JPS6287808A - 多方向距離測定装置 - Google Patents
多方向距離測定装置Info
- Publication number
- JPS6287808A JPS6287808A JP22783285A JP22783285A JPS6287808A JP S6287808 A JPS6287808 A JP S6287808A JP 22783285 A JP22783285 A JP 22783285A JP 22783285 A JP22783285 A JP 22783285A JP S6287808 A JPS6287808 A JP S6287808A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- measured
- matter
- image
- reflected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は距離測定方法に関し、特に多方向にある物体ま
での距離を光学的に測定するための方法に関する。この
様な方法は自走ロボット用の視覚センナや自動車の衝突
防止装置用の障害物検知センサとして利用される。
での距離を光学的に測定するための方法に関する。この
様な方法は自走ロボット用の視覚センナや自動車の衝突
防止装置用の障害物検知センサとして利用される。
自走ロゴ、トにおいては、周囲環境認識のだめの手段と
して多方向にわたって周囲の物体までの距離を測定する
ことが行なわれ、かくして得られた距離情報に基づき物
体への衝突を避けながら走行することができる。
して多方向にわたって周囲の物体までの距離を測定する
ことが行なわれ、かくして得られた距離情報に基づき物
体への衝突を避けながら走行することができる。
また、自動車の衝突防止装置においては、障杏物検知の
だめの手段として多方向にわたって周囲の物体までの距
離を測定することが行なわれ、かくして得られた距離情
報に基づき他の自動車または壁等の物体に対し所定の距
離よりも近づいた時に運転者に対し誓合を発するかある
いは自動車を停止または減速させるだめの指示を発する
ことがなされる。
だめの手段として多方向にわたって周囲の物体までの距
離を測定することが行なわれ、かくして得られた距離情
報に基づき他の自動車または壁等の物体に対し所定の距
離よりも近づいた時に運転者に対し誓合を発するかある
いは自動車を停止または減速させるだめの指示を発する
ことがなされる。
以上の様な多方向の距離測定のだめの手段としては、従
来より、僅測定物体に対し超音波全発射して反射により
戻ってくる超片波を解析して距離を求めるという方法が
用いられている。
来より、僅測定物体に対し超音波全発射して反射により
戻ってくる超片波を解析して距離を求めるという方法が
用いられている。
しかるに、この方法では被測定物体が小さい場合には測
定が困難であシ、また分解能か比較的低く、更に遠方の
物体までの距離測定に時間がかかるという問題点がある
。
定が困難であシ、また分解能か比較的低く、更に遠方の
物体までの距離測定に時間がかかるという問題点がある
。
多方向の距離測定を光学的に行なう方法として、スリッ
ト状の光束を被測定物体に投射して、該投射方向と異な
る方向から物体表面上の輝線形状を測定して、該形状か
ら演算により距離を求めるという方法が提案されている
。
ト状の光束を被測定物体に投射して、該投射方向と異な
る方向から物体表面上の輝線形状を測定して、該形状か
ら演算により距離を求めるという方法が提案されている
。
しかるに、この方法では輝線形状の入力及びその後の演
算に比較的多くの時間を要するという問題点がある。
算に比較的多くの時間を要するという問題点がある。
更に、光学的方法としてステレオ法がある。
しかるに、ステレオ法では測定方向の分解能を向上させ
ることが困難であるという問題点がある。
ることが困難であるという問題点がある。
本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点全解決す
るものとして、光源からの光束を凹筒状反射面を有する
凹面反射鏡に入射させ、該反射面の光軸方向を横切る方
向の回転軸のまわシに核皮射鏡を回転または回動させ、
かくして該反射鏡からの反射光束を被測定物体に投射し
ながら走査し、駅被測定物体からの反射光束を前記凹面
反射鏡により反射させて結像させ、該結像位置を測定す
ることを特徴とする、多方向距離測定方法が提供され・
る。
るものとして、光源からの光束を凹筒状反射面を有する
凹面反射鏡に入射させ、該反射面の光軸方向を横切る方
向の回転軸のまわシに核皮射鏡を回転または回動させ、
かくして該反射鏡からの反射光束を被測定物体に投射し
ながら走査し、駅被測定物体からの反射光束を前記凹面
反射鏡により反射させて結像させ、該結像位置を測定す
ることを特徴とする、多方向距離測定方法が提供され・
る。
以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
する。
第１図（ａ） ＃ ｆｂｌは本発明方法の一実施例を示
す概略側面図であシ、第２図はその概略平面図である。
す概略側面図であシ、第２図はその概略平面図である。
これらの図面において、１は光源であシ、該光源として
は発光部に発光ダイオードや半導体レーザ等を用いたも
のを使用することができる。２は凸シリンドリカルレン
ズであシ、その円筒軸方向はＹ方向であり、元軸はＸ方
向である。３は凹面回転反射鏡であシ、６つの反射面を
有する。該反射ｆｓ、３は２方向の回転軸４のまわシに
駆動回転せしめられ、各反射面Ｆｉｆ（回転軸４に関し
対称的に位置する。各反射面は凹シリンドリカル面に形
成されており、その円筒軸方向はＸ−Ｙ平面と平行な面
内にあり、各反射面の光軸もＸ−Ｙ平面と平行な面内に
ある。図において、５は凸レンズであシ、６ｉ＃ｌｉ光
電変換素子である。該光電変換素子は光スポットの入射
する位置に応じて出力信号の変化するいわゆる？ノショ
ンセンサである。咳凸レンズ５及び光電変換素子６は、
光源１から凸シリンドリカルレンズ２を経て凹面反射鏡
３に至る光路の真下の位置に存在している。
は発光部に発光ダイオードや半導体レーザ等を用いたも
のを使用することができる。２は凸シリンドリカルレン
ズであシ、その円筒軸方向はＹ方向であり、元軸はＸ方
向である。３は凹面回転反射鏡であシ、６つの反射面を
有する。該反射ｆｓ、３は２方向の回転軸４のまわシに
駆動回転せしめられ、各反射面Ｆｉｆ（回転軸４に関し
対称的に位置する。各反射面は凹シリンドリカル面に形
成されており、その円筒軸方向はＸ−Ｙ平面と平行な面
内にあり、各反射面の光軸もＸ−Ｙ平面と平行な面内に
ある。図において、５は凸レンズであシ、６ｉ＃ｌｉ光
電変換素子である。該光電変換素子は光スポットの入射
する位置に応じて出力信号の変化するいわゆる？ノショ
ンセンサである。咳凸レンズ５及び光電変換素子６は、
光源１から凸シリンドリカルレンズ２を経て凹面反射鏡
３に至る光路の真下の位置に存在している。
第３図は上記実施例における光源１と凸シリンドリカル
レンズ２と凹面回転反射鏡３との位置関係を示す概略側
面図である。図示される様に、光源１は発光部１′及び
コリメータレンズ１′ヲ有する。
レンズ２と凹面回転反射鏡３との位置関係を示す概略側
面図である。図示される様に、光源１は発光部１′及び
コリメータレンズ１′ヲ有する。
発光部１′の発光光束はコリメータレンズ１′によりコ
リメートされてほぼ平行な直径りの光束となって凸シリ
ンドリカルレンズ２に入射する。該シリンドリカルレン
ズは２方向に関してのみ光束ｋｍ束せしめる。図示され
る様に、凸シリンドリカルレンズ２の焦線位置は凹シリ
ンドリカル反射面の曲率半径Ｒの半分だけ該反射面から
離れた位置（即ち、該反射面の熱線位置）におかれてい
る。
リメートされてほぼ平行な直径りの光束となって凸シリ
ンドリカルレンズ２に入射する。該シリンドリカルレン
ズは２方向に関してのみ光束ｋｍ束せしめる。図示され
る様に、凸シリンドリカルレンズ２の焦線位置は凹シリ
ンドリカル反射面の曲率半径Ｒの半分だけ該反射面から
離れた位置（即ち、該反射面の熱線位置）におかれてい
る。
従って、凸シリンドリカルレンズ２からの光束は反射鏡
３の凹シリンドリカル反射面に２方向径がｄ及び該方向
に直交する方向の径がＤの楕円断面の光束となって入射
する。そして、該反射面からは上記楕円断面を有する平
行光束が反射せしめられる。
３の凹シリンドリカル反射面に２方向径がｄ及び該方向
に直交する方向の径がＤの楕円断面の光束となって入射
する。そして、該反射面からは上記楕円断面を有する平
行光束が反射せしめられる。
尚、上記凸シリンドリカルレンズ２の光軸及び凹面反射
鏡３の各凹シリンドリカル反射面の光軸を含むＸ−Ｙ平
面に平行な平面Ｓのことを、以下、基準平面ということ
にする。
鏡３の各凹シリンドリカル反射面の光軸を含むＸ−Ｙ平
面に平行な平面Ｓのことを、以下、基準平面ということ
にする。
かくして反射鏡３の反射面により反射せしめられた平行
光束は被測定物体の表面にて反射され、その一部が上記
反射鏡３の反射面に戻ってきて、該反射面により反射さ
れ結像せしめられる。この際の結像位置は被測定物体ま
での距離によって異なる。第１図ｔａ＋は被測定物体７
が比較的近距離にある場合を示しておシ、この場合には
反射腕３の反射面から比較的離れた位置Ａに結像する。
光束は被測定物体の表面にて反射され、その一部が上記
反射鏡３の反射面に戻ってきて、該反射面により反射さ
れ結像せしめられる。この際の結像位置は被測定物体ま
での距離によって異なる。第１図ｔａ＋は被測定物体７
が比較的近距離にある場合を示しておシ、この場合には
反射腕３の反射面から比較的離れた位置Ａに結像する。
第１図（ｂｌは被測定物体（図示せず）が比較的遠距離
にある場合を示しておシ、この場合には反射鏡３の反射
面に比較的近い位置Ｂに結像する。これら結像位１’４
Ａ、Ｂはいづれも基準平面Ｓ上にある。尚、これら結像
は２方向に関してのみ行なわれる。従って、像は水平方
向に長い線状のものとなる。
にある場合を示しておシ、この場合には反射鏡３の反射
面に比較的近い位置Ｂに結像する。これら結像位１’４
Ａ、Ｂはいづれも基準平面Ｓ上にある。尚、これら結像
は２方向に関してのみ行なわれる。従って、像は水平方
向に長い線状のものとなる。
上記凸レンズ５は上記基準平面Ｓの所定の部分（即ち、
上記結像位置Ａ、Ｂを含み、測定すべき距離範囲内にあ
る被測定物体からの反射光束が結像する範囲内の全位置
をカバーする部分）Ｑを光電変換素子６上に結像させる
。即ち、該光電変換素子６は凸レンズ５に関し上記基準
平面Ｓの所定の部分Ｑと共役の位置に配置されておシ、
更に被測定物体から上記反射鏡３の反射面に入射して反
射し上記所定部分Ｑ内に結像せしめられた光束は凸レン
ズ５を通って光電変換素子６に入射せしめられる。
上記結像位置Ａ、Ｂを含み、測定すべき距離範囲内にあ
る被測定物体からの反射光束が結像する範囲内の全位置
をカバーする部分）Ｑを光電変換素子６上に結像させる
。即ち、該光電変換素子６は凸レンズ５に関し上記基準
平面Ｓの所定の部分Ｑと共役の位置に配置されておシ、
更に被測定物体から上記反射鏡３の反射面に入射して反
射し上記所定部分Ｑ内に結像せしめられた光束は凸レン
ズ５を通って光電変換素子６に入射せしめられる。
従って、光電変換素子６の出力から基準平面Ｓ上の結像
位置を知ることができ、該結像位置から被測定物体の位
置を知ることができる。かくして、予め光電変換素子６
上の結像位置と被測定物体までの距離との関係を求めて
おけば、光電変換素子６の出力ととして直ちに被測定物
体までの距離が得られる。
位置を知ることができ、該結像位置から被測定物体の位
置を知ることができる。かくして、予め光電変換素子６
上の結像位置と被測定物体までの距離との関係を求めて
おけば、光電変換素子６の出力ととして直ちに被測定物
体までの距離が得られる。
以上の様な関係は反射鏡３を回転軸４のまわりに回転さ
せてもほぼ同様に保たれる。従って、反射鏡３を回転さ
せることにより基準平面Ｓ上の所定の角度範囲内にある
被測定物体までの距離を測定することができる。尚、反
射鏡３を回転させると、被測定物体からの反射光が該反
射鏡の反射面に到達するまでの時間内に反射鏡自体があ
る角度回転しているので、基準平面における結像位置は
厳密には水平方向にずれるのであるが、上記の如く基準
平面上の像は水平方向に長いので、光電変換素子６によ
る結像位置の検出には実質上影響がない。
せてもほぼ同様に保たれる。従って、反射鏡３を回転さ
せることにより基準平面Ｓ上の所定の角度範囲内にある
被測定物体までの距離を測定することができる。尚、反
射鏡３を回転させると、被測定物体からの反射光が該反
射鏡の反射面に到達するまでの時間内に反射鏡自体があ
る角度回転しているので、基準平面における結像位置は
厳密には水平方向にずれるのであるが、上記の如く基準
平面上の像は水平方向に長いので、光電変換素子６によ
る結像位置の検出には実質上影響がない。
本実施例によれば、反射鏡３０回転を継続することによ
り、ＪＩ次隣接反射面を用いて所定角度範囲にある被測
定物体までの距離測定を高速にて繰返し連続的に行なう
ことができる。
り、ＪＩ次隣接反射面を用いて所定角度範囲にある被測
定物体までの距離測定を高速にて繰返し連続的に行なう
ことができる。
上記実施例においては反射鏡の反射面の形状が円筒面で
あるが、本発明においては該反射面の形状は攬円筒面や
放物線筒面であってもよい。
あるが、本発明においては該反射面の形状は攬円筒面や
放物線筒面であってもよい。
更に、上記実施例においては反射鏡は回転多面鏡からな
るが、本発明においては反射鏡は１面のみからなるもの
でもよい。１面のみからなる反射鏡の場合には、上記実
施例と同様に同一の向きに回転を継続して継続的に多方
向距離測定を行なうこともできるし、回転軸のまわシに
所定の角度範囲内で回動させて連続的に多方向距離測定
を行なうこともできる。
るが、本発明においては反射鏡は１面のみからなるもの
でもよい。１面のみからなる反射鏡の場合には、上記実
施例と同様に同一の向きに回転を継続して継続的に多方
向距離測定を行なうこともできるし、回転軸のまわシに
所定の角度範囲内で回動させて連続的に多方向距離測定
を行なうこともできる。
上記実施例においては基準平面Ｓ内の所定の部分Ｑ内に
結像せしめられる像を更に凸レンズ５ｔ−用いて光電変
更素子６上に結像させているが、本発明においては上記
所定の部分Ｑに光電変換素子を配置して結像位置の測定
を行りてもよい＠また、本発明方法においては、外光と
光源からの光束とを区別してＳ／Ｎ比を上げ測定精度を
向上させるために、光源として赤外線発光系子を用い受
光用光電変換素子の前方に可視光遮断フィルタを置いた
り、光源を変調発光させ該変調に同期して光電変換素子
の出力をとり出したシする等の方法を適用することもで
きる。
結像せしめられる像を更に凸レンズ５ｔ−用いて光電変
更素子６上に結像させているが、本発明においては上記
所定の部分Ｑに光電変換素子を配置して結像位置の測定
を行りてもよい＠また、本発明方法においては、外光と
光源からの光束とを区別してＳ／Ｎ比を上げ測定精度を
向上させるために、光源として赤外線発光系子を用い受
光用光電変換素子の前方に可視光遮断フィルタを置いた
り、光源を変調発光させ該変調に同期して光電変換素子
の出力をとり出したシする等の方法を適用することもで
きる。
更に、本発明においては、四面反射鏡から被測定物体に
投射される光路上に平面反射鏡を配置し、該平面反射鏡
を上記凹面反射鏡の回転軸と非平行な回転軸のまわ夛に
回動させることによって２次元的に光束走査を行ない、
立体的多方向の距離測定ヲ行なうこともできる。
投射される光路上に平面反射鏡を配置し、該平面反射鏡
を上記凹面反射鏡の回転軸と非平行な回転軸のまわ夛に
回動させることによって２次元的に光束走査を行ない、
立体的多方向の距離測定ヲ行なうこともできる。
以上の如き本発明によれば、多方向の距離測定結果を直
ちに時系列的電気信号として得ることができ複雑な演算
処理を必要としないため、比較的簡単な構成にて高速で
測定を行なうことができる。
ちに時系列的電気信号として得ることができ複雑な演算
処理を必要としないため、比較的簡単な構成にて高速で
測定を行なうことができる。
また、本発明によれば、光学的に結像された像の位置測
定によ坦測定結果′ｌｌ：得ることができるので、光学
系の精度を上げることにより容易に分解能を向上させる
ことができる。
定によ坦測定結果′ｌｌ：得ることができるので、光学
系の精度を上げることにより容易に分解能を向上させる
ことができる。
第１図（ａ） Ｉ （ｂ）は本発明方法を説明するため
の概略側面図であシ、第２図はその概略平面図である。 第３図は本発明方法を説明するための概略側面図である
。 − １：光源、２：凸シリンドリカルレンズ、３：凹面反射
鏡、４：回転軸、５：凸レンズ、６：光電変換素子、７
：被測定物体。 代理人 弁理士 山 下 穣 平 第１図（０） 第１ 図（ｂ）
の概略側面図であシ、第２図はその概略平面図である。 第３図は本発明方法を説明するための概略側面図である
。 − １：光源、２：凸シリンドリカルレンズ、３：凹面反射
鏡、４：回転軸、５：凸レンズ、６：光電変換素子、７
：被測定物体。 代理人 弁理士 山 下 穣 平 第１図（０） 第１ 図（ｂ）
Claims (2)
- （１）光源からの光束を凹筒状反射面を有する凹面反射
鏡に入射させ、該反射面の光軸方向を横切る方向の回転
軸のまわりに該反射鏡を回転または回動させ、かくして
該反射鏡からの反射光束を被測定物体に投射しながら走
査し、該被測定物体からの反射光束を前記凹面反射鏡に
より反射させて結像させ、該結像位置を測定することを
特徴とする、多方向距離測定方法。 - （２）前記凹面反射鏡が１つの回転軸に関し対称的に複
数個配別された反射面を有する、特許請求の範囲第１項
の多方向距離測定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22783285A JPS6287808A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 多方向距離測定装置 |
| US07/306,248 US5033845A (en) | 1985-10-15 | 1989-02-06 | Multi-direction distance measuring method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22783285A JPS6287808A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 多方向距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287808A true JPS6287808A (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0562686B2 JPH0562686B2 (ja) | 1993-09-09 |
Family
ID=16867069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22783285A Granted JPS6287808A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 多方向距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6287808A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263411A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-10-31 | Rikagaku Kenkyusho | 光学的距離検出装置 |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP22783285A patent/JPS6287808A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263411A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-10-31 | Rikagaku Kenkyusho | 光学的距離検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0562686B2 (ja) | 1993-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7187445B2 (en) | Method and apparatus for optically scanning a scene | |
| JP5016245B2 (ja) | 物体の六つの自由度を求めるための測定システム | |
| KR102020037B1 (ko) | 하이브리드 라이다 스캐너 | |
| US4897536A (en) | Optical axis displacement sensor with cylindrical lens means | |
| US20030066954A1 (en) | Optoelectronic detection device | |
| WO2005100911A2 (en) | An apparatus and method for optical determination of intermediate distances | |
| JPS6036908A (ja) | 三角測量原理に基づく測定法を用いる、物体表面上の点と基準レベルとの間の距離を非接触的に測定するための測量方法 | |
| JP2002506976A (ja) | 物体の位置を検出するための光学的センサシステム | |
| JPS58167902A (ja) | 物体検出装置 | |
| JP4379790B2 (ja) | 光景を走査する装置 | |
| US5033845A (en) | Multi-direction distance measuring method and apparatus | |
| EP0290237B1 (en) | Synchronous optical scanning apparatus | |
| JPH08261753A (ja) | 光レーダ装置 | |
| JPS6287808A (ja) | 多方向距離測定装置 | |
| JPS6287809A (ja) | 多方向距離測定装置 | |
| JPH10267624A (ja) | 三次元形状測定装置 | |
| JPH0791930A (ja) | 三次元スキャナー | |
| JPS5820412B2 (ja) | 光学読取装置 | |
| JP2000002521A (ja) | ３次元入力装置 | |
| JP2538611B2 (ja) | 光束形成装置 | |
| JPH0552523A (ja) | 光学式寸法測定器 | |
| JPH0827190B2 (ja) | 光束形成装置 | |
| JPH0428006Y2 (ja) | ||
| JPH0618260A (ja) | 物体観測装置 | |
| JPS61186805A (ja) | 三次元座標検出装置 |