(57)【要約】【課題】高精度で詳細な距離情報を迅速に取得すること。【解決手段】本発明にかかる距離計測装置１は、撮像部１０から出力された画像信号群に基づいて撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離演算部２０と、検出範囲内に位置する物体までの距離を検出するレーダ６０と、レーダ６０の検出値間に距離演算部２０の演算値で補間した検出範囲内データと、レーダ６０の検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを作成する補間部３１とを備える。補間部３１は、現処理中の検出範囲外データの取得完了までの間、前回の検出範囲外データを用いて距離データを作成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出手段と、
少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野を有し前記撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像手段と、
前記画像信号群に基づいて前記撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する演算手段と、
前記検出手段の検出値間を前記演算手段の演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手段と、
を備えたことを特徴とする距離計測装置。
【請求項２】
前記補間手段は、現処理中の前記検出範囲外データの取得完了までの間、前回の前記検出範囲外データを用いて前記距離データを生成することを特徴とする請求項１に記載の距離計測装置。
【請求項３】
前記補間手段は、前記検出手段が前記検出値を取得する間に、前記検出範囲内データを取得することを特徴とする請求項１または２に記載の距離計測装置。
【請求項４】
前記検出手段の検出範囲を探索する検出範囲探索手段を備え、
前記補間手段は、前記検出範囲探索手段の探索結果に基づいて前記検出範囲内データおよび前記検出範囲外データを取得することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の距離計測装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、第１の光路を介して撮像した第１の前記画像信号群と、第２の光路を介して撮像した第２の前記画像信号群とを生成し、
前記演算手段は、前記第２の画像信号群の中から前記第１の画像信号群の任意の画像信号と整合する画像信号を検出し、検出した画像信号における前記任意の画像信号からの移動量に基づいて前記撮像視野内に位置する物体までの距離を演算することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の距離計測装置。
【請求項６】
前記撮像手段は、
一対の光学系と、
一対の光学系が出力する光信号を電気信号に変換する一対の撮像素子と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の距離計測装置。
【請求項７】
前記撮像手段は、
一対の導光光学系と、
各導光光学系に対応する撮像領域を有し各導光光学系が導いた光信号を各撮像領域において電気信号に変換する撮像素子と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の距離計測装置。
【請求項８】
当該距離計測装置は、車両に搭載されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の距離計測装置。
【請求項９】
所定範囲内に位置する物体までの距離を計測する距離計測方法において、
所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出ステップと、
少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像ステップと、
前記画像信号群に基づいて前記撮像視野に位置する物体までの距離を演算する演算ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された検出値間に前記演算ステップにおいて演算された演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間ステップと、
を含むことを特徴とする距離計測方法。
【請求項１０】
所定範囲内に位置する物体までの距離を計測する距離計測プログラムにおいて、
所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出手順と、
少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像手順と、
前記画像信号群に基づいて前記撮像視野に位置する物体までの距離を演算する演算手順と、
前記検出手順において検出された検出値間に前記演算手順において演算された演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手順と、
を含むことを特徴とする距離計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定範囲内に位置する物体までの距離を計測する距離計測装置、検出方法および検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の大衆化にともない、車両に搭載される各種装置が実用化されている。このような車両搭載用装置として、自車両と先行車両との車間距離を計測し、計測した車間距離に基づいて警報出力などの各種処理を行なう距離計測装置がある。
【０００３】
従来から、このような距離計測装置として、レーダを備えた距離計測装置が提案されている（特許文献１参照）。このレーダ距離計測装置は、たとえば前方向に対してレーザ光等の発信波を発して、先行車両等の障害物からの反射波を検知することによって障害物の有無および障害物までの距離を検出している。
【０００４】
また、従来から、距離計測装置として、イメージセンサを有する光学式の距離計測装置が提案されている（特許文献２参照）。この距離計測装置は、左右二つのレンズと、これら左右のレンズにそれぞれ対応するイメージセンサを有する撮像部を備える。そして、イメージセンサから出力されたそれぞれの画像のうち、一方の画像の中から、他方の画像における任意の画像信号と整合する画像信号を検出し、検出した画像信号における移動量をもとに、三角測量の原理を用いて対象物までの距離を、画像信号ごとに演算する。
【０００５】
【特許文献１】実公昭６３−４３１７２号公報
【特許文献２】特公昭６３−４６３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のレーダを備えた距離計測装置では、検出範囲が狭く、さらに各検出点間の間隔が広く、距離情報を疎らにしか取得することができなかった。このため、このような距離情報に基づいて警報出力などの各種処理を行なった場合、正確性に欠ける場合があった。
【０００７】
また、従来の光学式の距離計測装置では、レーダを備えた距離計測装置と比較し、演算点が多く、詳細な距離情報が取得できる一方、測定距離の範囲の広範囲化や測定の高精度化を図る場合には、膨大な演算時間を必要としていた。このため、従来の光学式の距離計測装置は、リアルタイムに演算結果を出力するために、演算時間および演算画素の間引き、測定距離範囲の狭小化、エッジ部分のみの演算処理、距離分解能を低下化などを行っていた。この結果、従来の光学式の距離計測装置では、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することができず、距離画像を用いた各種処理を精度よく、適切なタイミングで行うことができなかった。
【０００８】
この発明は、上記した従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、距離計測装置において、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することができる距離計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる距離計測装置は、所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出手段と、少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野を有し、前記撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像手段と、前記画像信号群に基づいて前記撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する演算手段と、前記検出手段の検出値間を前記演算手段の演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記補間手段は、現処理中の前記検出範囲外データの取得完了までの間、前回の前記検出範囲外データを用いて前記距離データを生成することを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記補間手段は、前記検出手段が前記検出値を取得する間に、前記検出範囲内データを取得することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記検出手段の検出範囲を探索する検出範囲探索手段を備え、前記補間手段は、前記検出範囲探索手段の探索結果に基づいて前記検出範囲内データおよび前記検出範囲外データを取得することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記撮像手段は、第１の光路を介して撮像した第１の前記画像信号群と、第２の光路を介して撮像した第２の前記画像信号群とを生成し、前記演算手段は、前記第２の画像信号群の中から前記第１の画像信号群の任意の画像信号と整合する画像信号を検出し、検出した画像信号における前記任意の画像信号からの移動量に基づいて前記撮像視野内に位置する物体までの距離を演算することを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記撮像手段は、一対の光学系と、一対の光学系が出力する光信号を電気信号に変換する一対の撮像素子と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる距離計測装置は、前記撮像手段は、一対の導光光学系と、各導光光学系に対応する撮像領域を有し各導光光学系が導いた光信号を各撮像領域において電気信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかる距離計測装置は、当該距離計測装置は、車両に搭載されることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかる距離計測方法は、所定範囲内に位置する物体までの距離を計測する距離計測方法において、所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出ステップと、少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像ステップと、前記画像信号群に基づいて前記撮像視野に位置する物体までの距離を演算する演算ステップと、前記検出ステップにおいて検出された検出値間に前記演算ステップにおいて演算された演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかる距離計測プログラムは、所定範囲内に位置する物体までの距離を計測する距離計測プログラムにおいて、所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出手順と、少なくとも前記検出範囲を含む撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像手順と、前記画像信号群に基づいて前記撮像視野に位置する物体までの距離を演算する演算手順と、前記検出手順において検出された検出値間に前記演算手順において演算された演算値で補間した検出範囲内データと、前記検出範囲外に対応する前記演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手順と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる距離計測装置によれば、検出手段の検出値間を演算手段の演算値で補間した検出範囲内データと、検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成する補間手段を備えることによって、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することができ、この距離情報に基づいて、各種処理における警報出力などの安全運転支援処理を正確かつ的確なタイミングで行なうことが可能となる。また、本発明にかかる距離演算方法および距離演算プログラムを用いることによって、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である距離計測装置について、車両に搭載される距離計測装置を例として説明する。この距離計測装置が出力する距離情報に基づいて他の装置などによる各種安全運転支援処理が行なわれる。なお、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００２１】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１にかかる距離計測装置について説明する。本実施の形態１にかかる距離計測装置は、レーダの検出値間を距離演算部の演算値で補間した検出範囲内データと、検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを生成している。図１は、本実施の形態１にかかる距離情報装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態１にかかる距離計測装置１は、少なくともレーダ６０の検出範囲を含む撮像視野を有し、この撮像視野に対応する画像信号群を生成する撮像部１０と、撮像部１０が生成した画像信号群に基づいて撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する距離演算部２０と、距離計測装置を構成する各構成部の各処理および各動作を制御する制御部３０と、距離情報を含む各種情報を出力する出力部４０と、距離情報を含む各種情報を記憶する記憶部５０と、所定の検出範囲内に位置する物体までの距離を検出するレーダ６０とを備える。撮像部１０と、距離演算部２０と、出力部４０と、記憶部５０と、レーダ６０とは、制御部３０に電気的に接続される。距離演算部２０は、演算部２１とメモリ２２とを備える。制御部３０は、演算範囲設定部３３と時間を計測するタイマー３４とを有する補間部３１を備える。
【００２３】
撮像部１０は、右カメラ１１ａと左カメラ１１ｂとを備える。右カメラ１１ａおよび左カメラ１１ｂは、それぞれの撮像視野に対応した画像信号群を出力する。右カメラ１１ａおよび左カメラ１１ｂは、それぞれ、レンズ１２ａ，１２ｂと、撮像素子１３ａ，１３ｂと、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部１４ａ，１４ｂと、フレームメモリ１５ａ，１５ｂとを備える。レンズ１２ａ，１２ｂは、所定の視野角から入射する光を集光する。レンズ１２ａ，１２ｂにそれぞれ対応して配置される撮像素子１３ａ，１３ｂは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどによって実現され、レンズ１２ａ，１２ｂを透過した光を検知してアナログ画像信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１４ａ，１４ｂは、撮像素子１３ａ，１３ｂから出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。フレームメモリ１５ａ，１５ｂは、Ａ／Ｄ変換部１４ａ，１４ｂから出力されたデジタル画像信号を記憶し、１枚の撮像画像に対応するデジタル画像信号群を、撮像視野に対応する画像信号群として随時出力する。
【００２４】
距離演算部２０は、撮像部１０から出力された画像信号群を処理して、撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する演算部２１と、撮像部１０から出力された画像信号群、演算部２１が演算した演算値などを記憶するメモリ２２とを備える。
【００２５】
演算部２１は、ステレオ法を用いて、撮像部１０から出力された画像信号群に基づいて撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する。演算部２１は、右カメラ１１ａから出力された右画像信号群の中から、左カメラ１１ｂから出力された左画像信号群中における任意の画像信号と整合する画像信号を検出し、検出した画像信号における任意の画像信号からの移動量Ｉをもとに、三角測量の原理によって距離を演算する。ここで述べた移動量は、一般的に言われる視差量を示す。演算部２１は、以下の（１）式を用いて、撮像部１０から対象物体である車両Ｃまでの距離Ｒを求める。（１）式において、ｆはレンズ１２ａ，１２ｂの焦点距離であり、Ｌはレンズ１２ａ，１２ｂの光軸間の幅である。また、移動量Ｉは、移動した画素の数と画素ピッチとをもとに求めてもよい。
Ｒ＝ｆ・Ｌ／Ｉ・・・（１）
演算部２１は、各画像信号に対応した距離Ｒを演算し、演算値と撮像視野内における位置情報とをそれぞれ対応させた演算データ５３を制御部３０に出力する。ここで、距離演算部２０が出力する演算データ５３は、演算範囲設定部３３が設定した各演算範囲に対応した演算データ５３であるため、出力される各演算データ５３の演算範囲は、それぞれ異なる場合がある。なお、ここでは簡単のため、平行ステレオで説明したが、光軸が角度を持って交差したり、焦点距離がおのおの違う、撮像素子とレンズの位置関係が異なる等をキャリブレーションし、レクティフィケーションにより補正し、演算処理による平行ステレオを実現しても良い。
【００２６】
制御部３０は、記憶部５０に記憶された処理プログラムを実行するＣＰＵなどによって実現され、撮像部１０と距離演算部２０と出力部４０と記憶部５０とレーダ６０との各処理または動作を制御する。制御部３０は、これらの各構成部位に入出力される情報について所定の入出力制御を行うとともに、これらの情報に対して所定の情報処理を行う。
【００２７】
補間部３１は、レーダ６０の検出データ５１における検出値間を距離演算部２０の演算値で補間した検出値内データと、レーダ６０の検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データ５４を生成する。また、補間部３１は、現処理中の検出範囲外データの取得完了までの間、前回の検出範囲外データを用いて距離データ５４を作成する。また、補間部３１は、レーダ６０が検出値を取得する間に、検出範囲内データを取得している。
【００２８】
演算範囲設定部３３は、タイマー３４の計時値をもとに距離演算部２０における演算範囲を設定する。距離演算部２０は、演算範囲設定部３３が設定した演算範囲において演算処理を行なう。
【００２９】
演算範囲設定部３３は、タイマー３４の計時値Ｔが所定時間Ｔｓ未満である場合には、レーダ６０の検出範囲と同範囲である演算範囲を設定する。この場合、距離演算部２０は、撮像部１０から出力された画像信号群のうち、演算範囲設定部３３によって設定されたレーダ６０の検出範囲と同範囲である演算範囲に対応する画像信号に対して演算処理を行なう。また、補間部３１は、距離演算部２０から出力されたレーダ６０の検出範囲と同等の演算範囲に対応する各演算値で、レーダ６０の検出値間を補間することによって検出範囲内データを作成し、この検出範囲内データと前回の検出範囲外データとを組み合わせて距離データ５４を作成する。
【００３０】
一方、演算範囲設定部３３は、タイマー３４の計時値Ｔが所定時間Ｔｓ以上である場合には、距離演算部２０が演算可能である全範囲を演算範囲として設定する。この場合、演距離演算部２０は、撮像部１０から出力された画像信号群における全ての画像信号に対して演算処理を行なう。補間部３１は、距離演算部２０から出力された演算値のうち、レーダ６０の検出範囲と同等の演算範囲に対応する各演算値でレーダ６０の検出値間を補間することによって検出範囲内データを作成し、この検出範囲内データと、距離演算部２０から出力された演算データ５３のうち検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせて距離データ５４を作成する。なお、所定時間Ｔｓは、たとえば、距離演算部２０の処理能力をもとに設定される。
【００３１】
出力部４０は、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイなどによって実現され、距離情報に加え撮像部１０が撮像した画像などの各種表示情報を表示出力する。また、出力部４０は、スピーカをさらに備え、距離情報のほか、先行する車両Ｃと接近した旨を報知させる警告音声などの各種音声情報を出力する。
【００３２】
記憶部５０は、処理プログラム等の各種情報が予め記憶されたＲＯＭと、各処理の演算パラメータ、各種構成部位から出力された各種情報、書込情報、あるいは音声情報等を記憶するＲＡＭとを備える。記憶部５０は、レーダ６０から出力された検出データ５１、距離演算部２０から出力された距離データ５３を記憶する。
【００３３】
レーダ６０は、所定の発信波を送信し、この発信波が物体表面で反射した反射波を受信して、発信状態および受信状態をもとに、レーダ６０から発信波を反射した物体までの距離と、この物体が位置する方向とを検出する。レーダ６０は、発信波の送信角度、反射波の入射角度、反射波の受信強度、発信波を送信してから反射波を受信するまでの時間、反射波の周波数変化などをもとに、距離計測装置１から発信波を反射した物体までの距離を検出する。レーダ６０は、検出範囲内に位置する物体までの検出距離値と、検出範囲内における位置情報とを対応させた検出データ５１を制御部３０に出力する。レーダ６０は、発信波として、レーザ光、赤外線またはミリ波を送信する。
【００３４】
つぎに、距離計測装置１が行なう処理動作のうち、補間部３１が距離データ５４を出力するまでの処理動作について説明する。図２は、距離計測装置１において、補間部３１が距離データ５４の出力を完了するまでの処理手順を示すフローチャートである。
【００３５】
図２に示すように、まず、補間部３１は、タイマー３４の計時をスタートさせる（ステップＳ１０２）。制御部３０は、レーダ６０に対して検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出処理を指示し（ステップＳ１０４）、レーダ６０は、制御部３０の指示にしたがい、検出処理を行ない、検出データ５１を制御部３０に出力する。
【００３６】
つぎに、演算範囲設定部３３は、距離演算部２０における演算範囲を設定する演算範囲設定処理を行なう（ステップＳ１０６）。制御部３０は、撮像部１０に対して撮像処理を指示し（ステップＳ１０８）、撮像部１０は、制御部３０の制御のもと、所定の撮像視野を撮像する撮像処理を行ない、右カメラ１１ａおよび左カメラ１１ｂはそれぞれ画像信号群を出力する。その後、制御部３０は、距離演算部２０に対して、撮像部１０から出力された画像信号群を処理して、撮像視野内に位置する物体までの距離を演算する演算処理の指示を行なう（ステップＳ１１０）。距離演算部２０では、制御部３０の指示を受け、演算部２１は、演算範囲設定部３３が設定した演算範囲に対応する各画像信号に対して、距離値をそれぞれ演算する演算処理を行なう。距離演算部２０は、演算範囲に対応する各画像信号に対する演算処理が終了した後、各演算値と、撮像視野内における位置情報とを対応させた演算データ５３を制御部３０に対して出力する。
【００３７】
補間部３１では、検出データ５１の検出値間を演算データ５３の対応部における演算値で補間して検出範囲内データを作成し、この検出範囲内データと検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データ５４を作成する補間処理を行ない（ステップＳ１１２）、補間部３１は、作成した距離データ５４を出力する（ステップＳ１１４）。そして、制御部３０は、距離計測終了の指示が入力されたか否かを判断し（ステップＳ１１８）、距離計測終了の指示が入力されていないと判断された場合には（ステップＳ１１８：Ｎｏ）、ステップＳ１０４に進み、距離計測を継続する。一方、制御部３０は、距離計測終了の指示が入力されたと判断した場合には（ステップＳ１１８：Ｙｅｓ）、タイマー３４が計時中であるか否かを判断する（ステップＳ１２０）。補間部３１がタイマー３４が計時中でないと判断した場合には（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、そのまま距離計測終了となる。また、制御部３０は、タイマー３４が計時中であると判断した場合には（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、タイマー３４の計時値を０に戻してリセットした後（ステップＳ１２２）、距離計測終了となる。
【００３８】
つぎに、図２に示す演算範囲設定処理について説明する。図３は、図２に示す演算範囲設定処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図４は、距離演算部２０が演算可能である範囲を例示した図である。図４では、演算可能範囲とレーダ６０の検出範囲とを重ね合わせるとともに、図４では、レーダ６０における検出点を「●」で示している。
【００３９】
図３に示すように、演算範囲設定部３３は、タイマー３４の計時値Ｔが所定時間Ｔｓ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４２）。演算範囲設定部３３は、タイマー３４の計時値Ｔが所定時間Ｔｓ以上であると判断した場合には（ステップＳ１４２：Ｙｅｓ）、距離演算部２０の演算範囲を、レーダ６０の検出範囲と同範囲である領域Ｓａおよびレーダ６０の検出範囲外領域となる領域Ｓｂに設定する（ステップＳ１４４）。具体的には、演算範囲設定部３３は、図４に示すように、レーダ６０の検出範囲と同範囲である領域Ｓａおよび領域Ｓａの外側の領域である領域Ｓｂ、すなわち、演算処理が可能である全範囲を演算範囲として設定する。補間部３１は、タイマー３４の計時値を０に戻してリセットし（ステップＳ１４６）。この結果、距離演算部２０は、演算範囲設定部３３が設定した領域Ｓａおよび領域Ｓｂである演算範囲に対応する各画像信号に対して、演算処理を行ない、それぞれの演算範囲に対応した演算データ５３を出力する。
【００４０】
一方、演算範囲設定部３３は、タイマー３４の計時値Ｔが所定時間Ｔｓ以上ではない、すなわち、計時値Ｔが所定時間Ｔｓに達していないと判断した場合には（ステップＳ１４２：Ｎｏ）、距離演算部２０の演算範囲をレーダ６０の検出範囲と同範囲である領域Ｓａに設定し（ステップＳ１４８）、演算範囲設定処理を終了する。この結果、距離演算部２０は、演算範囲設定部３３が設定した領域Ｓａである演算範囲に対応する各画像信号に対して、演算処理を行ない、それぞれの演算範囲に対応した演算データ５３を出力する。
【００４１】
つぎに、図２に示す補間処理について説明する。図５は、図２に示す補間処理の処理手順を示すフローチャートである。図５に示すように、補間部３１は、距離演算部２０から出力された演算データ５３を受信する（ステップＳ１６２）。つぎに、補間部３１は、受信した演算データ５３は領域Ｓａに対応する演算結果であるか否かを判断する（ステップＳ１６４）。
【００４２】
補間部３１は、受信した演算データ５３は領域Ｓａに対応する演算結果であると判断した場合（ステップＳ１６４：Ｙｅｓ）、検出データ５１を抽出する（ステップＳ１６６）。その後、記憶部５０から前回の検出範囲外データを含む演算データを取得し、この演算データの中から、領域Ｓｂに対する演算結果を抽出する（ステップＳ１６８）。補間部３１は、検出データ５１に、距離演算部２０から出力された領域Ｓａに対応する演算結果と、記憶部５０から取得した領域Ｓｂに対応する演算結果とを補充して（ステップＳ１７０）、距離データ５４を作成する。その後、タイマー３４の計時をスタートさせて（ステップＳ１７２）、補間処理を終了する。
【００４３】
一方、補間部３１は、受信した演算データ５３は領域Ｓａに対応する演算結果でないと判断した場合（ステップＳ１６４：Ｎｏ）、すなわち、領域Ｓａおよび領域Ｓｂに対応する演算結果であると判断した場合には、検出データ５１を抽出し（ステップＳ１７４）、この検出データ５１に、距離演算部２０から出力された領域Ｓａおよび領域Ｓｂに対応する演算結果を補充して（ステップＳ１７６）、補間処理を終了する。
【００４４】
つぎに、図５に示す補間処理について具体的に説明する。まず、図６を参照し、距離演算部２０から出力された演算データ５３が領域Ｓａに対する演算結果である場合の補間処理について説明する。図６では、レーダ６０によるレーダ検出点を「●」で示し、距離演算部２０による演算点を「○」で示す。
【００４５】
図６に示すように、補間部３１は、距離演算部２０から出力された演算データ５３ａが、領域Ｓａに対する演算結果であると判断した場合には（ステップＳ１６４：Ｙｅｓ）、記憶部５０から検出データ５１ａを抽出するとともに（ステップＳ１６６）、記憶部５０に記憶された前回の検出範囲外データを含む演算データから、検出範囲外データ、すなわち、領域Ｓｂに対応する演算データ５３ｂを抽出する（ステップＳ１６８）。そして、補間部３１は、検出レーダ５１ａの検出値間に演算データ５３ａの演算値を補間して検出範囲内データを作成する。この場合、距離データ５４ａにおける領域Ｓａに対応する距離データが検出範囲内データとなる。また、補間部３１は、この検出範囲内データと、検出範囲外に対応する領域Ｓｂの演算データ５３ａとを組み合わせて距離データ５４ａを作成し、補間処理を終了する。
【００４６】
一方、図７を参照し、距離演算部２０から出力された演算データ５３が領域Ｓａおよび領域Ｓｂに対する演算結果である場合の補間処理について説明する。図７では、図６と同様に、レーダ６０によるレーダ検出点を「●」で示し、距離演算部２０による演算点を「○」で示す。
【００４７】
図７に示すように、補間部３１は、距離演算部２０から出力された演算データ５３ｃが、領域Ｓａおよび領域Ｓｂに対する演算結果であると判断した場合には（ステップＳ１６４：Ｎｏ）、検出データ５１ａを抽出する（ステップＳ１７４）。この場合、距離演算部２０から出力された演算データ５３ｃには、領域Ｓｂに対応する演算結果が含まれているため、補間部３１は、前回の検出範囲外データを記憶部５０から抽出する必要はない。補間部３１は、検出データ５１ａの検出値間に演算データ５３ｃにおける領域Ｓａの演算値を補間して検出範囲内データを作成する。そして、補間部３１は、作成した検出範囲内データに、演算データ５３ｃにおける領域Ｓｂの演算データを検出範囲外データとして組み合わせて距離データ５４ｂを作成し、補間処理を終了する。
【００４８】
このように、実施の形態１にかかる距離計測装置１では、レーダ６０の検出値間を距離演算部２０の演算値で補間した検出範囲内データと、レーダ６０の検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データを作成し、出力する。このため、本実施の形態１にかかる距離計測装置１では、広い範囲における高精度な距離情報を取得することが可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態１では、距離演算部２０は、演算範囲設定部３３が設定した演算範囲にしたがい、所定時間Ｔｓごとに撮像部１０から出力された全画像信号に対して距離値を演算し、それ以外では、演算可能範囲のうちレーダ６０の検出範囲と同等の領域に対応する画像信号に対して距離値を演算している。すなわち、距離演算部２０は、各演算処理において、常に撮像部１０から出力された全画像信号に対して距離値を演算していない。このため、距離演算部が撮像部から出力された全画像信号に対して常に距離値を演算していた従来の距離計測装置と比較し、本実施の形態１では、演算対象となる画像信号数を低減することができる。この結果、本実施の形態１にかかる距離計測装置１では、従来の距離計測装置と比較して、演算処理における処理時間を短縮することが可能となり、迅速に距離情報を取得することが可能となる。
【００５０】
また、本実施の形態１にかかる距離計測装置１は、距離データ５４を作成するごとに、レーダ６０の検出値間に距離演算部２０の演算値を補間した検出範囲内データを出力する。すなわち、図８に示す領域Ｓａでは、常に最新の距離情報が含まれる。このため、図９に示すように、先行車両との車間距離を計測する場合には、先行する車両Ｃが位置する可能性が高い領域をレーダ６０の検出範囲、すなわち、領域Ｓａとして設定した場合、車両Ｃが位置する可能性が高い領域が高精度領域となる。この結果、本実施の形態１では、車両Ｃまでの距離情報をほぼリアルタイムで取得することができ、各種安全運転支援処理をタイミングよく行なうことが可能となる。一方、本実施の形態１では、検出範囲外データは、所定時間Ｔｓごとに作成し、所定時間Ｔｓ経過前は、前回の検出範囲外データを用いて距離データ５４を作成する。このため、図８に示す領域Ｓｂは、所定時間Ｔｓごとに距離情報が更新される標準精度領域となる。たとえば、図９に示すように、先行車両との車間距離を計測する場合には、先行する車両が位置する可能性が低い領域を、レーダ６０の検出範囲外の領域、すなわち、領域Ｓｂとして設定した場合、車両Ｃが位置する可能性が低い領域が標準精度領域となる。ここで、車両Ｃが位置する可能性が低い領域は、車両Ｃが位置する可能性が高い領域と比較し、高い頻度で距離値を取得する必要がない。したがって、本実施の形態１では、車両Ｃが位置する可能性が低い領域を標準精度領域として設定することによって、効率よく必要な距離情報を取得することができる。
【００５１】
したがって、本実施の形態１にかかるより計測装置１は、演算時間および演算画素の間引き、測定距離範囲の狭小化、エッジ部分のみの演算処理、距離分解能を低下化などを行うことなく、高精度で詳細な距離情報を迅速に取得することが可能であり、この結果、距離情報にもとづく各種安全支援処理をタイミングよく、正確に行うことができる。
【００５２】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２について説明する。実施の形態１では、レーダの検出範囲が距離計測前に予め設定されていることを前提としていたが、本実施の形態２では、レーダの検出範囲が可変であり、この検出範囲が不明である場合について説明する。
【００５３】
図１０は、本実施の形態２にかかる距離計測装置の概略構成を示すブロック図である。図１０に示すように、実施の形態２にかかる距離計測装置２０１は、実施の形態１にかかる距離計測装置１と同様に、撮像部１０と、距離演算部２０と、出力部４０と、記憶部５０とを備える。また、距離計測装置２０１は、検出範囲探索部２３２と演算範囲設定部２３３とタイマー２３４とを有する補間部２３１を備えた制御部２３０と、制御部２３０の制御によって検出範囲の変更が可能であるレーダ２６０とを備える。
【００５４】
制御部２３０は、実施の形態１における制御部３０と同様の機能を備える。補間部２３１は、実施の形態１における補間部２３１と同様の機能を備える。検出範囲探索部２３２は、レーダ２６０から出力された検出データ２５１をもとに、レーダ２６０の検出範囲を探索する。演算範囲設定部２３３は、実施の形態１における演算範囲設定部３３と同様の機能を有するとともに、検出範囲探索部２３２の探索結果をもとに、距離演算部２０の演算範囲を設定する機能を有する。タイマー２３４は、実施の形態１におけるタイマー３４と同様に時間を計測する機能を有する。
【００５５】
つぎに、距離計測装置２０１が行なう処理動作のうち、補間部２３１が距離データ２５４を出力するまでの処理手順について説明する。図１１は、距離計測装置２０１が行なう処理動作のうち、補間部２３１が距離データ２５４を出力するまでの処理手順を示すフローチャートである。
【００５６】
図１１に示すように、まず、補間部２３１は、タイマー２３４の計時をスタートさせる（ステップＳ２０２）。次いで、制御部２３０は、実施の形態１と同様に、レーダ２６０に対して検出範囲内に位置する物体までの距離を検出する検出処理を指示し（ステップＳ２０４）、レーダ２６０は、検出処理を行ない、検出データ２５１を制御部２３０に出力する。
【００５７】
検出範囲探索部２３２は、レーダ６０の検出範囲を探索する検出データ探索処理を行ない（ステップＳ２０８）、演算範囲設定部２３３は、検出範囲探索部２３２から出力された探索データ２５２を用いて、距離演算部２０の演算範囲を設定する演算範囲設定処理を行なう（ステップＳ２１０）。制御部２３０は、実施の形態１と同様に、撮像部１０に対して撮像処理を指示し（ステップＳ２１２）、撮像部１０は、撮像処理を行なう。次いで、制御部２３０は、距離演算部２０に対して演算処理を指示し（ステップＳ２１４）、距離演算部２０は、撮像部１０から出力された画像信号群のうち、演算範囲設定部２３３が設定した演算範囲に対応する各画像信号に対して距離値を演算する演算処理を行なう。そして、補間部２３１は、図５に示す処理手順と同様の処理手順を行なうことによって、補間処理を行ない（ステップＳ２１６）、距離データ２５４を出力する（ステップＳ２１８）。
【００５８】
制御部２３０は、実施の形態１と同様に、距離計測処理の終了の指示が入力されたか否かを判断し（ステップＳ２２０）、距離計測処理の終了が指示されていないと判断した場合には（ステップＳ２２０：Ｎｏ）、ステップＳ２０４に進み、距離計測を継続する。また、制御部２３０が距離計測処理の終了が指示されたと判断した場合には（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）、実施の形態１と同様に、補間部２３１は、タイマー２３４が計時中であるか否かを判断する（ステップＳ２２２）。補間部２３１は、タイマー２３４が計時中であると判断した場合には（ステップＳ２２２：Ｙｅｓ）、タイマー２３４の計時値をリセットし（ステップＳ２２４）、距離計測処理を終了し、また、タイマー２３４が計時中でないと判断した場合には（ステップＳ２２２：Ｎｏ）、そのまま距離計測処理を終了する。
【００５９】
つぎに、図１１に示す検出範囲探索処理について説明する。図１２は、図１１に示す検出範囲探索処理の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、検出範囲探索部２３２は、まず、レーダ２６０から出力された検出データ２５１を参照する（ステップＳ２３２）。検出データ２５１では、検出範囲内に位置する物体までの距離を検出した検出値と、検出範囲内における位置情報とが対応している。このため、検出範囲探索部２３２は、この検出データ２５１を参照して、検出データ２５１中の位置情報をもとに、レーダ２６０の検出範囲を探索し（ステップＳ２３４）、探索データ２５２を出力する（ステップＳ２３６）。
【００６０】
つぎに、図１１に示す演算範囲設定処理について説明する。図１３は、図１１に示す演算範囲設定処理の処理手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、演算範囲設定部２３３は、検出範囲探索部２３２から出力された探索データ２５２を参照する（ステップＳ２４２）。つぎに、演算範囲設定部２３３は、探索データ２５２におけるレーダ２６０の検出範囲を領域Ｓａとして設定する（ステップＳ２４４）。また、演算範囲設定部２３３は、距離演算部２０が演算可能である範囲のうち、領域Ｓａ以外の領域、すなわち、レーダ２６０による非検出領域を領域Ｓｂとして設定する（ステップＳ２４６）。このため、たとえば、図１４に示すように、演算可能範囲２４のうち、レーダ検出範囲６２ａに対応する領域が領域Ｓａとして設定され、レーダ２６０の検出範囲外の領域である非検出領域６３が領域Ｓｂとして設定されることとなる。
【００６１】
そして、演算範囲設定部２３３は、タイマー２３４の計時値Ｔが所定時間Ｔｓ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２４８）。演算範囲設定部２３３は、タイマー２３４の計時値Ｔが所定時間Ｔｓ以上であると判断した場合には（ステップＳ２４８：Ｙｅｓ）、距離演算部２０の演算範囲を領域Ｓａおよび領域Ｓｂ、すなわち、演算可能範囲全てを演算範囲として設定し（ステップＳ２５０）、タイマー２３４の計時値を０に戻してリセットする（ステップＳ２５２）。また、演算範囲設定部２３３は、タイマー２３４の計時値Ｔが所定時間Ｔｓに達していないと判断した場合には（ステップＳ２４８：Ｎｏ）、距離演算部２０の演算範囲を領域Ｓａに設定する（ステップＳ２５４）。
【００６２】
その後、距離演算部２０は、演算範囲設定部２３３によって設定された演算範囲にしたがって演算処理を行ない、補間部２３１は、実施の形態１と同様に、距離演算部２０から出力された演算データ２５３の演算範囲を判断して、レーダ２６０の検出値間を距離演算部２０の演算値で補間した検出範囲内データと、レーダ２６０階の検出範囲外に対応する演算値からなる検出範囲外データとを組み合わせた距離データ２５４を作成することとなる。このため、実施の形態２にかかる距離計測装置２０１は、実施の形態１と同様の効果を奏することが可能となる。
【００６３】
また、演算範囲設定処理では、演算範囲設定部２３３が、検出範囲探索部２３２によって探索されたレーダ２６０の検出範囲に応じて、距離演算部２０の演算範囲を設定することによって、図１５に示すように、レーダ２６０の検出範囲がレーダ検出範囲６２ａからレーダ検出範囲６２ｂに変化した場合であっても、このレーダ検出範囲６２ｂに対応して演算範囲を柔軟に設定することができる。このため、本実施の形態２では、レーダ２６０の検出範囲が変化した場合であっても、レーダ２６０の検出範囲に対応する領域を常に高精度領域とした距離情報を出力することができ、高精度で詳細な距離情報を円滑に出力することが可能となる。
【００６４】
なお、本実施の形態１，２では、演算範囲設定部３３，２３３は、距離演算部２０の演算範囲を設定する機能を備えた場合について説明したが、さらに、一方の画像信号群における演算対象である画像信号と整合する画像信号を他方の画像信号群から探索する際の探索範囲を、レーダ６０，２６０の検出結果をもとに設定してもよい。演算部２１は、左画像信号群の演算対象である画像信号を通過する任意の直線と同一直線上に位置する右画像信号群の各画像信号と、演算対象である画像信号とを順次比較することによって、右画像信号群の中から演算対象である画像信号と最も整合する画像信号を検出している。演算範囲設定部３３，２３３は、左画像信号群の演算対象である画像信号を通過する任意の直線と同一直線上の右画像信号群における領域のうち、レーダ６０，２６０の検出データをもととした所定領域を探索範囲として演算対象である画像信号ごとに設定する。距離演算部２０は、演算対象である画像信号を通過する任意の直線と同一直線上に位置する右画像信号群の各画像信号のうち、演算範囲設定部３３，２３３が設定した探索範囲に対応する画像信号の中から、演算対象である画像信号と最も整合する画像信号を検出する。
【００６５】
以下、図１６および図１７を参照して、演算範囲設定部３３，２３３が探索範囲を設定する場合について説明する。図１６は、横軸に演算対象である画像信号が位置する画素行における画素列数を示し、縦軸にレーダ６０，２６０において検出されたレーダ検出点の検出距離を示す。図１７は、撮像部１０から出力される右画像信号群および左画像信号群の画像信号の配列を例示する図である。以下、図１６における画素列「２」に位置する画像信号について説明する。なお、図１６に示す画素列「２」に位置する画像信号は、図１７における左画像信号群１６ｂの画像信号１６２ｂであるとして説明する。
【００６６】
まず、演算範囲設定部３３，２３３は、画像信号１６２ｂの近傍に位置するレーダ検出点１６１とレーダ検出点１６５とを通る一次関数を求める。この場合、図１６に示すように、レーダ検出点１６１とレーダ検出点１６５とを通る一次関数は、直線ｌａに対応した関数となる。演算範囲設定部３３，２３３は、この直線ｌａを中心として所定値ｅを直線ｌａの上下に加えて形成された領域Ｓｃを求める。つぎに、演算範囲設定部３３，２３３は、直線ｌａが通る領域Ｓｃを距離演算部２０における各画像信号に対する探索範囲として設定する。
【００６７】
たとえば、演算範囲設定部３３，２３３は、画素列「２」に位置する画像信号１６２ｂについては、画素列「２」上における領域Ｓｃ上の距離幅Ｙ２を求め、演算範囲設定部３３，２３３は、この距離幅Ｙ２に対応する領域を画像信号１６２ｂに対応する探索領域とする。たとえば、この場合、図１７に示す右画像信号群１６ａうち、画像信号１６２ｂと同一直線上の領域Ｓ１１を、画像信号１６２ｂに対応する探索範囲とする。距離演算部２０は、画像信号１６２ｂと整合する画像信号を領域Ｓ１１内に位置する画像信号の中から検出し、画像信号１６２ｂに対応する右画像信号群１６ａの画像信号と、検出した画像信号との移動量Ｉをもとに、距離値を演算する。この結果、図１８に示すような、演算点１６２が得られることとなる。また、レーダ検出点１６５およびレーダ検出点１６９間に位置する画像信号に関しては、図１６に示すように、レーダ検出点１６５，１６９を通る直線ｌｂを求め、この直線ｌｂを通る領域Ｓｄをもとに、各画像信号に対応する探索範囲を設定すればよい。
【００６８】
このように、演算対象である画像信号ごとに、近接するレーダ検出点をもとに探索範囲を設定することによって、整合が検討される画像信号数が低減され、整合する画像信号を検出するために要する処理時間を短縮することが可能となる。
【００６９】
また、図１６では、演算範囲設定部３３，２３３は、直線ｌａに所定値ｅを加えた領域Ｓｃをもとに探索範囲を設定した場合について設定したが、図１９に示す所定の確率分布に基づいて形成された領域Ｓｅをもとに探索範囲を設定してもよい。
【００７０】
また、演算範囲設定部３３，２３３は、演算対象となる画像信号の近傍に位置するレーダ検出点または演算点をもとに、この演算対象となる画像信号に対応する探索範囲を設定してもよい。たとえば、演算範囲設定部３３，２３３は、図２０に示すように、画素列「２」に位置する画像信号に対して探索範囲を設定する場合、隣接するレーダ検出点１６１をもとに領域Ｓ２を設定し、この領域Ｓ２における距離幅Ｙ３２に対応する領域を探索範囲として設定する。また、演算範囲設定部３３，２３３は、画素列「３」に位置する画像信号に対しては、隣接する演算点である演算点１６２ｃをもとに領域Ｓ３を設定し、この領域Ｓ３の距離幅Ｙ３３に対応する領域を探索範囲として設定する。
【００７１】
また、本実施の形態１，２では、撮像部１０において撮像された画像情報群における位置関係とレーダ６０，２６０における検出範囲における位置関係との整合は、以下のように予め求めたうえで各処理を行う。たとえば、距離計測装置１，２０１は、形状が既知の物体に対して、撮像部１０における撮像処理およびレーダ６０，２６０における検出処理を行い、撮像部１０における既知の物体の位置およびレーダ６０，２６０における既知の物体の位置を求める。その後、距離計測装置１，２０１では、最小２乗法などを用いて、撮像部１０における既知の物体の位置およびレーダ６０，２６０における既知の物体の位置の関係を求め、撮像部１０において撮像された画像情報群における位置関係とレーダ６０，２６０における検出範囲における位置関係とを整合する。
【００７２】
また、距離計測装置１，２０１では、撮像部１０の撮像原点とレーダ６０，２６０の検出原点とがずれている場合があっても、撮像点および検出点から距離計測装置１，２０１までの距離が十分に離れていた場合であれば、撮像原点と検出原点とがほぼ重なっているものとみなすことができる。さらに、撮像部１０において撮像された画像情報群における位置関係とレーダ６０，２６０における検出範囲における位置関係との整合が正確に行われている場合には、幾何変換によって、撮像原点と検出原点とのずれを補正することも可能である。
【００７３】
また、実施の形態１，２にかかる距離計測装置１，２０１では、各画像信号が位置する画素行に各レーダ検出点が所定間隔で位置する場合について説明したが、必ずしも、撮像部１０から出力された各画像信号が位置する画素行に各レーダ検出点が存在するとは限らない。この場合、補間部３１は、各画像信号の近傍に位置する複数のレーザ検出点をもとに、一次補間法などを用いて判定対象および修正対象となる各画像信号と同一画素行のレーザ補間値を求め、この補間値を用いればよい。
【００７４】
また、本実施の形態１，２における撮像部として、一対のレンズ１２ａ，１２ｂのそれぞれに対応する一対の撮像素子１３ａ，１３ｂを備えた撮像部１０について説明したが、これに限らず、図２１に示すように、一対の導光光学系と、各導光光学系に対応する撮像領域を有し各導光光学系が導いた光信号を各撮像領域において電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像部１１０としてもよい（たとえば、本出願人による特開平８−１７１１５１参照）。図２１に示すように、撮像部１１０は、一対のミラー１１１ａ，１１１ｂと、ミラー１１１ａ，１１１ｂのそれぞれに対応するミラー１１２ａ，１１２ｂと、レンズ１１２ｃと、レンズ１１２ｃによって集光された光をアナログ画像信号に変換する撮像素子１１３と、撮像素子１１３から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変更するＡ／Ｄ変換部１１４と、デジタル信号を記憶するフレームメモリ１１５とを備える。ミラー１１１ａ，１１１ｂは、車両Ｃなどの被写体からの光を受光し、ミラー１１２ａ，１１２ｂは、ミラー１１１ａ，１１１ｂが受光した光をレンズ１１２ｃに反射する。このため、撮像素子１１３上には、各光学系に対応する画像がそれぞれ結像される。したがって、撮像部１１０は、図２２に示すように、画像１１６ａと画像１１６ｂとを含む画像１１６を出力する。このような画像１１６ａ，１１６ｂをもとに、距離演算部２０において、各画像信号に対応する距離値を演算することが可能である。
【００７５】
また、本実施の形態１，２では、複数のカメラを備えた距離計測装置１，２０１について説明したが、これに限らず、単数のカメラを備えた距離計測装置に適用してもよい。この場合、距離演算部２０は、撮像部から出力された画像信号群をもとに、たとえば、シェイプフロムフォーカス法、シェイプフロムデフォーカス法、シェイプフロムモーション法またはシェイプフロムシェーディング法を用いて撮像視野内の距離を演算する。なお、シェイプフロムフォーカス法とは、最もよく合焦したときのフォーカス位置から距離を求める方法である。また、シェイプフロムデフォーカス法とは、合焦距離の異なる複数の画像から相対的なぼけ量を求め、ぼけ量と距離との相関関係をもとに距離を求める方法である。また、シェイプフロムモーション法とは、時間的に連続する複数の画像における所定の特徴点の移動軌跡をもとに物体までの距離を求める方法である。また、シェイプフロムシェーディング法とは、画像における陰影、対象となる物体の反射特性および光源情報をもとに物体までの距離を求める方法である。
【００７６】
また、撮像部１０は、いわゆる３眼ステレオカメラ構造を構成してもよく、また、いわゆる４眼ステレオカメラ構造を構成してもよい。３眼ステレオカメラ構造または４眼ステレオカメラ構造である撮像部とした場合、３次元再構成処理などを行なうことによって、信頼性が高く、安定した距離演算結果を得ることができる距離計測装置を実現することが可能となる。特に、複数のカメラを２方向の基線長を持つように配置した場合、複数の物体が複雑な構成で配置する場合であっても、３次元再構成処理が可能となり、安定して距離演算結果を得ることができる。また、この場合、一方向の基線長方向にカメラを複数配置するマルチベースライン方式を採用することが可能となり、高精度の距離計測を実現することができる。
【００７７】
また、本実施の形態１，２では、レーダ６０，２６０を備えた距離計測装置１，２０１について説明したが、レーダ６０，２６０に代えて、赤外光または可視光を送信する半導体レーザ素子、発光ダイオードまたはレーザダイオード等の光源と、物体からの反射光を受信するフォトセンサ等の受光素子などによって実現された検出器を備えた距離計測装置であってもよいし、光波、マイクロ波、ミリ波、超音波等を利用して反射波の遅れから距離を計測するレーダ型検出器を備えた距離計測装置であってもよい。
【００７８】
また、本実施の形態１，２として、車両に搭載される距離計測装置１，２０１を例に説明したが、これに限らず、他の移動体に搭載される距離計測装置に対して適用してもよい。また、移動体に搭載される距離計測装置に限らず、たとえば、所定位置に固定した状態で検出範囲内の距離計測を行なう距離計測装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施の形態１にかかる距離計測装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す距離計測装置において距離データの出力を完了するまでの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図２に示す演算範囲設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す演算範囲設定処理を説明する図である。
【図５】図２に示す補間処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図２に示す補間処理を説明する図である。
【図７】図２に示す補間処理を説明する図である。
【図８】図１に示す距離データを説明する図である。
【図９】図１に示す撮像部が撮像した画像の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態２にかかる距離計測装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す距離計測装置において距離データの出力を完了するまでの処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示す検出範囲探索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１１に示す演算範囲設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１１に示す演算範囲設定処理を説明する図である。
【図１５】図１１に示す演算範囲設定処理を説明する図である。
【図１６】図１および図１０に示す演算範囲設定部の他の機能を説明する図である。
【図１７】図１および図１０に示す撮像部から出力された画像信号群の配列を例示する図である。
【図１８】図１および図１０に示す演算範囲設定部の他の機能を説明する図である。
【図１９】図１および図１０に示す演算範囲設定部の他の機能を説明する図である。
【図２０】図１および図１０に示す演算範囲設定部の他の機能を説明する図である。
【図２１】図１に示す撮像部の概略構成の他の例を示すブロック図である。
【図２２】図２１に示す撮像部から出力される画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１、２０１  距離計測装置
１０  １１０  撮像部
１１ａ  右カメラ
１１ｂ  左カメラ
１２ａ、１２ｂ、１１２ｃ  レンズ
１３ａ、１３ｂ、１１３  撮像素子
１４ａ、１４ｂ、１１４  Ａ／Ｄ変換部
１５ａ、１５ｂ、１１５  フレームメモリ
１６、１１６、１１６ａ、１１６ｂ  画像
２０  距離演算部
２４  演算可能範囲
２１  演算部
２２  メモリ
３０、２３０  制御部
３１、２３１  補間部
３３、２３３  演算範囲設定部
３４、２３４  タイマー
４０  出力部
５０  記憶部
５１、５１ａ、２５１  検出データ
５３、５３ａ、５３ｂ、２５３  演算データ
５４、５４ａ、５４ｂ、２５４  距離データ
６０、２６０  レーダ
６２、６２ａ、６２ｂ  レーダ検出範囲
６３  非検出範囲
１６ａ  右画像信号群
１６ｂ  左画像信号群
１６２ｂ  画像信号
２３２  検出範囲探索部
２５２  探索データ
１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ  ミラー
Ｃ  車両
【図１】
2006322852.tif 000003
【図２】
2006322852.tif 000004
【図３】
2006322852.tif 000005
【図４】
2006322852.tif 000006
【図５】
2006322852.tif 000007
【図６】
2006322852.tif 000008
【図７】
2006322852.tif 000009
【図８】
2006322852.tif 000010
【図９】
2006322852.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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