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距離測定装置及びその方法 コモンズ

国内特許コード P110004774
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2000-285573
公開番号 特開2002-090139
登録番号 特許第4565171号
出願日 平成12年9月20日(2000.9.20)
公開日 平成14年3月27日(2002.3.27)
登録日 平成22年8月13日(2010.8.13)
発明者
  • 橋本 岳
  • 安陪 稔
  • 山本 茂広
  • 熊岡 洋介
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 距離測定装置及びその方法 コモンズ
発明の概要 (57)【要約】【課題】 カメラの画素数が高くなくても、また、対象物までの距離が遠距離になっても、量子化誤差を低減することができる距離測定装置を提供する。【解決手段】 左右一対のカメラ12R,12Lから対象物Pへの方向と直交する方向に左右一対のカメラ12R,12Lを移動させつつ左右一対の画像を取得し、その移動毎に対象物距離Qを求めて、前記移動距離と対象物距離との関係を示す測定データを算出し、この測定データと、移動距離と量子化誤差を含む対象物距離との関係を示すサンプリングデータを比較し、最も近いサンプリングデータに対応する対象物距離を真の対象物距離とするものである。
従来技術、競合技術の概要
従来より、左右一対のカメラを用いて対象物を撮影し、この左右一対の画像を三角距離測定法に基づいて対象物までの距離を測定するステレオ位置測定方法が知られている。すなわち、左右一対の画像の中から対象物を特定して対応させ、この左右一対の画像のそれぞれに撮影された対象物の位置を三角測量法に基づいて、両カメラの位置から対象物までの距離を求めるものである。
【0003】
このようなステレオ位置観測方法を行う場合に、一度の観測や一点を対象とした観測の場合には、量子化誤差、すなわちサンプリング誤差が発生し、真の距離を得ることが困難であった。
【0004】
そこで、従来より、図8に示すように、この量子化誤差を最小限に押さえるいわゆる平均法が提案されている(「天井蛍光灯を用いた移動体の位置計測の量子化誤差低減に関する研究」:櫻田他、平成9年電気関係学会関西支部連合大会G2-18(1997))。
【0005】
この平均法は、量子化誤差が真の値の上下にほぼ均等に発生することを着目して提案されたものであり、左右一対のカメラ100,102をX軸方向に移動させ複数回測定する。そして、その測定した結果である距離を平均して、対象物までの真の距離を推定するものである。
産業上の利用分野
本発明は、カメラを用いてステレオ位置計測を行う場合の距離測定装置及びその方法に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】 対象物を左右一対のカメラでステレオ視して、前記左右一対のカメラの位置と対応した位置から前記対象物までの距離である対象物距離を求める距離測定装置において、前記左右一対のカメラから取得した左右一対の画像に基づいて前記対象物距離を求める距離演算手段と、前記左右一対のカメラを異なる撮影位置に配して左右一対の画像を取得し、その異なる撮影位置毎に前記距離演算手段によって前記対象物距離を求めて、前記左右一対のカメラの撮影位置と前記対象物距離との関係を示す測定データを算出する測定データ算出手段と、前記異なる撮影位置と量子化誤差を含む対象物距離との関係を示すサンプリングデータを予め対象物距離毎に記憶したサンプリングデータ記憶手段と、前記サンプリングデータ記憶手段に記憶したサンプリングデータと、前記測定データ算出手段によって算出した測定データとを比較し、前記測定データに近いサンプリングデータを求め、このサンプリングデータに対応する対象物距離を真の対象物距離として算出するデータ比較手段と、を有することを特徴とする距離測定装置。
【請求項2】 前記データ比較手段において前記サンプリングデータと前記測定データを比較する場合に、前記左右一対のカメラの撮影位置と同じ位置における前記サンプリングデータの対象物距離と前記測定データの対象物距離との差分を求め、その求めた差分が最小になったサンプリングデータを、求めるサンプリングデータとすることを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
【請求項3】 前記測定データ算出手段において前記左右一対のカメラを異なる撮影位置に配して左右一対の画像を取得する場合に、左カメラと右カメラとの距離を一定にしつつ、前記左右一対のカメラを物理的に前記左右一対のカメラから前記対象物への方向と直交する方向に移動させることを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
【請求項4】 前記測定データ算出手段において前記左右一対のカメラを異なる撮影位置に配して左右一対の画像を取得する場合に、複数のカメラを前記左右一対のカメラから前記対象物への方向と直交する方向に並べ、この並べたカメラのうち2個のカメラを用いて前記対象物を撮影し、この撮影した画像が前記直交する方向に移動しつつ撮影した画像となるように、前記複数のカメラで順番に前記対象物を撮影することを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
【請求項5】 対象物を左右一対のカメラでステレオ視して、前記左右一対のカメラの位置と対応した位置から前記対象物までの距離である対象物距離を求める距離測定方法において、前記左右一対のカメラから取得した左右一対の画像に基づいて前記対象物距離を求める距離演算ステップと、前記左右一対のカメラを異なる撮影位置に配して左右一対の画像を取得し、その異なる撮影位置毎に前記距離演算ステップによって前記対象物距離を求めて、前記左右一対のカメラの撮影位置と前記対象物距離との関係を示す測定データを算出する測定データ算出ステップと、前記異なる撮影位置と量子化誤差を含む対象物距離との関係を示すサンプリングデータを予め対象物距離毎に記憶したサンプリングデータ記憶ステップと、前記サンプリングデータ記憶ステップに記憶したサンプリングデータと、前記測定データ算出ステップによって算出した測定データとを比較し、前記測定データに近いサンプリングデータを求め、このサンプリングデータに対応する対象物距離を真の対象物距離として算出するデータ比較ステップと、を有することを特徴とする距離測定方法。
【請求項6】 前記データ比較ステップにおいて前記サンプリングデータと前記測定データを比較する場合に、前記左右一対のカメラの配された撮影位置と同じ位置における前記サンプリングデータの対象物距離と前記測定データの対象物距離との差分を求め、その求めた差分が最小になったサンプリングデータを、求めるサンプリングデータとすることを特徴とする請求項記載の距離測定方法。
【請求項7】 前記測定データ算出ステップにおいて前記左右一対のカメラを異なる撮影位置に配して左右一対の画像を取得する場合に、左カメラと右カメラとの距離を一定にしつつ、前記左右一対のカメラを物理的に前記左右一対のカメラから前記対象物への方向と直交する方向に移動させることを特徴とする請求項記載の距離測定方法。
【請求項8】 前記測定データ算出ステップにおいて前記左右一対のカメラを異なる撮影位置に配して左右一対の画像を取得する場合に、複数のカメラを前記左右一対のカメラから前記対象物への方向と直交する方向に並べ、この並べたカメラのうち2個のカメラを用いて前記対象物を撮影し、この撮影した画像が前記直交する方向に移動しつつ撮影した画像となるように、前記複数のカメラで順番に前記対象物を撮影することを特徴とする請求項記載の距離測定方法。
産業区分
  • 測定
  • 写真映画
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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