the target. It is a computer that calculates.

次に、上記構成による距離測定方法の動作について説明
する。まず、目標物から発する光または太陽光などの反
射光はそれぞれ左側光学系レンズ（１ａ）および右側光
学系レンズ（１ｂ）を通って左側イメージセンナ（６ａ
）のＰＮ接合部および布間イメージセンｔ　（６ｂ）の
ＰＮ接・合部に結像する。Next, the operation of the distance measuring method with the above configuration will be explained. First, light emitted from a target or reflected light such as sunlight passes through the left optical system lens (1a) and the right optical system lens (1b), respectively, and passes through the left image sensor (6a).
) and the cloth-ma image center t (6b).

このため、左側イメージセンｔ（６ｍ）のＰＮ接合部お
よび右側イメージセンｔ　（６ｂ）　ｏ　ＰＮ　接合部
に電荷が発生し、この発生した電荷はキャパシタに蓄積
され、それぞれ左側イメージ信号および右側イメージ信
号として出力する。そして、左側イメージ信号および右
側イメージ信号はそれぞれ左側周辺回路（１ａ）および
右側周辺回路（１ｂ）を介のコンピュータ（８）は左側
イメージ信号あるいは右側イメージ信号の一方を順次ず
らせながら、他方のイメージ信号との差をとシ、その総
和が最小になるようにずらしたときのずれの大きさから
目標物までの距離を求めるものである。Therefore, charges are generated at the PN junction of the left image center t (6m) and at the PN junction of the right image center t (6b), and the generated charges are accumulated in the capacitor and output the left image signal and the right image signal, respectively. Output as . The left image signal and the right image signal are transmitted through the left peripheral circuit (1a) and the right peripheral circuit (1b), respectively, and the computer (8) sequentially shifts one of the left image signal or the right image signal and outputs the other image signal. The distance to the target object is determined from the magnitude of the shift when the difference between the target and the target object is minimized.

しかしながら、従来の距離測定方法、特に第１図に示す
距離測定方法は反射鏡が回転するため、自動車などのよ
うに振動が多い機器に取シ付けると、信頼性が低下する
。また、第２図に示す距離測定方法は左側イメージ信号
および右側イメージ信号が共にアナログ信号であるため
、情報量が多く、ディジタルで処理するには大きなメモ
リ容量と高速度の処理機能が必要であるなどの欠点があ
った。However, in the conventional distance measuring method, especially the distance measuring method shown in FIG. 1, since the reflecting mirror rotates, the reliability decreases when the reflector is installed in a device that experiences a lot of vibration, such as an automobile. In addition, in the distance measurement method shown in Figure 2, both the left image signal and the right image signal are analog signals, so the amount of information is large, and digital processing requires a large memory capacity and high-speed processing function. There were drawbacks such as.

したがって、この発明の目的は情報量を少なくしても、
正確に目標物までの距離を測定することができる距離測
定方法を提供するものである。Therefore, the purpose of this invention is to reduce the amount of information.
An object of the present invention is to provide a distance measuring method that can accurately measure the distance to a target.

このような目的を達成するため、この発明は左側イメー
ジ信号および右側イメージ信号の各ピーク位置に対する
ビット位置を検出して左側絵素信号および右側絵素信号
を作成し、この左側絵素信号と右側絵素信号とのピット
位置のずれの総和を、この左側絵素信号あるいは右側絵
素信号の一方をシフトさせながら計算し、その総和が最
も小さくなるときのシフト量から目標物までの距離を算
出するものであシ、以下実施例を用いて詳細に説明する
。In order to achieve such an object, the present invention detects the bit position corresponding to each peak position of the left image signal and the right image signal, creates a left picture element signal and a right picture element signal, and creates a left picture element signal and a right picture element signal. Calculate the total pit position deviation from the pixel signal while shifting either the left pixel signal or the right pixel signal, and calculate the distance to the target from the shift amount when the sum becomes the smallest. This will be described in detail below using examples.

第３図はこの発明に係る距離測定方法の一実施例を示す
概略構成図である。同図において、（９ｍ）および（９
ｂ）ｔｊそれぞれ例えば２５６絵素をもつ左側リニアイ
メージセンナおよび右側リニアイメージセンナ、（１０
ｍ）および（１０ｂ）＃ｉこの左側イメージ信号および
右側イメージ信号が第５図に示すように台形になる場合
、所定の閾値Ｈ例えば全体の平均値で切る位置の中心を
もったピット位置（ＬｉｅＬｉ＋ｌ　、　Ｒｉ　、Ｒｉ
＋ｌ）を検出する左側ビット位置検出回路および右側ビ
ット位置検出回路、（１１）はピット位置のずれの総和
を計算し、その総和が最も小さくなるときのシフト量か
ら目標物までの距離を算出するコンピュータである。FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment of the distance measuring method according to the present invention. In the same figure, (9m) and (9m)
b) a left linear image sensor and a right linear image sensor with tj each having, for example, 256 pixels, (10
m) and (10b) #i When the left image signal and the right image signal form a trapezoid as shown in FIG. , Ri , Ri
The left bit position detection circuit and the right bit position detection circuit detect +l), and (11) calculates the sum of pit position deviations, and calculates the distance to the target from the shift amount when the sum becomes the smallest. It's a computer.

次に、上記構成による距離測定方法の動作について説明
する。まず、目標物から発する光または太陽光などの反
射光はそれぞれ左側光学系（１，）および右側光学系（
１ｂ）　′を通って、左側ＩＪ　ニアイメージセンナ（
９ａ）、および右側リニアイメージセンナ（９ｂ）に結
像する。したがって、この左側リニアイメージセンサ（
９ａ）および右側リニアイメージセンサ（９ｂ）はパル
スの波高が像の明るさに比例したパルス列として検出し
、それぞれ第４図（ａ）に示す左側イメージ信号および
第４図（ｂ）に示す右側イメージ信号を出力する。した
がって、左側ビット位置検出回路（１０ｍ）および右側
ビット位置検出回路Ｃｌ０ｂ）はそれぞれ左側イメージ
信号および右側イメージ信号のピークが現われるピット
位置（Ｌｌ　ｅ　ｔ、ｓ　””Ｌｎ）　、　（Ｒ１，Ｒ
＠・・・・Ｒｎ）を検出し、第６図（＆）に示す左側絵
素信号および第６図伽）に示す右側絵素信号を出力する
。したがって、コンピュータ（１１）は左側絵素信号の
ピット位置Ｌ１に対し、そのピット位置よシも右にある
、即ち絵素番号の大きな右側絵素信号で最も左側のビッ
ト位置Ｒ１（第６図中）ではＲｓ）ｔ一対応させる。そ
の後順次ビット位置を対応させてゆＩ−次の演算を行な
う。Next, the operation of the distance measuring method with the above configuration will be explained. First, light emitted from a target object or reflected light such as sunlight is transmitted to the left optical system (1,) and the right optical system (1,), respectively.
1b) Pass through ', left IJ near image senna (
9a), and the right linear image sensor (9b). Therefore, this left linear image sensor (
9a) and the right linear image sensor (9b) detect the pulse train as a pulse train whose pulse height is proportional to the brightness of the image, and produce the left image signal shown in FIG. 4(a) and the right image signal shown in FIG. 4(b), respectively. Output a signal. Therefore, the left bit position detection circuit (10m) and the right bit position detection circuit Cl0b) detect the pit positions (Llet,s""Ln), (R1,R
@...Rn) and outputs the left picture element signal shown in FIG. 6(&) and the right picture element signal shown in FIG. 6(a). Therefore, with respect to the pit position L1 of the left picture element signal, the computer (11) detects the leftmost bit position R1 (in FIG. ), Rs)t is made to correspond. Thereafter, the bit positions are made to correspond to each other and the next operation is performed.

次に、７ｊ−（Ｒ１＋ｊ−Ｌｘ＋ｊ）の中で負または０
でない最も小さい値Δ−１だけ、右側絵素信号を左側に
シフトして、上記の総和を計算する。その値はＳｔ−８
ｓ−（ｍ−ｔ−α）ノー　となる。こむで、ａはピーク
の位置が一致して７＝＝Ｑとなっていたピークの数であ
る。このとき、ビット位置Ｒｉは−だけシフｔしている
ので、新しいビット位置１１はＲｉ−Δ―になっている
。次に、上記の操作と同様に、ビット位置Ｌｌに対して
、Ｌｌよシ右にくるビット位置の、うち、最も近いビッ
ト位置Ｒ１すなわち、新しいＲｉ−ノーまたはＲ１＋１
−Δ−１対応させ、前記Ｓ・の場合と同じ計算を行なう
。このようにして、順次繰〉返してゆき、Ｓ・に対しａ
Ｓ　に対してシフト量１ｗｍｚ＋Δ膳３というように対
距離を算出することができる。Next, negative or 0 in 7j-(R1+j-Lx+j)
The above sum is calculated by shifting the right pixel signal to the left by the smallest value Δ-1 that is not the same. Its value is St-8
s-(m-t-α) No. Here, a is the number of peaks whose peak positions coincided and 7==Q. At this time, since the bit position Ri is shifted by -, the new bit position 11 is Ri-Δ-. Next, in the same way as the above operation, for bit position Ll, among the bit positions to the right of Ll, the nearest bit position R1, that is, a new Ri-no or R1+1
-Δ-1 correspondence and perform the same calculation as in the case of S. above. In this way, iterate sequentially, and for S.
The relative distance can be calculated as the shift amount 1wmz+Δzen3 for S.

なお、以上の実施例は目標物の面積の大きな部分の距離
を求めたが、近距離の目標物までの距離を測定する場合
、その目標物が視野の一部に入ったときには、前記のノ
ｊ＝（Ｒｉ十ｊ−Ｌｌ＋ｊ　）を計算し、例えば左側絵
素信号および右側絵素信号をいくつかの部分に分割して
、ｌｊの和をピークの数で除した値を計算し、その値の
特に大きい部分が目標とする近距離の目標物のイメージ
であると判定し、その部分に注目して処理を行なう。す
なわち、注目した部分の中で、ｌｊが最小になる値を見
つけ、右側絵素信号のビット位置を左側にシフトして、
前記Δｊの和を計算する。その繰シ返し管行い、ｌｊの
和が最小になるようなシフト量を見い出せば、注目した
部分め目標物までの距離を求めることができる。In addition, in the above embodiment, the distance of a large area of the target was determined, but when measuring the distance to a short-distance target, when the target enters a part of the field of view, the above-mentioned method is used. Calculate j = (R i j - L l + j ), for example, divide the left picture element signal and right picture element signal into several parts, calculate the value obtained by dividing the sum of l j by the number of peaks, and calculate the value It is determined that a particularly large part of the image is an image of a target object at a short distance, and processing is performed focusing on that part. That is, in the part of interest, find the value that minimizes lj, shift the bit position of the right picture element signal to the left,
Calculate the sum of Δj. By repeating this process and finding the shift amount that minimizes the sum of lj, the distance to the target object can be determined.

また、以上の実施例においてはイメージ信号を所定の閾
値例えば全体の平均値を切る位置の中心をもってビット
位置としたが、イメージ信号をなめらかに包結線の信号
に変換したのち、微分して、その０点をとってビット位
置として屯よいことはもちろんである。In addition, in the above embodiments, the bit position is set at the center of the position where the image signal cuts off a predetermined threshold value, for example, the overall average value. Of course, it is better to set the value to 0 as a bit position.

以上詳細に説明したように、この発明に係る距離測定方
法によればイメージ信号の特徴のみを抽出するため、デ
ータ量が少なくなるので、高速演算を必要とせず、簡単
な構成によ）、目標物までの距離を求めることができる
効果がある。As explained in detail above, according to the distance measuring method according to the present invention, only the features of the image signal are extracted, so the amount of data is reduced, high-speed calculation is not required, and a simple configuration is used). It has the effect of being able to determine the distance to an object.

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図はそれぞれ従来の距離測定方法を示
す概略構成図、第３図はこの発明に係る距離測定方法の
一実施例を示す概略構成図、第４図←）および第４図０
ＩＩ）はそれぞれ第３図の左側イメージ信号および右側
イメージ信号を示す波形図、第５図は第３図の左側ビッ
ト位置検出回路および右側ビット位置検出回路の動作を
説明するための図、第６図←）および第６図中）はそれ
ぞれ第３図の左側絵素信号および右側絵素信号を示す図
である。 （１＆）・−・・左側光学系レンズ、（１ｂ）・拳・・
右側光学系レンズ、ａ）・・・・反射鏡、（２ｍ）・・
・・軸、（３）・・・・半透明鏡、（４）・・・・イメ
ージセンナ、６）・・・・目標物、（ｌｉａ）　・ｅ・
・左側イメージセンサ、（６ｂ）　　・・・・右側イメ
ージセンナ、（７ａ）・・・・左側周辺回路、（７ｂ）
・拳・・右側周辺回路、（８）・・・・コンピュータ、
（９ａ）　　・・・・左側リニアイメージセンサ、（９
ｂ）・・・・右側リニアイメージセンサ、（１０ａ）・
・・・左側ビット位置検出回路、（１０ｂ）・・・・右
側ビット位置検出回路、（１１）　・・・・コンピュー
タ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代　理　人　　　葛野信−（外１名） 第１図 第２図 １ 第４図 第５図 Ｌｉ、Ｒｉ　　　　　　　　　　　Ｌｉ◆＋、Ｒｉ番１
第６図[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIGS. 1 and 2 are schematic diagrams showing a conventional distance measuring method, FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment of the distance measuring method according to the present invention, and FIG. Figure ←) and Figure 4 0
II) is a waveform diagram showing the left image signal and right image signal in FIG. 3, respectively; FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the left bit position detection circuit and the right bit position detection circuit in FIG. 3; and FIG. ←) and FIG. 6) are diagrams showing the left picture element signal and right picture element signal of FIG. 3, respectively. (1&)・-・Left optical system lens, (1b)・Fist・・
Right optical system lens, a)...Reflector, (2m)...
...Axis, (3)...Semi-transparent mirror, (4)...Image senna, 6)...Target, (lia) ・e・
・Left image sensor, (6b) ...Right image sensor, (7a) ...Left peripheral circuit, (7b)
・Fist: right side peripheral circuit, (8): computer,
(9a) ...Left linear image sensor, (9
b)...Right linear image sensor, (10a)...
... Left bit position detection circuit, (10b) ... Right bit position detection circuit, (11) ... Computer. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Agent Makoto Kuzuno (1 other person) Figure 1 Figure 2 Figure 1 Figure 4 Figure 5 Li, Ri Li◆+, Ri number 1
Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 α）目標物の偉を左側および右側のＩＪ　ニアイメージ
センナで検出して左側イメージ信号および右側イメージ
信号を出力し、この左側イメージ信号および右側イメー
ジ信号の各ピーク位置に対するビット位置を検出して左
側絵素信号および右側絵素信号を作成し、この左側絵素
信号と右側絵素信号とのビット位置のずれの総和を、こ
の左側絵素信号あるいは右側絵素信号の一方をシフトさ
せながら計算し、その総和が最も小さくなるときのシフ
ト量から目標物までの距離を算出することを特徴とする
距離測定方法。 伐）前記左側絵素信号および右側絵素信号を２つ以上の
部分に分割し、それぞれの分割した部分で前記ずれを計
算し、その値が最大になる部分に層目して、近距離の目
標物までの距離を算出することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の距離測定方法。[Claims] α) The height of the target is detected by the left and right IJ near image sensors to output a left image signal and a right image signal, and bits for each peak position of the left image signal and right image signal are output. The position is detected to create a left picture element signal and a right picture element signal, and the sum of the bit position deviations between the left picture element signal and the right picture element signal is calculated as either the left picture element signal or the right picture element signal. A distance measuring method characterized in that the distance to a target object is calculated from the amount of shift when the total sum is the smallest. ) Divide the left picture element signal and right picture element signal into two or more parts, calculate the deviation in each divided part, layer the part where the value is maximum, and calculate the short distance. The distance measuring method according to claim 1, characterized in that the distance to the target object is calculated.