(57)【要約】【課題】測距センサの性能を定量的に評価するシステム及び方法を提供する。【解決手段】本技術は、測定基準器と、測距センサを有する撮像装置と、処理装置と、を備えており、前記測定基準器が、前記撮像装置と対向するように配置されており、前記撮像装置が、前記測定基準器を撮像して距離画像を取得し、前記処理装置が、前記距離画像から得られる距離情報に基づいて前記測距センサの測距性能を評価する、測距性能評価システムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定基準器と、
測距センサを有する撮像装置と、
処理装置と、を備えており、
前記測定基準器が、前記撮像装置と対向するように配置されており、
前記撮像装置が、前記測定基準器を撮像して距離画像を取得し、
前記処理装置が、前記距離画像から得られる距離情報に基づいて前記測距センサの測距性能を評価する、
測距性能評価システム。
【請求項２】
前記距離情報が、解像度である、
請求項１に記載の測距性能評価システム。
【請求項３】
前記測定基準器が、複数の段部を有しており、
前記複数の段部のそれぞれが、前記撮像装置に向かって高さが異なるように突出している、
請求項１に記載の測距性能評価システム。
【請求項４】
前記複数の段部のそれぞれが、前記撮像装置と対向する面部を備えており、
複数の前記面部のそれぞれが、前記撮像装置へ近づくにつれて面積が異なっている、
請求項３に記載の測距性能評価システム。
【請求項５】
移動部材をさらに備えており、
前記移動部材が、前記測定基準器と前記撮像装置との間を通り過ぎるように移動する、
請求項３に記載の測距性能評価システム。
【請求項６】
前記測定基準器が、複数の板部材を備えており、
少なくとも一枚の前記板部材が複数に分割し、
前記板部材間の距離が変化する、
請求項１に記載の測距性能評価システム。
【請求項７】
前記測定基準器が、少なくとも一つの図形をかたどった穴を有しており、
前記穴の幅が、前記穴の一端から他端に至るに従って次第に狭くなっている、
請求項１に記載の測距性能評価システム。
【請求項８】
前記測定基準器が、
スライドするスライド板と、
前記スライド板をホールドするホールド板と、を備えており、
前記スライド板が、規則的に配列された複数の穴又は突起を有している、
請求項１に記載の測距性能評価システム。
【請求項９】
測距センサによって測定基準器からの距離画像を取得するステップと、
前記距離画像から得られる距離情報に基づいて測距センサの性能を評価するステップと、を含む、
測距性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、測距センサの性能を評価するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、対象物までの距離を測定する測距センサが利用されている。
【０００３】
特許文献１においては、壁の凹凸状態を測距センサが取得する技術が開示されている。特許文献２においては、ロボットと壁との距離を測距センサが測定する技術が開示されている。
【０００４】
種々の測距センサの中で、距離情報を含む距離画像を取得するものがある。距離画像の取得により、例えばジェスチャー認識、物体認識、障害物検知などが実現できる。正確に距離画像が取得できる測距センサが、自律的に動作するロボット、ドローン、ＶＲ（仮想現実）、ＡＲ（拡張現実）、ＭＲ（複合現実）などの分野で求められている。
【０００５】
このような測距センサの製造時には性能評価が行われることが一般的である。この評価においては、評価者が距離画像を「視認」して評価することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０１９９３号公報
【特許文献２】特開２００８−０５９２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような視認による評価方法では、評価者の習熟度や感覚などが評価結果に影響を及ぼすという問題がある。測距センサの性能は、定量的に評価されることが望ましい。
【０００８】
そこで、本技術は測距センサの性能を定量的に評価するシステム及び方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術は、測定基準器と、測距センサを有する撮像装置と、処理装置と、を備えており、前記測定基準器が、前記撮像装置と対向するように配置されており、前記撮像装置が、前記測定基準器を撮像して距離画像を取得し、前記処理装置が、前記距離画像から得られる距離情報に基づいて前記測距センサの測距性能を評価する、測距性能評価システムを提供する。
前記距離情報が、解像度であってもよい。
前記測定基準器が、複数の段部を有しており、前記複数の段部のそれぞれが、前記撮像装置に向かって高さが異なるように突出していてもよい。
前記複数の段部のそれぞれが、前記撮像装置と対向する面部を備えており、複数の前記面部のそれぞれが、前記撮像装置へ近づくにつれて面積が異なっていてもよい。
移動部材をさらに備えており、前記移動部材が、前記測定基準器と前記撮像装置との間を通り過ぎるように移動してもよい。
前記測定基準器が、複数の板部材を備えており、少なくとも一枚の前記板部材が複数に分割し、前記板部材間の距離が変化してもよい。
前記測定基準器が、少なくとも一つの図形をかたどった穴を有しており、前記穴の幅が、前記穴の一端から他端に至るに従って次第に狭くなっていてもよい。
前記測定基準器が、スライドするスライド板と、前記スライド板をホールドするホールド板と、を備えており、前記スライド板が、規則的に配列された複数の穴又は突起を有していてもよい。
さらに本技術は、測距センサによって測定基準器からの距離画像を取得するステップと、前記距離画像から得られる距離情報に基づいて測距センサの性能を評価するステップと、を含む、測距性能評価方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本技術に係る測距性能評価システムの一実施形態の構成図である。
【図２】本技術に係る測定基準器の具体例の斜視図である。
【図３】本技術に係る測定基準器の具体例の正面図である。
【図４】本技術に係る撮像画像の一例である。
【図５】本技術に係る撮像画像の一例である。
【図６】本技術に係る距離情報の一例を示したグラフである。
【図７】本技術に係る距離情報の一例を示したグラフである。
【図８】本技術に係る距離情報の一例を示したグラフである。
【図９】本技術に係る距離情報の一例を示したグラフである。
【図１０】本技術に係る測定基準器の具体例の斜視図である。
【図１１】本技術に係る測定基準器の具体例の上面図である。
【図１２】本技術に係る撮像画像の一例である。
【図１３】本技術に係る測定基準器の具体例の斜視図である。
【図１４】本技術に係る測定基準器の具体例の斜視図である。
【図１５】本技術に係る測定基準器の具体例の正面図である。
【図１６】本技術に係る距離情報の一例を示したグラフである。
【図１７】本技術に係る測定基準器の具体例の正面図である。
【図１８】本技術に係る撮像画像の一例である。
【図１９】本技術に係る距離情報の一例を示した表である。
【図２０】本技術に係る測定基準器の具体例の正面図である。
【図２１】本技術に係る撮像画像の一例である。
【図２２】本技術に係る測定基準器の具体例の正面図である。
【図２３】本技術に係る測定基準器の具体例の斜視図である。
【図２４】本技術に係る撮像画像の一例である。
【図２５】本技術に係る測定基準器の具体例の斜視図である。
【図２６】本技術に係る測定基準器の具体例の斜視図である。
【図２７】本技術に係る測距性能評価方法のフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本技術を実施するための好適な形態について、添付した図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する実施形態及び実施例は、本技術の代表的な実施形態及び実施例を示したものであり、本技術の範囲がこれらの実施形態及び実施例に限定されることはない。なお、本技術の説明は以下の順序で行う。
１．本技術に係る第１の実施形態（測距性能評価システム）
（１）第１の実施形態の説明
（２）第１の実施形態の第１の例（階段状の円形）
（３）第１の実施形態の第２の例（開閉板）
（４）第１の実施形態の第３の例（図形穴）
（５）第１の実施形態の第４の例（スライド板）
２．本技術に係る第２の実施形態（測距性能評価方法）
【００１２】
１．本技術に係る第１の実施形態（測距性能評価システム）
【００１３】
（１）第１の実施形態の説明
本技術に係る測距性能評価システム（以下、本システムという）は、測距センサが取得した距離画像から得られる距離情報を定量的に評価する。定量的に評価することにより、例えば評価結果についての信頼性が高まるという効果が生じる。
【００１４】
本システムの一実施形態の構成図を図１に示す。図１に示されるとおり、本システム１は、測定基準器１００と、撮像装置２００と、処理装置３００と、を備えている。
【００１５】
撮像装置２００と処理装置３００は電気的に接続されている。撮像装置２００と処理装置３００は、図１のように連結していてもよいし、分離していてもよい。
【００１６】
測距性能を定量的に評価するため、本システムは測定基準器１００を備えている。測定基準器１００は、撮像装置２００と対向するように配置されている。測定基準器１００については種々の実施例が想定されうる。測定基準器１００の実施例については後述する。
【００１７】
撮像装置２００は、測定基準器１００を撮像して距離画像を取得する。距離画像とは、奥行き方向の距離情報を含む画像である。撮像装置２００は測距センサ２１０を有する。このことにより、この距離画像は撮像装置２００から測定基準器１００までの距離情報を少なくとも含むことができる。
【００１８】
この距離情報は、前記距離画像における例えば色や解像度などで表現できる。撮像装置２００から測定基準器１００までの距離が短いほど、測距センサ２１０は、例えば色を濃くしたり解像度を高くしたりできる。この距離情報の詳細な説明は後述する。
【００１９】
処理装置３００は、撮像装置２００が取得した前記距離画像から得られる距離情報に基づいて、前記測距センサ２１０の測距性能を評価する。処理装置３００は、例えば前記距離情報をグラフ化したり、閾値に基づいて前記距離情報をランク分けしたりできる。
【００２０】
撮像装置２００は、例えばカメラを利用することによって実現できる。測距センサ２１０は、例えばイメージセンサを利用することによって実現できる。
【００２１】
処理装置３００は、いわゆるＰＣ、サーバ、ワークステーション、タブレット端末などのスタンドアロンのコンピュータ装置を利用することによって実現できる。あるいは、処理装置３００は、ネットワークを介して協働する複数のコンピュータ装置から成るコンピュータシステムを利用することによって実現できる。
【００２２】
前記距離画像は、前記コンピュータ装置が内蔵する又は外付けされるハードディスクドライブやソリッドステートドライブなどの記憶装置に格納されることができる。
【００２３】
なお、撮像装置２００が距離画像を取得する方式は特に限定されない。この方式の一例として、ステレオビジョン方式、ストラクチャード・ライト方式、レーザー三角測量方式、タイム・オブ・フライト（ＴＯＦ）方式などがある。
【００２４】
処理装置３００による測距性能の評価は、例えばプログラムによって実現できる。このプログラムは、前記コンピュータ装置が内蔵するメモリやハードディスクドライブなどの前記記憶装置に格納されることができる。このコンピュータ装置が内蔵するＣＰＵなどの演算部が、このプログラムを動作させることができる。
【００２５】
さらにこのプログラムは、記憶媒体に記憶されることができる。このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブなどの記憶媒体に、コンピュータ装置が読み取り可能な形態で記憶されることができる。これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりできる。
【００２６】
以下、測定基準器の具体例を列挙して説明する。
【００２７】
（２）第１の実施形態の第１の例（階段状の円形）
図２は測定基準器の具体例の斜視図である。図３はその正面図である。
【００２８】
図２に示されるとおり、測定基準器１１０は、複数の段部（１１０ａ〜１１０ｌ）を有している。この複数の段部（１１０ａ〜１１０ｌ）のそれぞれは、撮像装置２００に向かって高さが異なるように突出している。より具体的に説明すると、この複数の段部（１１０ａ〜１１０ｌ）のそれぞれは、撮像装置２００に向かって段部１１０ａを基準として時計回りに高さが段階的に高くなっている。このことにより、撮像装置２００から測定基準器１１０までの距離が段階的に異なっている。
【００２９】
撮像装置２００は測定基準器１１０を撮像する。距離が段階的に異なっているため、撮像装置２００は複数の距離情報を含む距離画像を一度に取得できる。つまり撮像装置２００は複数の面（１１４ａ〜１１４ｌ）のそれぞれの距離情報を一度に取得できる。
【００３０】
図２及び３に示されるとおり、複数の段部（１１０ａ〜１１０ｌ）のそれぞれが、撮像装置２００と対向する面部（１１４ａ〜１１４ｌ）を備えている。複数の面部（１１４ａ〜１１４ｌ）のそれぞれは、撮像装置２００へ近づくにつれて面積が段階的に異なっている。より具体的に説明すると、一つの面１１４ａを基準としてこの面積が段階的に小さくなっている。
【００３１】
遠くのものは小さく見えて、近くのものは大きく見えるという現象がある。この現象により、撮像装置２００が測定基準器１１０を撮像するとき、撮像装置２００へ近づくにつれて複数の面部（１１４ａ〜１１４ｌ）のそれぞれが大きく撮像される。
【００３２】
この現象を考慮して、この面積が段階的に小さくなっている。具体的に説明すると、面部１１４ｋの面積は面部１１４ｊの面積より小さくなっている。面部１１４ｊの面積は面部１１４ｉの面積より小さくなっている。
【００３３】
面積が段階的に小さくなっていることにより、距離画像における複数の面部（１１４ａ〜１１４ｌ）のそれぞれの面積が均等になる。図３に示されるとおり、複数の面部（１１４ａ〜１１４ｌ）のそれぞれは、撮像装置２００からの距離が異なっているにも関わらず、面積が均等になっている。つまり、複数の面部（１１４ａ〜１１４ｌ）のそれぞれは一つの円形が１２等分されているように撮像される。なお、この等分される数は１２に限られない。
【００３４】
複数の面部（１１４ａ〜１１４ｌ）のそれぞれは、複数の領域を有することができる。例えば面部１１４ａは複数の領域（１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ）を有することができる。複数の領域（１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ）のそれぞれの光の反射率は異なっていてもよい。例えば領域１１１ａの反射率を９０％、領域１１２ａの反射率を６０％、領域１１３ａの反射率を５％とすることができる。
【００３５】
複数の面部（１１４ａ〜１１４ｌ）のそれぞれは、テクスチャなどの画像を有していてもよい。
【００３６】
領域ごとに光の反射率が異なっていることにより、処理装置３００は領域ごとに測距センサ２１０の性能を評価できる。
【００３７】
複数の面部（１１４ａ〜１１４ｌ）は円形の中心を軸として時計回り又は反時計回りに回転してもよい。撮像装置２００が時計回り又は反時計回りに回転してもよい。複数の段部（１１０ａ〜１１０ｌ）のそれぞれは伸縮してもよい。例えばモーターなどによってこの回転及び伸縮が実現できる。
【００３８】
この回転又は伸縮により、撮像装置２００は複数の距離画像を連続して撮像できる。このことにより、複数の距離画像を容易に比較できるため、評価における作業効率が向上する。
【００３９】
なお、図２に示される測定基準器１１０は撮像装置２００の方向に突出した形態であるが、その逆に窪んだ形態であってもよい。また、この測定基準１１０は、時計回りに距離が段階的に長くなっているが、反時計回りに距離が段階的に長くなっていてもよい。
【００４０】
撮像装置２００が測定基準器１１０を撮像して取得した画像の一例を図４に示す。図４は、測定基準器１１０に赤外線を照射し、反射した光を分光して画像に変換したＩＲ（infrared spectroscopy）画像である。例えば撮像装置２００に赤外線カメラを利用することによって、このＩＲ画像が取得できる。
【００４１】
図４に示されるとおり、光の反射率が高いほど色が白く、反射率が低いほど色が黒くなっている。複数の領域のそれぞれの中心に正方形の印が付されている。
【００４２】
測定基準器１１０を撮像装置２００が撮像して取得した画像の一例を図５に示す。図５は、デプス値を色で表現した距離画像である。デプス値とは撮像装置２００から測定基準器１１０までの距離をいう。照射した赤外線が測定基準器１１０に当たって戻るのに要する時間と、赤外線の速度に基づいて、このデプス値が算出できる。例えば撮像装置２００にデプスカメラを利用することによって、この距離画像が取得できる。
【００４３】
この距離画像において、デプス値が小さいほど色が濃く、デプス値が大きいほど色が淡くなっている。この色の濃淡が、撮像装置２００の方向の解像度を示している。なお、黒色の領域は距離が測定できなかった領域である。
【００４４】
処理装置３００は、この距離画像が含む距離情報に基づいて、前記測距センサ２１０の測距性能を評価する。この距離情報は、例えば色などで表現できる。上述したように、この色とデプス値が対応している。
【００４５】
このデプス値を処理装置３００が定量的に表示したグラフを図６に示す。図６において、縦軸はデプス値である。横軸は、面部１１４ａを基準として時計回りに進むときの角度である。
【００４６】
図６において、角度ｒ１から角度ｒ３までの間は測定基準器１１０における反射率が６０％の領域（１１２ａ〜１１２ｌ）のデプス値が示されている。より具体的に説明すると、角度ｒ１における印は、領域１１２ａのデプス値を示す。より具体的に説明すると、このデプス値は、図４及び図５において領域１１２ａに付されている正方形の印の中心のデプス値である。
【００４７】
角度ｒ１における印の右隣りの印は、領域１１２ｂのデプス値を示す。右に進むほどデプス値が小さくなっている。測定基準器１１０が有する複数の段部（１１０ａ〜１１０ｌ）のそれぞれが撮像装置２００の方向に突出しており、一つの段部１１０ａを基準として該方向の距離が段階的に長くなっているためである。
【００４８】
この距離が最も長い段部１１０ｋのデプス値が、角度ｒ２における印で示されている。角度ｒ１から角度ｒ３までの間で、この領域１１２ｂのデプス値が最も小さくなっている。
【００４９】
角度ｒ４から角度ｒ８までの間は、反射率が９０％の複数の領域（１１１ａ〜１１１ｌ）のデプス値を示す。角度ｒ４における印は、領域１１１ａのデプス値を示す。角度ｒ５における印は、領域１１１ｂのデプス値を示す。角度ｒ６における印は、領域１１１ｃのデプス値を示す。角度ｒ７における印は、領域１１１ｋのデプス値を示す。角度ｒ８における印は、領域１１１ｌのデプス値を示す。
【００５０】
角度ｒ５から角度ｒ７までの間のデプス値を取り出して拡大したグラフを図７に示す。図７において、直線Ｌ１は基準面部１１４ｂにおける反射率が９０％の領域１１１ａの理論デプス値（１，０５０ｍｍ）を示す。理論デプス値は理論上のデプス値である。
【００５１】
下向きに折れ下がっている折れ線Ｌ２は、反射率が９０％の複数の領域（１１１ｂ〜１１１ｋ）の実測デプス値を示す。実測デプス値は、測距センサ２１０が距離を実際に測定して得たデプス値である。
【００５２】
この実測デプス値と理論デプス値の差が、図２における複数の段部（１１０ｂ〜１１０ｌ）のそれぞれの基準面部１１４ａからの長さである。
【００５３】
図７における点線の矩形の枠を拡大したグラフを図８に示す。図８の折れ線Ｌ２において、角度ｒ５における領域１１１ｂの実測デプス値と、角度ｒ６における領域１１１ｃの実測デプス値が示されている。なお、直線Ｌ１は領域１１１ａの理論デプス値である。
【００５４】
角度ｒ５における直線Ｌ１と折れ線Ｌ２の差（Ｌ２−Ｌ１）が負の値になっている。ノイズなどの影響により測距センサ２１０は領域１１１ｂを弁別できていない。一方で、角度ｒ６における直線Ｌ１と折れ線Ｌ２の差は正の値になっている。測距センサ２１０は領域１１１ｃを弁別できている。
【００５５】
さらに処理装置３００は、複数の領域のそれぞれの実測デプス値と理論デプス値を比較できる。実測デプス値と理論デプス値を比較したグラフを図９に示す。図９において、縦軸は実測デプス値と理論デプス値の差である。横軸は面部１１４ａを基準として時計回りに進むときの角度である。
【００５６】
折れ線Ｌ３は、図７と同様に複数の領域（１１１ｂ〜１１１ｋ）のそれぞれの実測デプス値を示す。直線Ｌ４に示される複数の領域（１１１ｂ〜１１１ｋ）のそれぞれの理論デプス値を基準としたときの、実績デプス値のずれの度合いが示されている。
【００５７】
このように、本システムは測距センサ２１０の性能を定量的に評価できる。
【００５８】
また、測定基準器１１０は移動部材を備えていてもよい。測定基準器１１０の具体例の斜視図を図１０に示す。図１０に示されるとおり、測定基準器１１０と撮像装置２００との間に移動部材１１５が配置されている。移動部材１１５は測定基準器１１０と撮像装置２００との間を通り過ぎるように移動できる。移動部材１１５は撮像装置２００に向かって左右方向に移動できる。なお、移動部材１１５は上下方向に移動してもよいし、斜め方向に移動してもよいし、前後方向に移動してもよい。
【００５９】
移動部材１１５があることにより、処理装置３００は測距センサ２１０が移動部材１１５についての測距情報を除去する性能を評価できる。
【００６０】
このことを具体的に説明する。例えば経時的変化を示す複数の距離画像があるとする。これらの複数の距離画像に対して一律に積分することによりノイズを除去する技術が利用されている。
【００６１】
しかし、撮像装置２００と測定基準器１１０の間に移動部材１１５があるとき、この移動部材１１５からの距離情報と、測定基準器１１０からの距離情報が混ざり合ってしまい、ノイズが正しく除去できないことがある。
【００６２】
そこで、測距センサ２１０は移動部材１１５の動きを検知して移動部材１１５からの距離情報を除去できる。移動部材１１５からの距離情報が除去されれば、距離画像はノイズとなる移動部材１１５からの距離情報を含まない。
【００６３】
処理装置３００は、距離画像が移動部材１１５からの距離情報を含むか否かを判定することにより、測距センサ２１０の性能を評価できる。
【００６４】
また、図１１に示されるとおり、測定基準器は階段のような形態であってもよい。図１１は測定基準器の具体例の上面図である。測定基準器１５０は、複数の段部を有している。この複数の段部のそれぞれは、撮像装置２００に向かって高さが異なるように突出している。より具体的に説明すると、この高さが段階的に低くなっている。
【００６５】
このことにより、撮像装置２００は、複数の距離情報を含む距離画像を一度に取得できる。
【００６６】
この測定基準器１５０を撮像して取得した距離画像の一例を図１２に示す。この距離画像から取得した距離情報と、実際の測定基準器１５０の距離情報を比較することにより、処理装置３００は測距センサ２１０の性能を定量的に評価できる。
【００６７】
なお、測定基準器の形態はカーブを描く曲線であってもよい。この測定基準器は一つの面部を基準として距離が連続的に異なる。
【００６８】
また、図１３に示されるとおり、測定基準器は円錐のような形態であってもよい。図１３は測定基準器の具体例の斜視図である。測定基準器１６０は、撮像装置２００の方向に突出しており、底面部を基準として該方向の距離が連続的に異なっている。より具体的に説明すると、底面部を基準として該方向の距離が連続的に長くなっている。
【００６９】
距離が連続的に異なっていることにより、撮像装置２００はより多くの距離情報を含む距離画像を一度に取得できる。
【００７０】
なお、この底面の図形は円形に限られない。この図形は、例えば矩形、三角形、楕円形などであってもよい。
【００７１】
（３）第１の実施形態の第２の例（開閉板）
図１４は測定基準器の具体例の斜視図である。図１５はその正面図である。
【００７２】
図１４及び１５に示されるとおり、測定基準器１２０は複数の板部材を備えている。この実施例では、測定基準器１２０は第１板部材１２１と第２板部材１２２とを備えている。
【００７３】
前記板部材間の距離が変化してもよい。この距離は手動又は自動で変化できる。この実施例では、第１板部材１２１と第２板部材１２２との距離が長くなったり短くなったりできる。車輪、モーター、リモートコントローラーなどを利用することによって、これを実現できる。
【００７４】
少なくとも一つの前記板部材は複数に分割できる。この実施例では、第１板部材１２１は左右方向に２枚に分割して、左側第１板部材１２１ａと右側第１板部材１２１ｂを構成することができる。なお、第１板部材１２１は上下方向に分割してもよいし、斜め方向に分割してもよいし、３枚以上に分割してもよい。あるいは第２板部材１２２が分割してもよい。
【００７５】
分割した前記板部材間の距離が変化してもよい。この距離は手動又は自動で変化できる。この実施例では、左側第１板部材１２１ａと右側第１板部材１２１ｂとの距離が長くなったり短くなったりできる。
【００７６】
測定基準器１２０は、左側第１板部材１２１ａと右側第１板部材１２１ｂの距離を一定にしたまま、第１板部材１２１を左右方向又は前後方向に移動できる。あるいは、測定基準器１２０は、第１板部材１２１と第２板部材１２２の距離を一定にしたまま、第１板部材１２１を左右方向に移動させたり、左側第１板部材１２１ａと右側第１板部材１２１ｂの距離を変化させたりできる。あるいは、測定基準器１２０は、第１板部材１２１と第２板部材１２２の距離を変化させながら、左側第１板部材１２１ａと右側第１板部材１２１ｂの距離を変化させることができる。
【００７７】
撮像装置２００は測定基準器１２０を撮像する。撮像装置２００は、左側第１板部材１２１ａと右側第１板部材１２１ｂの隙間を通して、第１板部材１２１と第２板部材１２２の距離情報を含む距離画像を取得する。
【００７８】
このことにより、撮像装置２００は複数の距離画像を容易に取得できる。例えば第１板部材１２１と第２板部材１２２の距離を段階的に短くした複数の距離画像を撮像装置２００は容易に取得できる。あるいは、左側第１板部材１２１ａと右側第１板部材１２１ｂの距離を段階的に短くした複数の距離画像を撮像装置２００は容易に取得できる。あるいは、左側第１板部材１２１ａと右側第１板部材１２１ｂの隙間が、撮像装置２００から見て左側にある場合と、正面にある場合と、右側にある場合の距離画像を撮像装置２００は容易に取得できる。
【００７９】
処理装置３００は、この距離画像が含む距離情報をグラフ化するなどして測距センサの性能を定量的に評価できる。この距離情報を処理装置３００がグラフ化した一例を図１６に示す。図１６において、横軸は空間周波数である。縦軸は第１板部材１２１と第２板部材１２２の距離である。製品Ａと製品Ｂの測距性能が示されている。
【００８０】
図１６に示されるとおり、横軸の空間周波数が増加するほど、縦軸の距離が減少している。つまり、空間周波数が増加するほど、測距センサ２１０は第１板部材１２１と第２板部材１２２の距離が正確に測定できなくなっている。
【００８１】
このように、処理装置３００は、測距センサ２１０の性能を定量的に評価できる。なお、処理装置３００は他の実施例においても図１６に示されるようなグラフを表示できる。
【００８２】
（４）第１の実施形態の第３の例（図形穴）
図１７は測定基準器の具体例の正面図である。
【００８３】
図１７に示されるとおり、測定基準器１３０は、少なくとも一つの図形をかたどった穴を有している。この穴の幅は、この穴の一端から他端に至るに従って次第に狭くなっていてもよい。図１７に示されているこの図形はくさび形、三角形、矩形であるが、この図形は特に限定されない。この図形は例えば円形又は楕円形などであってもよい。また、矩形には、例えば正方形、長方形、台形、ひし形、角が丸くされた正方形、及び角が丸くされた長方形などが含まれる。
【００８４】
測定基準器１３０は、その縁部に複数の三角形の穴を有してもよい。このことにより、撮像装置２００が有する測距センサ２１０が測定基準器１３０の位置を認識できる。その結果、撮像装置２００は画角を正確に合わせることができる。
【００８５】
撮像装置２００は測定基準器１３０を撮像する。撮像装置２００は、測定基準器１３０が有している穴を通して、測定基準器１３０と、その奥にある壁などとの距離情報を含む距離画像を取得する。
【００８６】
測定基準器１３０を撮像して取得した距離画像の一例を図１８に示す。図１８に示されるとおり、この距離画像は、濃い灰色の領域と、薄い灰色の領域と、黒色の領域と、を有している。例えばデプスカメラなどを利用することによって、この距離画像が取得できる。
【００８７】
濃い灰色の領域は、測定基準器１３０における穴のない面に対応している。薄い灰色の領域と黒色の領域は、測定基準器１３０における穴のある面に対応している。
【００８８】
薄い灰色の領域は、測距センサ２１０が測定基準器１３０と壁とを弁別できている領域である。黒色の領域は、測距センサ２１０が測定基準器１３０と壁との距離を測定できている領域である。
【００８９】
以後、図１７における、最も左側に配置されている３つに枝分かれしたくさび形を例に挙げて説明する。このくさび形の幅は、このくさび形の一端から他端に至るに従って次第に狭くなっている。このくさび形の下側の幅は広がっており、上側の幅は狭まっている。
【００９０】
図１８に示されるとおり、このくさび形の下側では、薄い灰色の領域及び黒色の領域が３つに枝分かれしている。つまり、下側では測距センサ２１０は測定基準器１３０と壁とを３つの枝ごとに弁別できているし、測定基準器１３０と壁との距離を３つの枝ごとに測定できている。
【００９１】
しかし、このくさび形の上側では、薄い灰色の領域及び黒色の領域が枝分かれしていない。つまり、上側では測距センサ２１０は測定基準器１３０と壁とを３つの枝ごとに弁別できていないし、測定基準器１３０と壁との距離を３つの枝ごとに測定できていない。
【００９２】
ここで、画像の解像度について説明する。解像度とは、距離情報の一種であり、折り返りというノイズを除いて、どこまで細かいパターンが解像できるかの限界値をいう。この測定基準器１３０を例にして説明すると、空間周波数を徐々に変化させるとき、測距センサ２１０が認識するくさびの枝数が変化した空間周波数が解像度である。図１８に示される距離画像は、この空間周波数が所定の値のときの距離画像である。
【００９３】
上述したように、測定基準器１３０が有する穴の幅は、穴の一端から他端に至るに従って次第に狭くなっている。このことにより、処理装置３００は距離画像の解像度を得ることができる。
【００９４】
解像度は、一般的に画面高さあたりの本数で表現される。解像度の単位はＴＶ本である。この解像度の数値が高いほど、測距センサ２１０の性能が高いことを示す。
【００９５】
この解像度は、さらに弁別解像度と奥行解像度で表現できる。弁別解像度は、測定基準器１３０と壁を測距センサ２１０がどこまで細かいパターンで弁別できるかの限界値をいう。弁別解像度は、図１８に示される薄い灰色の領域に対応している。
【００９６】
奥行解像度は、測定基準器１３０と壁の距離を測距センサ２１０がどこまで細かいパターンで測定できるかの限界値をいう。奥行解像度は、図１８に示される黒色の領域に対応している。
【００９７】
複数の測距センサ２１０（製品イ、製品ロ、製品ハ）が取得した距離情報の一例を示した表を図１９に示す。図１９に示されるとおり、製品イの弁別解像度は８０ＴＶ本であり、奥行解像度は４０ＴＶ本である。製品ロの弁別解像度は７０ＴＶ本であり、奥行解像度は３０ＴＶ本である。製品ハの弁別解像度は４０ＴＶ本であり、奥行解像度は２０ＴＶ本である。
【００９８】
このことから、製品イの測距性能が最も高いことがわかる。このように、処理装置３００は測距センサ２１０の性能を定量的に評価できる。
【００９９】
ところで、上述したように測定基準器が有する穴の形状は特に限定されない。この穴は、例えば図２０に示されるような図形であってもよい。
【０１００】
図２０は、測定基準器１３０の具体例の正面図である。図２０において、白い領域は測定基準器１３０における穴があいていない領域である。黒い領域は測定基準器１３０が有している穴である。この穴は右上から左下に向かって斜めの矩形になっている。なお、この斜め方向の角度や、この穴の大きさは特に限定されない。
【０１０１】
撮像装置２００が測定基準器１３０を撮像する。撮像装置２００は、この測定基準器１３０が有している穴を通して、測定基準器１３０と、その奥にある壁などとの距離情報を含む距離画像を取得する。
【０１０２】
この穴が斜めの矩形になっていることにより、撮像装置２００はこの穴の上側の距離情報と下側の距離情報をそれぞれ取得できる。さらには、撮像装置２００はこの穴の上側の弁別解像度又は奥行解像度と、下側の弁別解像度又は奥行解像度をそれぞれ取得できる。
【０１０３】
この測定基準器１３０を撮像装置２００が撮像して取得した距離画像の一例の一部を図２１に示す。図２１において、白い領域は測定基準器１３０における穴があいていない領域に対応している。黒い領域は測定基準器１３０が有している穴に対応している。この距離画像は、空間周波数が所定の値のときの距離画像である。
【０１０４】
図２１に示されるとおり、左側の穴があいていない領域から右側の穴に向かって徐々に色が変化している。この色の変化が急であるほど、測距センサ２１０の弁別解像度又は奥行解像度が高いことを示す。
【０１０５】
あるいは、測定基準器が有する穴は図２２に示されるような図形であってもよい。図２２は、測定基準器の具体例の正面図である。図２２に示されるとおり、この測定基準器は複数の円形を有する。なお、この円形の数は限定されないが、例えば３つ、さらには９つにすることができる。
【０１０６】
レンズの歪みなどの影響により、距離画像において中央部よりも周辺部の解像度が低下することが一般的に知られている。この測定基準器が複数の円形を有することにより、撮像装置２００は、この測定基準器における中央部の円形の距離情報と、この測定基準器における周辺部の円形の距離情報とを一度に取得できる。そして、処理装置３００は、中央部の円形の距離情報と比較して、周辺部の円形の距離情報の精度を定量的に評価できる。
【０１０７】
さらに、この複数の円形のそれぞれは複数の黒いスリット状の領域を有している。この領域は穴である。一つの円形において、この穴は複数の角度で設けられている。このことにより、撮像装置２００は複数の角度の穴における距離情報を一度に取得できる。なお、このスリット状の領域の数、角度、幅などは特に限定されない。
【０１０８】
（５）第１の実施形態の第４の例（スライド板）
図２３は測定基準器の具体例の斜視図である。
【０１０９】
図２３に示されるとおり、測定基準器１４０は、左右方向にスライドするスライド板１４１と、スライド板１４１をホールドするホールド板１４２と、を備えている。
【０１１０】
この実施例では、ホールド板１４２がレールを備えている。スライド板１４１は、このレールにスライド可能に嵌め入れられている。なお、ホールド板１４２がスライド板１４１をホールドする形態は特に限定されない。例えばスライド板１４１又はホールド板１４２が磁石を備えていることにより、ホールド板１４２がスライド板１４１をホールドしてもよい。
【０１１１】
スライド板１４１は規則的に配列された複数の穴を有している。この穴は少なくとも一つの図形をかたどっている。この図形は特に限定されないが、この実施例ではこの図形は矩形である。なお、穴の代わりに、例えばガラスやフィルムなどのように光を通す素材が設けられていてもよい。
【０１１２】
この穴は右に行くほど数が多くなっている。なお、左に行くほど穴の数が多くなっていてもよい。
【０１１３】
スライド板１４１は、手動又は自動で左右方向にスライドする。なお、スライド板１４１は上下方向又は斜め方向などにスライドしてもよい。
【０１１４】
ホールド板１４２も、少なくとも一つの図形をかたどった穴を有している。
【０１１５】
撮像装置２００が測定基準器１４０を撮像する。スライド板１４１が有している穴と、ホールド板１４２が有している穴が重なるとき、撮像装置２００は、これらの穴を通して、測定基準器１４０と、その奥にある壁などとの距離情報を含む距離画像を取得する。撮像装置２００は、スライド板１４１が有している穴ごとに距離情報を取得できる。
【０１１６】
スライド板１４１の位置によって距離画像に含まれる穴の数が異なる。スライド板１４１が左右方向にスライドすることにより、撮像装置２００は複数の距離情報を含む距離画像を容易に取得できる。
【０１１７】
上述したように、レンズの歪みなどの影響により、距離画像において中央部よりも周辺部の解像度が低下することが一般的に知られている。スライド板１４１がスライドすることにより、撮像装置２００は、中央部と周辺部の距離情報を容易に取得できる。
【０１１８】
処理装置３００は、中央部の距離情報と周辺部の距離情報を比較することにより、測距センサ２１０の性能を定量的に評価できる。例えば任意の数の穴を中央部に配置した場合の距離画像と、この穴を周辺部に配置した場合の距離画像を比較することにより、処理装置３００は測距センサ２１０の性能を定量的に評価できる。
【０１１９】
測定基準器１４０を撮像して取得した距離画像の一例を図２４に示す。図２４に示されるこの距離画像は、スライド板１４１を左方向にスライドさせながら撮像装置２００が連続して撮像した１２枚の距離画像を並べたものである。この距離画像において、明るい領域はスライド板１４１が有する穴に対応している。
【０１２０】
例えばデプスカメラを利用することによって、この距離画像が取得できる。
【０１２１】
図２４に示されるとおり、１０、１１、１２番目の距離画像のように穴の数が多すぎると測距センサ２１０が穴ごとの距離情報を取得できないことがわかる。
【０１２２】
この距離情報を、処理装置３００は図２６に示したようなグラフに表示できる。このように、処理装置３００は、測距センサ２１０の性能を定量的に評価できる。
【０１２３】
上述したように、スライド板１４１が有する穴がかたどっている図形は矩形に限られない。測定基準器の具体例の斜視図を図２５に示す。図２５に示されるとおり、スライド板１４１が有する穴の図形はくさび形であってもよい。
【０１２４】
このくさび形の左側は広がっており、右側は狭まっている。スライド板１４１を左方向にスライドさせると、穴と穴との距離が次第に狭くなる。したがって、処理装置３００は測距センサ２１０がどこまで細かいパターンを解像できるかを定量的に評価できる。
【０１２５】
あるいは、スライド板１４１は規則的に配列された複数の突起を有していてもよい。測定基準器の具体例の斜視図を図２６に示す。図２６に示されるとおり、スライド板１４１は規則的に配列された複数の突起を有している。なお、この突起の長さは一律でもよいし、異なっていてもよい。
【０１２６】
この測定基準器１４０を撮像装置２００が撮像することにより、図２３又は２４に示される測定基準器１４０と同様に、撮像装置２００は複数の距離情報を含む距離画像を取得できる。
【０１２７】
測距センサ２１０の性能は、どこまで細かい穴が解像できるかよりも、どこまで細かい突起が解像できるかのほうが一般的に重要視されている。したがって、さらなる実施例として、伸縮可能な複数の突起を備えている測定基準器であってもよい。複数の突起のそれぞれは、ピンアートのように突出する本数や長さが任意に変化してもよい。
【０１２８】
具体的に説明すると、この測定基準器は突起の本数を徐々に少なくしたり多くしたりすることができる。この測定基準器は、例えば縦３本横３本の突起を突出させたり、縦２本横２本の突起を突出させたりできる。
【０１２９】
このことにより、処理装置３００はどこまで細かい突起が解像できるかを定量的に評価できる。
【０１３０】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、異なる実施例の構成を組み合わせたり、他の構成に適宜変更したりできる。
【０１３１】
２．本技術に係る第２の実施形態（測距性能評価方法）
【０１３２】
本技術に係る測距性能評価方法（以下、本方法という）のフローチャートの一例を図２７に示す。図２７に示されるとおり、本方法は、測距センサによって測定基準器からの距離画像を取得するステップＳ２００と、前記距離画像から得られる距離情報に基づいて測距センサの測距性能を評価するステップＳ３００と、を含む。
【０１３３】
測距センサの測距性能を定量的に評価するため、本方法は測定基準器を利用する。この測定基準器は、第１の実施形態において説明した測定基準器を利用できる。
【０１３４】
距離画像を取得するステップＳ２００では、測距センサが、この測定基準器までの距離情報を含む距離画像を取得する。この測距センサは、例えばイメージセンサを利用することによって実現できる。
【０１３５】
この距離情報は、前記距離画像における例えば色や解像度などで表現できる。測距センサから測定基準器までの距離が短いほど、測距センサは、例えば色を濃くしたり、解像度を高くしたりできる。
【０１３６】
測距性能を評価するステップＳ３００では、プログラムが、撮像装置が取得した前記距離画像が含む距離情報に基づいて、前記測距センサの測距性能を評価する。このプログラムは、例えば前記距離情報をグラフ化したり、閾値に基づいて前記距離情報をランク分けしたりできる。
【０１３７】
なお、前記測距センサが距離画像を取得する方式は特に限定されない。この方式の一例として、ステレオビジョン方式、ストラクチャード・ライト方式、レーザー三角測量方式、タイム・オブ・フライト（ＴＯＦ）方式などがある。
【０１３８】
前記プログラムは、コンピュータ装置が内蔵するメモリやハードディスクドライブなどの前記記憶装置に格納されることができる。このコンピュータ装置が内蔵するＣＰＵなどの演算部が、このプログラムを動作させることができる。
【０１３９】
さらにこのプログラムは、記憶媒体に記憶されることができる。すなわち、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブなどの記憶媒体に、コンピュータ装置が読み取り可能な形態で記憶されることができる。これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりできる。
【０１４０】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。なお、この測距性能評価方法は、第１の実施形態において説明した技術を利用できる。第１の実施形態において説明した技術については、再度の説明を割愛する。
【０１４１】
なお、本明細書中に記載した効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
【０１４２】
なお、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
［１］測定基準器と、
測距センサを有する撮像装置と、
処理装置と、を備えており、
前記測定基準器が、前記撮像装置と対向するように配置されており、
前記撮像装置が、前記測定基準器を撮像して距離画像を取得し、
前記処理装置が、前記距離画像から得られる距離情報に基づいて前記測距センサの測距性能を評価する、
測距性能評価システム。
［２］前記距離情報が、解像度である、
［１］に記載の測距性能評価システム。
［３］前記測定基準器が、複数の段部を有しており、
前記複数の段部のそれぞれが、前記撮像装置に向かって高さが異なるように突出している、
［１］又は［２］に記載の測距性能評価システム。
［４］前記複数の段部のそれぞれが、前記撮像装置と対向する面部を備えており、
複数の前記面部のそれぞれが、前記撮像装置へ近づくにつれて面積が異なっている、
［３］に記載の測距性能評価システム。
［５］移動部材をさらに備えており、
前記移動部材が、前記測定基準器と前記撮像装置との間を通り過ぎるように移動する、
［３］又は［４］に記載の測距性能評価システム。
［６］前記測定基準器が、複数の板部材を備えており、
少なくとも一枚の前記板部材が複数に分割し、
前記板部材間の距離が変化する、
［１］〜［５］のいずれか一つに記載の測距性能評価システム。
［７］前記測定基準器が、少なくとも一つの図形をかたどった穴を有しており、
前記穴の幅が、前記穴の一端から他端に至るに従って次第に狭くなっている、
［１］〜［６］のいずれか一つに記載の測距性能評価システム。
［８］前記測定基準器が、
スライドするスライド板と、
前記スライド板をホールドするホールド板と、を備えており、
前記スライド板が、規則的に配列された複数の穴又は突起を有している、
［１］〜［７］のいずれか一つに記載の測距性能評価システム。
［９］測距センサによって測定基準器からの距離画像を取得するステップと、
前記距離画像から得られる距離情報に基づいて測距センサの性能を評価するステップと、を含む、
測距性能評価方法。
【符号の説明】
【０１４３】
１        測距性能評価システム
１００    測定基準器
１１５    移動部材
１２１    第１板部材
１２２    第２板部材
１４１    スライド板
１４２    ホールド板
２００    撮像措置
２１０    測距センサ
３００    処理装置
Ｓ２００  距離画像を取得するステップ
Ｓ３００  測距性能を評価するステップ
【図１】
2020176938.tif 000003
【図２】
2020176938.tif 000004
【図３】
2020176938.tif 000005
【図４】
2020176938.tif 000006
【図５】
2020176938.tif 000007
【図６】
2020176938.tif 000008
【図７】
2020176938.tif 000009
【図８】
2020176938.tif 000010
【図９】
2020176938.tif 000011
【図１０】
2020176938.tif 000012
【図１１】
2020176938.tif 000013
【図１２】
2020176938.tif 000014
【図１３】
2020176938.tif 000015
【図１４】
2020176938.tif 000016
【図１５】
2020176938.tif 000017
【図１６】
2020176938.tif 000018
【図１７】
2020176938.tif 000019
【図１８】
2020176938.tif 000020
【図１９】
2020176938.tif 000021
【図２０】
2020176938.tif 000022
【図２１】
2020176938.tif 000023
【図２２】
2020176938.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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