(57)【要約】【課題】長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することを課題とする。【解決手段】距離計測装置は、撮像された物体の画像から画素値を取得して、物体における放射強度を画素値から算出し、また、物体の画像から物体の位置情報を取得して、移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を位置情報から算出する。そして、移動体が第一の地点から第二の地点に移動した場合に、距離計測装置は、当該移動量を計測する。そして、移動後の第二の地点において、距離計測装置は、計測する物体までの距離に比べて移動量が十分小さい場合に、第一の地点と第二の地点との間で、視線ベクトルと物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、第一の地点および第二の地点において、それぞれ算出した放射強度と角度と計測された移動量とを用いて、物体までの距離を算出する。【選択図】        図１
2008175792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測する距離計測装置であって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手段と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手段と、
前記移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測する移動量計測手段と、
前記計測する物体までの距離に比べて前記移動量が十分小さい場合に、前記第一の地点と第二の地点との間で、前記視線ベクトルと前記物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、前記第一の地点および第二の地点において、前記撮像された物体の画像から前記放射強度算出手段によりそれぞれ算出された放射強度と、前記第一の地点および第二の地点において、前記角度算出手段によりそれぞれ算出された角度と、前記移動量計測手段により計測された前記第一の地点から第二の地点までの移動量とを用いて、前記物体までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えたことを特徴とする距離計測装置。
【請求項２】
前記物体に対して奇偶フィールドの露光時間の一方向に同期して、前記照明光をパルス状に発行させて前記物体を照射する照射手段をさらに備え、
前記放射強度算出手段は、前記照射手段により照射された物体を撮像した画像における奇偶フィールド画像の差分を抽出することで、前記照明光の反射光成分を抽出し、前記反射光成分から前記放射強度を取得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】
前記照明手段は、近赤外線照明を前記物体に照射するものであって、
前記放射強度算出手段は、前記照射手段により照射され、近赤外線帯域に感度をおいて撮像された前記物体の画像において、前記照明光の近赤外線反射光成分を抽出し、可視光カットフィルタリングを用いることで、前記近赤外線反射光成分から前記放射強度を取得することを特徴とする請求項２に記載の距離計測装置。
【請求項４】
移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測する距離計測装置であって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手段と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手段と、
前記第一の地点において前記物体までの距離が既知である場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出手段により算出された放射強度と前記第一の地点から前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
前記第二の地点において、前記パラメータ算出手段により算出されたパラメータと、前記第二の地点おいて算出された放射強度と、前記角度算出手段により算出された角度とを用いて、前記第二の地点から前記物体までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えたことを特徴とする距離計測装置。
【請求項５】
前記パラメータ算出手段は、前記第一の地点から前記物体までの距離が三角法によって算出された場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出手段により算出された放射強度と、前記第一の地点から前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出することを特徴とする請求項４に記載の距離計測装置。
【請求項６】
移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することをコンピュータに実行させる距離計測プログラムであって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手順と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手順と、
前記移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測する移動量計測手順と、
前記計測する物体までの距離に比べて前記移動量が十分小さい場合に、前記第一の地点と第二の地点との間で、前記視線ベクトルと前記物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、前記第一の地点および第二の地点において、前記撮像された物体の画像から前記放射強度算出手順によりそれぞれ算出された放射強度と、前記第一の地点および第二の地点において、前記角度算出手順によりそれぞれ算出された角度と、前記移動量計測手順により計測された前記第一の地点から第二の地点までの移動量とを用いて、前記物体までの距離を算出する距離算出手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする距離計測プログラム。
【請求項７】
移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することをコンピュータに実行させる距離計測プログラムであって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手順と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手順と、
前記第一の地点において前記物体までの距離が既知である場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出手順により算出された放射強度と前記第一の地点から前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出するパラメータ算出手順と、
前記第二の地点において、前記パラメータ算出手順により算出されたパラメータと、前記第二の地点おいて算出された放射強度と、前記角度算出手順により算出された角度とを用いて、前記第二の地点から前記物体までの距離を算出する距離算出手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする距離計測プログラム。
【請求項８】
移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することに適した距離計測方法であって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出工程と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出工程と、
前記移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測する移動量計測工程と、
前記計測する物体までの距離に比べて前記移動量が十分小さい場合に、前記第一の地点と前記第二の地点との間で、前記視線ベクトルと前記物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、前記第一の地点および第二の地点において、前記撮像された物体の画像から前記放射強度算出工程によりそれぞれ算出された放射強度と、前記第一の地点および第二の地点において、前記角度算出工程によりそれぞれ算出された角度と、前記移動量計測工程により計測された前記第一の地点から前記第二の地点までの移動量とを用いて、前記物体までの距離を算出する距離算出工程と、
を含んだことを特徴とする距離計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測する距離計測装置、距離計測プログラムおよび距離計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、前方の物体を検出するものとして、ミリ波レーダやレーザレーダなどの前方距離計測用のセンサが活用されている。これらは、ミリ波もしくはレーザー光を対象に向けて照射し、その飛行時間（ＴＯＦ）をもとに距離を算出するアクティブセンサである。精度良く対象までの距離を計測できるが、取得できる距離データが水平方向一次元上の点列であり水平方向の角度分解能も低く、対象の物体認識に用いるには問題が多かった。そのため、別にカメラを設置して画像処理による物体認識を組み合わせたセンサフュージョンが用いられることが多いが、システムとして高価になる傾向があった。
【０００３】
一方、カメラは、前述のとおり分解能が高く物体認識に適しており、カメラで距離計測も行えればシステムの価格を下げられるので有効である。ところが、カメラは、距離を直接計測する手段を持たないため、カメラの設置位置や路面との関係などの幾何学的制約を設けて対象までの距離を推定する手法をとる必要があった。例えば、路上物体と路面との接点位置が画像中で特定できると、その画角を用いて三角法により距離が推定可能である（図２４）。この手法を用いると、路面が平面に近似できない場合や、加減速による車両姿勢変動が大きい場合には、幾何的制約が崩れるため誤差が増大してしまったり、カメラが照度変化や陰など外界の影響も受けるため、正確に距離を計測できなかった（図２５）。
【０００４】
そこで、カメラ単体ではなく、カメラと照明との組み合わせで距離計測を行う様々な手法が試みられている。例えば、特許文献１（特公平６−１０３１８３号公報）では、照明光をビームスプリッタにより２つに分離し、異なる経路で物体に照射してその反射光強度を計測することで物体までの距離を計測する手法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００６−１７２２１０号公報）では、変調した照明光を物体に照射し、画像センサにより物体からの反射光と照明光との位相差を検出することで、光の速度と飛行時間から物体までの距離を決定する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特公平６−１０３１８３号公報
【特許文献２】特開２００６−１７２２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来の技術である特許文献１では、物体までの距離が長い場合には、正確に計測することができないという課題があった。具体的には、自ら放射した光の強度を利用することで物体の材質や形状に依存しない距離計測を実現している。その結果、物体までの距離が長い場合には、装置内にあるミラーで光の経路長差を作り出すので、大型の装置が必要である、つまり、小型の装置では、長い距離を正確に計測することができない。
【０００８】
また、上記した従来の技術である特許文献２では、物体までの距離が長い場合には、正確に計測できないという課題があった。具体的には、位相差から距離を決定するため「変調光の波長距離／２」までの距離（一般に、１０ｍ以下）しか計測できない。
【０００９】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である距離計測装置、距離計測プログラムおよび距離計測方法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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明は、移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測する距離計測装置であって、前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手段と、前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手段と、前記移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測する移動量計測手段と、前記計測する物体までの距離に比べて前記移動量が十分小さい場合に、前記第一の地点と前記第二の地点との間で、前記視線ベクトルと前記物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、前記第一の地点および第二の地点において、前記撮像された物体の画像から前記放射強度算出手段によりそれぞれ算出された放射強度と、前記第一の地点および第二の地点において、前記角度算出手段によりそれぞれ算出された角度と、前記移動量計測手段により計測された前記第一の地点から前記第二の地点までの移動量とを用いて、前記物体までの距離を算出する距離算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、上記の発明において、前記物体に対して奇偶フィールドの露光時間の一方向に同期して、前記照明光をパルス状に発光させて前記物体を照射する照射手段をさらに備え、前記放射強度算出手段は、前記照射手段により照射された物体を撮像した画像における奇偶フィールド画像の差分を抽出することで、前記照明光の反射光成分を抽出し、前記反射光成分から前記放射強度を取得することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、上記の発明において、前記照明手段は、近赤外線照明を前記物体に照射するものであって、
前記放射強度算出手段は、前記照射手段により照射され、近赤外線帯域に感度をおいて撮像された前記物体の画像において、前記照明光の近赤外線反射光成分を抽出し、可視光カットフィルタリングを用いることで、前記近赤外線反射光成分から前記放射強度を取得することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に係る発明は、移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測する距離計測装置であって、前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手段と、前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手段と、前記第一の地点において前記物体までの距離が既知である場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出手段により算出された放射強度と前記第一の地点において前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出するパラメータ算出手段と、前記第二の地点において、前記パラメータ算出手段により算出されたパラメータと、前記第二の地点おいて算出された放射強度と、前記角度算出手段により算出された角度とを用いて、前記第二の地点から前記物体までの距離を算出する距離算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に係る発明は、上記の発明において、前記パラメータ算出手段は、前記第一の地点において前記物体までの距離が三角法によって算出された場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出手段により算出された放射強度と、前記第一の地点において前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に係る発明は、移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することをコンピュータに実行させる距離計測プログラムであって、前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手順と、前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手順と、前記移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測する移動量計測手順と、前記計測する物体までの距離に比べて前記移動量が十分小さい場合に、前記第一の地点と第二の地点との間で、前記視線ベクトルと前記物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、前記第一の地点および第二の地点において、前記撮像された物体の画像から前記放射強度算出手順によりそれぞれ算出された放射強度と、前記第一の地点および第二の地点において、前記角度算出手順によりそれぞれ算出された角度と、前記移動量計測手順により計測された前記第一の地点から第二の地点までの移動量とを用いて、前記物体までの距離を算出する距離算出手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に係る発明は、移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することをコンピュータに実行させる距離計測プログラムであって、前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手順と、前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手順と、前記第一の地点において前記物体までの距離が既知である場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出手順により算出された放射強度と前記第一の地点から前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出するパラメータ算出手順と、前記第二の地点において、前記パラメータ算出手順により算出されたパラメータと、前記第二の地点おいて算出された放射強度と、前記角度算出手順により算出された角度とを用いて、前記第二の地点から前記物体までの距離を算出する距離算出手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に係る発明は、移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することに適した距離計測方法であって、前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出工程と、前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出工程と、前記移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測する移動量計測工程と、前記計測する物体までの距離に比べて前記移動量が十分小さい場合に、前記第一の地点と前記第二の地点との間で、前記視線ベクトルと前記物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、前記第一の地点および第二の地点において、前記撮像された物体の画像から前記放射強度算出工程によりそれぞれ算出された放射強度と、前記第一の地点および第二の地点において、前記角度算出工程によりそれぞれ算出された角度と、前記移動量計測工程により計測された前記第一の地点から前記第二の地点までの移動量とを用いて、前記物体までの距離を算出する距離算出工程と、を含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１、６、８の発明によれば、撮像された物体の画像から画素値を取得して、物体における放射強度を画素値から算出し、物体の画像から物体の位置情報を取得して、移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を位置情報から算出し、移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測し、計測する物体までの距離に比べて移動量が十分小さい場合に、第一の地点と第二の地点との間で、視線ベクトルと物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、第一の地点および第二の地点において、撮像された物体の画像からそれぞれ算出された放射強度と、第一の地点および第二の地点において、それぞれ算出された角度と、計測された第一の地点から第二の地点までの移動量とを用いて、物体までの距離を算出するので、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００１９】
例えば、移動体（例えば、車両）が加減速中の場合や道路が平坦でない場合などで前方の物体を正確に検出できないときでも、第一の地点で画像を撮像して物体を追跡することで、第二の地点においても正確に物体を検出することができる結果、また、光を照射して撮像した画像から物体に関する位置情報や放射強度を算出する結果、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００２０】
また、請求項２の発明によれば、物体に対して奇偶フィールドの露光時間の一方向に同期して、照明光をパルス状に発光させて物体を照射し、照射された物体を撮像した画像における奇偶フィールド画像の差分を抽出することで、照明光の反射光成分を抽出し、反射光成分から放射強度を取得するので、より正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００２１】
例えば、偶数フィールドの露光タイミングにあわせて発光することで、奇数フィールドは環境光のみの暗い画像、偶数フィールドは環境光と照明光との明るい画像を撮像することができ、これらの画像の差分を算出することで、反射光成分のみだけで撮像した画像とほぼ等価の画像を取得することができる結果、照明光と反射光との両方を用いて撮像された画像から物体までの距離を算出する場合に比べて、より正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００２２】
また、請求項３の発明によれば、照射され、近赤外線帯域に感度をおいて撮像された物体の画像において、照明光の近赤外線反射光成分を抽出し、可視光カットフィルタリングを用いることで、近赤外線反射光成分から放射強度を取得するので、近赤外線照明を物体に照射する場合に、可視光に比べて散乱しにくい近赤外線を用いる結果、さらに正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００２３】
また、請求項４、７の発明によれば、撮像された物体の画像から画素値を取得して、物体における放射強度を画素値から算出し、物体の画像から物体の位置情報を取得して、移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を位置情報から算出し、第一の地点において物体までの距離が既知である場合に、第一の地点において撮像された画像から算出された放射強度と第一の地点において物体までの距離とを用いて、第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出し、第二の地点において、算出されたパラメータと、第二の地点おいて算出された放射強度と、算出された角度とを用いて、第二の地点から物体までの距離を算出するので、距離算出に必要なバッファやメモリの量を削減することが可能であるとともに、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００２４】
例えば、第一の地点において撮像した画像と物体情報と算出した距離のみを記憶しておくことで、第二の地点や第三の地点などの物体までの距離を算出することができる結果、距離を算出する場合に、距離を算出する地点までに撮像した画像や物体情報などを記憶しておく必要がなく、距離算出に必要なバッファやメモリの量を削減することが可能であるとともに、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００２５】
また、請求項５の発明によれば、第一の地点から物体までの距離が三角法によって算出された場合に、第一の地点において撮像された画像から算出された放射強度と、第一の地点から物体までの距離とを用いて、第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出するので、より高速な距離算出を行うことが可能である。
【００２６】
例えば、第一の地点における物体までの距離を公知の技術である三角法を用いて算出し、算出した距離をのみを記憶しておくことで、その他の地点における距離算出の際に、以前に撮像した画像や算出した距離を記憶するバッファ容量を削減することが可能であるとともに、三角法により算出された距離を用いることである地点における距離を算出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る距離計測装置、距離計測プログラムおよび距離計測方法の実施例を詳細に説明する。なお、以下の実施例で用いる主要な用語、実施例１に係る距離計測装置の概要および特徴、実施例１に係る距離計測装置の構成および処理の手順、実施例１の効果を順に説明し、続いて、他の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２８】
［用語の説明］
まず最初に、本実施例で用いる主要な用語を説明する。本実施例で用いる「距離計測装置（特許請求の範囲に記載の「距離計測装置」に対応する。）」とは、自動車などの移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し物体を撮像して物体までの距離を計測する装置である。この距離計測装置は、角速度を測定するジャイロや距離を測定する距離計と接続され、計測された角速度や距離を用いて前方の物体までの距離を算出する。そして、距離計測装置は、移動体に搭載されるカーナビゲーションシステムなどと連携して、移動体が物体に近付き過ぎたりした場合に、運転者に対して警告を発したり、自動でブレーキを利かせるなどの制御を行う。
【００２９】
また、この距離計測装置を搭載する車両には、当該車両の速度が加速中か減速中か測定する加速度センサが備え付けられている。もっとも、この加速度センサは、車両が加減速中であるか否かを判定するだけであり、この判定により速度を制御するものではない。さらに、車両に搭載されるカーナビゲーションシステムは、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）や地図データを搭載することで、前方の道路が平坦であるか否かを判定することができる。
【００３０】
［距離計測装置の概要および特徴］
次に、図１を用いて、実施例１に係る距離計測装置の概要および特徴を説明する。図１は、実施例１に係る距離計測装置の概要と特徴を説明するための図である。
【００３１】
図１に示すように、距離計測装置を搭載する車両は、図面左方向に進行中である。そして、距離測定装置は、前方路上の物体を照射する照明部と、前方路上の物体を撮像するカメラをと備える。このような状態において、実施例１に係る距離計測装置は、上記したように、前方の物体に光を照射し物体を撮像して物体までの距離を計測することを概要とするものであり、特に、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である点に主たる特徴がある。
【００３２】
この主たる特徴を具体的に説明すると、距離計測装置は、地点Ａにおいて、前方路上の路上物体に照射して、画像を撮像する（図１の（１）の（１）と（２）参照）。具体的には、距離計測装置の照明部は、レーザダイオードやＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）などにより構成され、前方路上の一定範囲に近赤外線を照射する。そして、距離計測装置のカメラは、照射された近赤外線の影響成分のみを抽出して撮像（記録）する。
【００３３】
すると、距離計測装置は、撮像された物体の画像から画素値を取得して、画素値から物体における放射強度を算出し（図１の（１）の（３）参照）、続いて、物体の画像から物体の位置情報を取得して、位置情報から移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を算出する（図１の（１）の（４）参照）。具体的に説明すると、距離計測装置は、カメラによって撮像された画像における微小領域の位置の画像値を、カメラの撮像素子の特性より変換して放射強度「Ｅ０」として算出し、続いて、移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度「α０」を、カメラによって撮像された画像における微小領域の位置情報から算出する。
【００３４】
その後、距離計測装置を搭載する車両が、路上物体に対して地点ＡよりΔＺだけ移動した地点Ｂに到達したとする（図１の（２）参照）。すると、距離計測装置は、車両が地点Ａから地点Ｂに移動した移動量を計測する（図１の（２）の（１）参照）。具体的には、距離計測装置は、ジャイロや距離計を用いて車両が地点Ａから地点Ｂに移動した移動量「ΔＺ」を計測する。
【００３５】
続いて、距離計測装置は、上記した手法と同様の手法で、地点Ｂにおいて、前方路上の路上物体に照射して、画像を撮像する（図１の（２）の（２）と（３）参照）。また、距離計測装置は、撮像された物体の画像から画素値を取得して、画素値から物体における放射強度「Ｅ１」を算出し（図１の（２）の（４）参照）、位置情報から移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度「α１」を算出する（図１の（２）の（５）参照）。
【００３６】
そして、距離計測装置は、計測する物体までの距離（Ｚ＋ΔＺ）に比べて移動量（ΔＺ）が十分小さい場合に、地点Ａと地点Ｂとの間で、視線ベクトルと物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、地点Ａおよび地点Ｂにおいて、撮像された物体の画像からそれぞれ算出された放射強度「Ｅ０」「Ｅ１」と、地点Ａおよび地点Ｂにおいて、それぞれ算出された角度「α０」「α１」と、計測された地点Ａから地点Ｂまでの移動量「ΔＺ」とを用いて、物体までの距離を算出する（図１の（２）の（６）参照）。
【００３７】
具体的には、カメラのレンズ径をｄ、レンズ焦点距離をｆ、光源から物体に向けた放射強度をＩ、物体表面の拡散反射係数をｒ、物体の任意の１点への視線ベクトル（視線の方向ベクトル）とカメラの光軸の成す角度をα、視線ベクトルと任意の１点における面法線ベクトルが成す角度をθとすると、カメラ投影面の微小領域δＩに照射される物体の反射光による放射強度Ｅを算出する式（図９参照）を成り立たせることができる。このような手法で、地点Ａと地点Ｂのそれぞれにおいて算出式を生成する。
【００３８】
そして、このようにそれぞれ算出した式の共通項をまとめることで、距離計測装置は、視線ベクトルと物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度「θ０」「θ１」と、地点Ａおよび地点Ｂにおいて、撮像された物体の画像からそれぞれ算出された放射強度「Ｅ０」「Ｅ１」と、地点Ａおよび地点Ｂにおいて、それぞれ算出された角度「α０」「α１」と、計測された地点Ａから地点Ｂまでの移動量「ΔＺ」とを用いて、物体までの距離を算出する式を生成する（図１１の（３）参照）。
【００３９】
そして、距離計測装置は、計測する物体までの距離（Ｚ＋ΔＺ）に比べて移動量（ΔＺ）が十分小さい場合に、地点Ａと地点Ｂとの間で、視線ベクトルと物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、上記で計測した項目（数値）だけを用いて物体までの距離を算出する。
【００４０】
このように、実施例１に係る距離計測装置は、物体までの距離が長い場合などで前方の物体を正確に検出できないときでも、地点Ａで物体の画像を撮像して物体を追跡することで、地点Ｂにおいても正確に物体を検出することができる結果、上記した主たる特徴のごとく、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００４１】
［距離計測装置の構成］
次に、図２を用いて、図１に示した距離計測装置の構成を説明する。図２は、実施例１に係る距離計測装置の構成を示すブロック図である。
【００４２】
図２に示すように、この距離計測装置１０は、照明部１１と、カメラ１２と、出力部１３と、記憶部１４と、移動量計測部１５と、制御部２０とから構成される。照明部１１は、レーザダイオードやＬＥＤなどにより構成され、前方路上の一定範囲に近赤外線を照射する。具体的には、後述する同期信号生成部２１により生成されて指示される照射タイミングに従って、前方路上に近赤外線を照射する。なお、照明部１１は、複数のＬＥＤを組み合わせて照射してもよく、レーザーダイオードの拡散反射を用いてもよい。照明部１１は、特許請求の範囲に記載の「照射手段」に対応する。
【００４３】
カメラ１２は、監視すべき車両前方路上を撮像するように設置され、照明部１１により照射された前方路上の物体を撮像する。具体的には、カメラ１２は、近赤外線帯域に感度を持つＣＣＤカメラ（Charge  Coupled  Device）などであり、図３に示すように、照明部１１により照射された近赤外線が前方路上の物体表面で拡散反射し、物体の画像の画素値として撮像（記録）されて、後述する画像処理部２２に出力される。なお、カメラ１２は、可視光カットフィルタを備えていてもよい。また、図３は、照射光と反射光の関係を説明するための図である。
【００４４】
出力部１３は、モニタ（若しくはディスプレイ、タッチパネル）やスピーカを備えて構成され、各種の情報を出力する。出力部１３は、後述する画像生成部２３により生成された前方路上の物体領域を枠線で囲むなどした画像を表示出力したり、後述する警報音生成部２６により生成された物体の存在を告知する警報音を音声出力したりする。
【００４５】
記憶部１４は、制御部２０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する。具体的には、記憶部１４は、画像処理部２２により処理された画像や後述する画像生成部２３により生成された画像を記憶したり、後述する距離計測部２４により計測された距離を記憶したり、後述する移動量計測部１５により計測された移動量を記憶したりする。
【００４６】
移動量記憶部１５は、移動体が第一の地点（地点Ａ）から第二の地点（地点Ｂ）に移動した移動量を計測する。具体的には、移動量記憶部１５は、車両のタイヤなどの接続され、ジャイロや距離計（例えば、距離メータなど）を用いて車両が地点Ａから地点Ｂに移動した移動量（ΔＺ）を計測する。
【００４７】
制御部２０は、ＯＳ（Operating System）などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有するとともに、特に本発明に密接に関連するものとしては、同期信号生成部２１と、画像処理部２２と、画像生成部２３と、距離計測部２４と、距離判定部２５と、警報音生成部２６とを備え、これらによって種々の処理を実行する。
【００４８】
同期信号生成部２１は、カメラ１２の露光タイミングと照明部１１の発光タイミングを制御するための同期信号を生成して、カメラ１２および照明部１１に出力する。具体的には、同期信号生成部２１は、露光タイミングと発光タイミングが図４に示すようになるように同期信号を生成し、カメラ１２の同期信号および照明部１１のパルス発光信号として出力する。このように同期制御することで、カメラ１２によって、奇数フィールドでは環境光による画素値が、偶数フィールドでは環境光と照射した近赤外線の反射光による画素値が1/60secの時間差で記録される。なお、図４は、露光タイミングと発光タイミングを説明するための図である。
【００４９】
画像処理部２２は、撮像された物体の画像から画素値を取得して、画素値から物体における放射強度を算出し、物体の画像から物体の位置情報を取得して、位置情報から移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を算出する。具体的には、画像処理部２２は、カメラ１２により撮像された画像から物体領域情報を取得して記憶部１４に格納し、取得した物体領域情報から放射強度と角度とを算出する。例を挙げて説明すると、画像処理部２２は、カメラ１２により撮像された画像が入力されると、図５に示すように、当該画像の奇数フィールドと偶数フィールドとの差分をとって、赤外線画像を生成する。なお、このように差分画像は、偶数フィールド画像から奇数フィールド画像の同一位置の画素値の差分を記録した差分画像であり、外光の影響をキャンセルし、近赤外線の反射光成分だけを記録した画像とほぼ等価の画像になる。
【００５０】
そして、画像処理部２２は、図６に示すように、適当な閾値により二値化処理を行うことで、図７に例示した物体領域情報を抽出し、抽出した領域をラベリングし、各ラベル領域と前フレームの物体情報とを比較して重畳する領域に前フレームと同じＩＤを、重ならない領域に新規のＩＤを割り与える。
【００５１】
ここで抽出される物体領域情報とは、物体のＩＤ、観測されたフレーム番号、物体領域の平均画素値、物体領域の重心座標、物体領域を囲む外接四角形の情報などにより構成され、また、１フレーム分の物体領域情報はバッファに格納される。そして、画像処理部２２は、このようにして抽出された物体領域情報の平均画素値を、カメラの撮像素子の特性より変換して放射強度として算出し、また、物体領域の重心座標、物体領域を囲む外接四角形の情報などから移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を算出する。なお、画像処理部２２は、特許請求の範囲に記載の「放射強度算出手段」と「角度算出手段」に対応する。また、図５は、赤外線照明の画像抽出を説明するための図であり、図６は、物体抽出および物体追跡を説明するための図であり、図７は、物体領域情報の構成例を示す図である。
【００５２】
画像生成部２３は、出力部１３に出力される画像を生成する。具体的には、カメラ１２により撮像された画像上に、物体領域を枠線で囲むなどした画像を生成し（図６参照）、出力部１３に出力する。
【００５３】
距離計測部２４は、計測する物体までの距離に比べて移動量が十分小さい場合に、第一の地点と第二の地点との間で、視線ベクトルと物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、第一の地点および第二の地点において、撮像された物体の画像から画像処理部２２によりそれぞれ算出された放射強度と、第一の地点および第二の地点において、画像処理部２２によりそれぞれ算出された角度と、移動量計測部１５により計測された第一の地点から第二の地点までの移動量とを用いて、物体までの距離を算出する。
【００５４】
具体的に説明すると、カメラ１２と計測する物体との位置関係が図８に示した位置関係であった場合、計測する物体までの距離に比べてカメラと照明間距離が十分小さいので光源位置はレンズ中心の点光源に近似できる。ここで、レンズ径をｄ、レンズ焦点距離をｆ、光源から物体に向けた放射強度をＩ、物体表面の拡散反射係数をｒ、物体の任意の１点への視線ベクトル（視線の方向ベクトル）とカメラの光軸の成す角度をα、視線ベクトルと任意の１点における面法線ベクトルが成す角度をθとすると、カメラ投影面の微小領域δＩに照射される物体の反射光による放射強度Ｅは、図９に示した式１を満たす。
【００５５】
そして、図１０に示したように、計測している物体が静止しているか車両に比べて十分に遅い速度で移動している場合、移動しながら２地点で物体の放射強度を計測する。すると、ΔＺだけ移動したときの移動前後の放射強度をＥ０とＥ１とした場合、図１１の（１）と（２）に示した式２．１と式２．２が成り立つ。この２式より、反射計数ｒを消去すると、Ｉの項も消去されて、図１１の（３）に示した式３が成り立つ。ここで、計測するＺに比べて移動量ΔＺが十分小さい時には、θ０≒θ１が成り立つと仮定することができるので、近似的に図１１の（４）に示した式４が成り立つ。
【００５６】
このようにして算出した式４（図１１の（４）参照）を用いて、距離計測部２４は、第一の地点（地点Ａ）および第二の地点（地点Ｂ）において、撮像された物体の画像から画像処理部２２によりそれぞれ算出された放射強度「Ｅ０」「Ｅ１」と、第一の地点（地点Ａ）および第二の地点（地点Ｂ）において、画像処理部２２によりそれぞれ算出された角度「α０」「α１」と、移動量計測部１５により計測された第一の地点（地点Ａ）から第二の地点（地点Ｂ）までの移動量「ΔＺ」とを用いて、物体までの距離「Ｚ」を算出する。
【００５７】
なお、ここで算出された距離の正当性を示す確度をあわせて算出するようにしてもよい。例えば、この時の確度は１．０としてもよいし、２地点での画素値の差に依存する関数で算出してもよく、また、ΔＺ前の領域情報がない場合は確度０．０、距離値は適当な値（例えば０）などとしもよい。また、距離計測部２４は、特許請求の範囲に記載の「距離算出手段」に対応する。また、図８は、カメラと物体との光学的な関係を示す図であり、図９は、光学的に距離を計測する例を示す図であり、図１０は、移動しながらの距離計測を説明するための図であり、図１１は、距離算出式の例を示す図である。
【００５８】
距離判定部２５は、距離計測部２４により算出された距離が、あらかじめ定めた閾値未満であるか否かを判定する。具体的には、距離判定部２５は、あらかじめ閾値（例えば、１０Ｍなど）を記憶部１４に記憶しておき、距離計測部２４により物体までの距離が算出されると、算出された距離が閾値未満か否かを判定する。そして、閾値以上であった場合、距離判定部２５は、警報音を出力するように、後述する警報音生成部２６に指示する。
【００５９】
警報音生成部２６は、警報音を生成して出力部１３に音声出力する。具体的には、警報音生成部２６は、距離判定部２５から警報音作成指示を受け付けると、警報音を生成して出力部１３に音声出力する。
【００６０】
［距離計測装置による処理］
（距離計測処理の全体的な処理の流れ）
図１２を用いて、距離計測装置による距離計測処理を説明する。図１２は、実施例１に係る距離計測装置における全体的な処理の流れを示すフローチャートである。
【００６１】
図１２に示すように、利用者などの指示操作により距離計測開始指示を受信すると（ステップＳ１２０１肯定）、距離計測装置１０の距離計測部２４は、移動距離をリセットする（ステップＳ１２０２）。つまり、距離計測部２４は、リセットした地点（地点Ａ）を移動基準点（移動開始点）とする。
【００６２】
そして、カメラ１２は、照明部１１により近赤外線が照射された前方路上の物体を撮像する（ステップＳ１２０３）。すると、画像処理部２２は、地点Ａにおいて、カメラ１２により撮像された画像から、物体を抽出するとともに、物体の追跡を開始する（ステップＳ１２０４）。具体的には、画像処理部２２は、カメラ１２により撮像された画像から物体領域情報を取得して、物体領域情報の画素値から物体における放射強度と、移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度とを算出する。
【００６３】
その後、移動体（車両）が地点Ｂに移動すると、移動量計測部１５は、地点Ａから地点Ｂに移動した移動量（ΔＺ）を計測する（ステップＳ１２０５）。続いて、距離計測部２４は、上記した手法を用いて、地点Ｂにおいて撮像された画像から放射強度を取得して記憶部１４に格納するとともに、計測された移動距離を記憶部１４に格納する（ステップＳ１２０６）。
【００６４】
移動した距離であるΔＺの画像がバッファや記憶部１４に記憶されている場合（ステップＳ１２０７肯定）、距離計測部２４は、図１１の（４）に示した式４を用いて、物体までの距離Ｚを算出する（ステップＳ１２０８）。
【００６５】
一方、移動した距離であるΔＺの画像がバッファや記憶部１４に記憶されていない場合（ステップＳ１２０７否定）、ステップＳ１２０３に戻り、ステップＳ１２０３以降の処理を実行する。
【００６６】
そして、距離判定部２５は、算出された距離Ｚが閾値未満であるか否かを判定し（ステップＳ１２０９）、閾値未満でなかった場合（ステップＳ１２１０否定）、警報音生成指示を警報音生成部２６に出力し、警報音生成部２６は、警報音を生成して出力部１３に音声出力する（ステップＳ１２１１）。
【００６７】
一方、閾値未満であった場合（ステップＳ１２１０肯定）、距離判定部２５は、処理を終了する。
【００６８】
（距離計測処理のおける画像処理の流れ）
図１３を用いて、距離計測装置による画像処理を説明する。図１３は、実施例１に係る距離計測装置における画像処理の流れを示すフローチャートである。
【００６９】
図１３に示すように、カメラ１２により画像が撮像されて入力されると（ステップＳ１３０１肯定）、距離計測装置１０の画像処理部２２は、撮像された画像のフィールド差分を算出する（ステップＳ１３０２）。
【００７０】
続いて、画像処理部２２は、撮像された画像に対して、適当な閾値を用いて二値化処理を行って物体領域情報を抽出し（ステップＳ１３０３）、抽出した領域をラベリングし記憶部１４などに格納する（ステップＳ１３０４）。
【００７１】
そして、画像処理部２２は、バッファや記憶部１４に記憶される１フレーム分前の物体領域情報を用いて、物体追跡を行う（ステップＳ１３０５）。具体的には、画像処理部２２は、各ラベル領域と前フレームの物体情報とを比較して重畳する領域に前フレームと同じＩＤを、重ならない領域に新規のＩＤを割り与えることで、地点Ａから地点Ｂにおいて前方路上の物体を追跡する。
【００７２】
そして、画像処理部２２は、地点Ｂにおいて撮像された画像から、物体のＩＤ、観測されたフレーム番号、物体領域の平均画素値、物体領域の重心座標、物体領域を囲む外接四角形の情報などにより構成される物体領域情報を取得し、記憶部１４やバッファなどに格納する（ステップＳ１３０６）。
【００７３】
（距離計測処理のおける距離算出処理の流れ）
図１４を用いて、距離計測装置による距離算出処理を説明する。図１４は、実施例１に係る距離計測装置における距離算出処理の流れを示すフローチャートである。
【００７４】
図１４に示すように、距離計測開始指示を受信すると（ステップＳ１４０１肯定）、距離計測装置１０の距離計測部２４は、移動距離をリセットする（ステップＳ１４０２）。つまり、距離計測部２４は、リセットした地点（地点Ａ）を移動基準点（移動開始点）とする。
【００７５】
続いて、距離計測部２４は、画像処理部２２により算出された地点Ａと地点Ｂにおける物体領域情報を取得する（ステップＳ１４０３）。具体的には、距離計測部２４は、地点Ａと地点Ｂとのそれぞれにおいて、撮像された物体の画像からそれぞれ算出された放射強度と、算出された角度とを取得する。
【００７６】
そして、距離計測部２４は、地点Ａから地点Ｂまでの移動量を移動量計測部１５から取得して（ステップＳ１４０４）、現在の位置情報と物体領域情報とをバッファや記憶部１４に格納するバッファリングを行う（ステップＳ１４０５）。
【００７７】
すると、距離計測部２４は、ΔＺ前のデータ（物体領域情報）がバッファや記憶部１４に存在するか否かを判定する（ステップＳ１４０６）。そして、ΔＺ前のデータ（物体領域情報）が存在する場合（ステップＳ１４０６肯定）、距離計測部２４は、図１１の（４）に示した式４を用いて、物体までの距離Ｚと確度とを算出し（ステップＳ１４０７）、算出した確度と距離値Ｚとを距離判定部２５に出力する（ステップＳ１４０８）。
【００７８】
ここで算出する確度とは、図１５に示すように、『物体のＩＤを示す「ＩＤ」、物体までの距離を示す「Ｚ」、確度を示す０．０〜１．０の値である「Ｃ」』であり、例えば、「０１、１０Ｍ、０．８」などである。なお、図１５は、算出される確度の構成例を示す図である。
【００７９】
一方、ΔＺ前のデータ（物体領域情報）が存在しない場合（ステップＳ１４０６否定）、距離計測部２４は、確度を「０」として、物体までの距離Ｚを算出し、算出した確度「０」と距離値Ｚを距離判定部２５に出力する。
【００８０】
このように、実施例１によれば、撮像された物体の画像から画素値を取得して、画素値から物体における放射強度を算出し、物体の画像から物体の位置情報を取得して、位置情報から移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を算出し、移動体が地点Ａから地点Ｂに移動した移動量を計測し、計測する物体までの距離（Ｚ）に比べて移動量（ΔＺ）が十分小さい場合に、地点Ａと地点Ｂとの間で、視線ベクトルと物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、地点Ａおよび地点Ｂにおいて、撮像された物体の画像からそれぞれ算出された放射強度と、地点Ａおよび地点Ｂにおいて、それぞれ算出された角度と、計測された地点Ａから地点Ｂまでの移動量とを用いて、物体までの距離を算出するので、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００８１】
例えば、移動体（例えば、車両）が加減速中の場合や道路が平坦でない場合、物体までの距離が長い場合などで前方の物体を正確に検出できないときでも、地点Ａで物体の画像を撮像して物体を追跡することで、地点Ｂにおいても正確に物体を検出することができる結果、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００８２】
また、実施例１によれば、物体に対して奇偶フィールドの露光時間の一方向に同期して、照明光をパルス状に発光させて物体を照射するし、照射された物体を撮像した画像における奇偶フィールド画像の差分を抽出することで、照明光の反射光成分を抽出し、反射光成分から放射強度を取得するので、より正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００８３】
例えば、偶数フィールドの露光タイミングにあわせて発光することで、奇数フィールドは環境光のみの暗い画像、偶数フィールドは環境光と照明光との明るい画像を撮像することができ、これらの画像の差分を算出することで、反射光成分のみだけで撮像した画像とほぼ等価の画像を取得することができる結果、照明光と反射光との両方を用いて撮像された画像から物体までの距離を算出する場合に比べて、より正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【００８４】
また、実施例１によれば、近赤外線照明を物体に照射するものであって、近赤外線帯域に感度をおいて撮像された物体の画像において、照明光の近赤外線反射光成分を抽出し、可視光カットフィルタリングを用いることで、近赤外線反射光成分から放射強度を取得するので、近赤外線照明を物体に照射する場合に、可視光に比べて散乱しにくい近赤外線を用いる結果、さらに正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【実施例２】
【００８５】
ところで、実施例１では、移動前の地点Ａと移動後の地点Ｂの２地点で反射光を受信し距離を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、移動前の地点Ａにおいて物体までの距離が判明している場合に、既知の距離を用いて移動後の物体までの距離を算出するようにしてもよい。
【００８６】
そこで、実施例２では、図１６を用いて、移動前の地点Ａにおいて物体までの距離が判明している場合に、既知の距離を用いて移動後の物体までの距離を算出する場合について説明する。図１６は、実施例２に係る距離計測装置の構成を示すブロック図である。なお、実施例２では、実施例２に係る通知制御装置の構成、処理の流れおよび実施例２の効果を順に説明する。
【００８７】
［距離計測装置の構成（実施例２）］
図１６に示すように、実施例２に係る距離計測装置１０は、照明部１１と、カメラ１２と、出力部１３と、記憶部１４と、移動量計測部１５と、制御部２０とから構成される。このうち、照明部１１と、カメラ１２と、出力部１３と、記憶部１４と、移動量計測部１５と、制御部２０の同期信号生成部２１と、画像処理部２２と、画像生成部２３と、距離計測部２４と、距離判定部２５と、警報音生成部２６とは、実施例１で説明した各処理部と同様の機能を有するので、その詳細な説明は省略する。ここでは、実施例１とは異なる機能を有する制御部２０の三角法距離計測部３０と、放射距離計測部３１とについて説明する。
【００８８】
三角法距離計測部３０は、三角法を用いて物体までの距離を測定（算出）して、測定した距離値を後述する放射距離計測部３１に出力する。具体的には、カメラ１２により撮像されて画像処理部２２により処理された画像の座標系を図１７とした場合に、画像処理部２２により抽出された物体の外接四角形が図中枠であり、物体領域情報にこの外接四角形の情報は（ＬＥＦＴ，ＴＯＰ，ＲＩＧＨＴ，ＢＯＴＴＯＭ）として記憶部１４などに保存されている。このような状態において、三角法距離計測部３０は、カメラの設置高をｈ、カメラ俯角をβ、焦点距離をｆ、撮像面の垂直サイズをＨmm、垂直画素数をＨpixel、外接四角形のＢＯＴＴＯＭ座標値をｙbottomとすると、物体までの距離Zを図１８に示した式５で算出することができる。
【００８９】
また、ここでも、距離とともに距離の正確性を示す確度を算出してもよい。ここでの確度の算出は、算出された距離が負の値となる場合や加速減速中、前方路面が平坦でない場合は０．０、それ以外は１．０とするようにしてもよく、これらを複合的に用いた算出式を設けても良い。加速減速状態、及び路面の平坦性については、既存の車載加速度センサやＧＰＳと地図データを搭載したナビゲーション装置を用いることで容易に算出することができる。なお、図１７は、処理された画像の座標系の例を示す図であり、図１８は、三角法による距離算出の例を示す図である。
【００９０】
放射距離計測部３１は、地点Ａにおいて物体までの距離が既知である場合に、地点Ａにおいて撮像された画像から算出された放射強度と地点Ａにおいて物体までの距離とを用いて、地点Ａにおいて未知である数値をまとめたパラメータを算出し、地点Ｂにおいて、算出されたパラメータと、地点Ｂにおいて算出された放射強度と、算出された角度とを用いて、地点Ｂから物体までの距離を算出する。
【００９１】
具体的に説明すると、地点Ａにおいて物体までの距離がＺknownである場合、放射距離計測部３１は、地点Ａにおける物体までの距離をＺknown、放射強度をＥknownとすると、実施例１で説明したように、図１９の（１）に示した式６が成り立つ。このときの未知の値である光源から物体に向けた放射強度Ｉと物体表面の拡散反射係数ｒと視線ベクトルと任意の１点における面法線ベクトルが成す角度θとをまとめてパラメータＫとすると、図１９の（２）に示した式７．１が成り立つ。ただし、パラメータＫは、図１９の（１）に示した式６を満たすことが条件である。つまり、図１９の（３）に示した式７．２を満たすパラメータＫについてのみ、図１９の（２）に示した式７．１が成り立つ。
【００９２】
このようにすることで、物体までの距離が既知である地点Ａにおける放射強度Ｉと拡散反射係数ｒと角度θとをまとめたパラメータＫを決定することができる。そして、車両が地点Ｂに移動した場合に、画像処理部２２は、地点Ｂにおいてカメラ１２により撮像された画像から放射強度Ｅを算出する。そして、放射距離計測部３１は、この放射強度Ｅのみを図１９の（２）に示した式７．１に代入することで、地点Ｂから物体までの距離を算出（推定）することができる。なお、放射距離計測部３１は、特許請求の範囲に記載の「パラメータ算出手段」と「距離算出手段」に対応する。また、図１９は、物体までの距離算出の例を示す図である。
【００９３】
［距離計測装置による処理］
（距離計測処理の全体的な処理の流れ）
図２０を用いて、距離計測装置による距離計測処理を説明する。図２０は、実施例２に係る距離計測装置における全体的な処理の流れを示すフローチャートである。
【００９４】
図１３に示すように、利用者などの指示操作により距離計測開始指示を受信すると（ステップＳ２００１肯定）、距離計測装置１０のカメラ１２は、移動先の地点（地点Ｂ）における物体の画像を撮像する（ステップＳ２００２）。
【００９５】
続いて、画像処理部２２は、地点Ｂにおいて、カメラ１２により撮像された画像から、物体を抽出するとともに、物体の追跡を開始する（ステップＳ２００３）。そして、放射距離計測部３１は、実施例１で説明した手法（距離計測部２４）や三角法などにより、地点Ａにおける物体までの距離を測定する（ステップＳ２００４）。
【００９６】
そして、距離が計測できなかった場合（ステップＳ２００５否定）、放射距離計測部３１は、パラメータＫを算出済みか否かを判定する（ステップＳ２００６）。パラメータＫが算出済みである場合（ステップＳ２００６肯定）、放射距離計測部３１は、地点Ｂにおける放射強度を算出して（ステップＳ２００７）、図１９の（２）に示した式７．１を用いて地点Ｂから物体までの距離を算出し（ステップＳ２００８）、算出した距離を距離判定部２５に出力する（ステップＳ２０１０）。
【００９７】
一方、パラメータＫが算出済みでない場合（ステップＳ２００６否定）、距離計測装置１０は、再びステップＳ２００２に戻って上記した処理を実行する。
【００９８】
ステップＳ２００５に戻り、距離が計測できた場合（ステップＳ２００５肯定）、放射距離計測部３１は、図１９の（３）に示した式７．２を用いてパラメータＫを算出し（ステップＳ２００９）、算出した距離を距離判定部２５に出力する（ステップＳ２０１０）。
【００９９】
（距離計測処理のおける距離算出処理の流れ）
図２１を用いて、距離計測装置による距離算出処理を説明する。図２１は、実施例２に係る距離計測装置における距離算出処理の流れを示すフローチャートである。
【０１００】
図２１に示すように、ある地点（地点Ａ）においてカメラ１２により物体の画像が撮像されると（ステップＳ２１０１肯定）、放射距離計測部３１は、画像処理部２２により算出された当該画像の物体領域情報を取得する（ステップＳ２１０２）。
【０１０１】
そして、三角法距離計測部３０は、三角法を用いて（図１８の式５）ある地点での物体までの距離を確度を付けて算出する（ステップＳ２１０３）。そして、確度がある閾値未満であった場合（ステップＳ２１０４否定）、放射距離計測部３１は、パラメータＫが算出済みであるか否かを判定する（ステップＳ２１０５）。
【０１０２】
パラメータＫが算出済みであった場合（ステップＳ２１０５肯定）、放射距離計測部３１は、パラメータＫと図１９の（２）に示した式７．１を用いて、距離値と確度を算出し（ステップＳ２１０６）、確度付きの距離値を距離判定部２５に出力する（ステップＳ２１０７）。なお、パラメータＫが算出済みであった場合には、確度を１．０と一定にしてもよい。
【０１０３】
一方、パラメータＫが算出済みでない場合（ステップＳ２１０５否定）、放射距離計測部３１は、確度を「０」として（ステップＳ２１０８）、ステップＳ２１０３で算出した距離値に確度「０」を付けて距離判定部２５に出力する（ステップＳ２１０７）。
【０１０４】
ステップＳ２１０４に戻り、確度がある閾値以上であった場合（ステップＳ２１０４肯定）、放射距離計測部３１は、ステップＳ２１０３で算出された距離値を用いて、パラメータＫを算出し（ステップＳ２１０９）、ステップＳ２１０３で算出した確度付きの距離値を距離判定部２５に出力する（ステップＳ２１０７）。
【０１０５】
（三角法による距離算出処理の流れ）
図２２を用いて、距離計測装置のおける三角法による距離算出処理を説明する。図２２は、実施例２に係る距離計測装置のおける三角法による距離算出処理の流れを示すフローチャートである。
【０１０６】
図２２に示すように、ある地点においてカメラ１２により物体の画像が撮像されると（ステップＳ２２０１肯定）、三角法距離計測部３０は、画像処理部２２により算出された当該画像の物体領域情報を取得する（ステップＳ２２０２）。
【０１０７】
続いて、三角法距離計測部３０は、三角法を用いて（図１８の式５）ある地点での物体までの距離を算出する（ステップＳ２２０３）。そして、算出した距離が「０」より大きく（ステップＳ２２０４否定）、かつ、車両が加減速中でなく（ステップＳ２２０５否定）、かつ、前方が平坦であった場合（ステップＳ２２０６肯定）、三角法距離計測部３０は、算出した距離の確度を「１．０」として（ステップＳ２２０７）、確度付きの距離値を放射距離計測部３１に出力する（ステップＳ２２０８）。
【０１０８】
なお、車両が加減速中であるか否かは、車両に備えたれた加速度センサにより判定され、また、前方が平坦であるか否かは、カーナビゲーションシステムにより判定される。
【０１０９】
一方、算出した距離が「０」より大きくないか（ステップＳ２２０４肯定）、または、車両が加減速中であるか（ステップＳ２２０５肯定）、または、前方が平坦でない場合（ステップＳ２２０６否定）、三角法距離計測部３０は、算出した距離の確度を「０」として（ステップＳ２２０９）、確度付きの距離値を放射距離計測部３１に出力する（ステップＳ２２０８）。
【０１１０】
［実施例２による効果］
このように、実施例２によれば、撮像された物体の画像から画素値を取得して、物体における放射強度を画素値から算出し、物体の画像から物体の位置情報を取得して、車両からの視線ベクトルと光軸のなす角度を位置情報から算出し、地点Ａにおいて物体までの距離が既知である場合に、地点Ａにおいて撮像された画像から算出された放射強度と地点Ａにおいて物体までの距離とを用いて、地点Ａにおいて未知である数値をまとめたパラメータＫを算出し、地点Ｂにおいて、算出されたパラメータＫと、地点Ｂおいて算出された放射強度と、角度とを用いて、地点Ｂから物体までの距離を算出するので、距離算出に必要なバッファやメモリの量を削減することが可能であるとともに、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【０１１１】
例えば、地点Ａにおいて撮像した画像と物体情報と算出した距離のみを記憶しておくことで、地点Ｂや他の地点などの物体までの距離を算出することができる結果、距離を算出する場合に、距離を算出する地点までに撮像した画像や物体情報などを記憶しておく必要がなく、距離算出に必要なバッファやメモリの量を削減することが可能である。また、移動体（例えば、車両）が加減速中の場合や道路が平坦でない場合などで前方の物体を正確に検出できないときでも、地点Ａで画像を撮像して物体を追跡することで、地点Ｂにおいても正確に物体を検出することができ、また、光を照射して撮像した画像から物体に関する位置情報や放射強度を算出する結果、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することが可能である。
【０１１２】
また、実施例２によれば、地点Ａにおいて物体までの距離が三角法によって算出された場合に、地点Ａにおいて撮像された画像から算出された放射強度と、地点Ａにおいて物体までの距離とを用いて、地点Ａにおいて未知である数値をまとめたパラメータを算出するので、より高速な距離算出を行うことが可能である。
【０１１３】
例えば、地点Ａにおける物体までの距離を公知の技術である三角法を用いて算出し、算出した距離をのみを記憶しておくことで、その他の地点における距離算出の際に、以前に撮像した画像や算出した距離を記憶するバッファ容量を削減することが可能であるとともに、三角法により算出された距離を用いることである地点における距離を算出することが可能である。
【実施例３】
【０１１４】
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に示すように、（１）照明光、（２）移動体の種類、（３）距離測定手順、（４）システム構成等、（５）プログラム、にそれぞれ区分けして異なる実施例を説明する。
【０１１５】
（１）照明光
例えば、実施例１と２では、照明光として近赤外線を照射した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、赤外線や紫外線などの不可視光線や、ヘッドライトのような可視光線など照射する照明光に制限はない。例えば、本発明の距離計測装置を車両に搭載した場合、可視光線を照射することは、対向車に対して問題が多いため、不可視光線を用いる方が一般的である。
【０１１６】
（２）移動体の種類
また、実施例１と２では、車両が距離計測装置を搭載する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、飛行機や電車などの移動体であればいずれでもよい。また、例に挙げた大型の移動体だけでなく、自転車やバイクに搭載したり、また、万歩計（登録商標）など人間が所持してもよい。
【０１１７】
（３）距離測定手順
また、実施例２では、三角法により算出された地点Ａから物体までの距離を用いて、地点Ｂにおける距離を算出する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施例１で説明した手法を用いて地点Ａから物体までの距離を算出し、その算出された距離を用いて地点Ｂにおける距離を算出するようにしてもよい。
【０１１８】
また、実施例１と２では、地点Ａから地点Ｂに車両が移動した場合に、地点Ｂから物体までの距離を計測する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その後に移動した地点でも同様に物体までの距離を計測することができる。例えば、地点Ａから地点Ｂに移動した後に、地点Ｃに移動し、地点Ｄに移動した場合、実施例１と実施例２のいずれかの手法を用いることで、地点Ｃから物体までの距離および地点Ｄから物体までの距離を計測することができる。
【０１１９】
（４）システム構成等
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合（例えば、画像処理部を放射強度算出部と角度算出部に分散するなど）して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１２０】
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理（例えば、カメラによる画像撮像処理や画素値から放射強度を算出する処理など）の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報（例えば、図１５など）については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１２１】
（５）プログラム
ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムを他の実施例として説明する。
【０１２２】
図２３は、距離計測プログラムを実行するコンピュータシステムの例を示す図である。図２３に示すように、コンピュータシステム１００は、ＲＡＭ１０１と、ＨＤＤ１０２と、ＲＯＭ１０３と、ＣＰＵ１０４とから構成される。ここで、ＲＯＭ１０３には、上記の実施例と同様の機能を発揮するプログラム、つまり、図２３に示すように、放射強度算出プログラム１０３ａと、角度算出プログラム１０３ｂと、移動量計測プログラム１０３ｃと、距離算出プログラム１０３ｄとがあらかじめ記憶されている。
【０１２３】
そして、ＣＰＵ１０４には、これらのプログラム１０３ａ〜１０３ｄを読み出して実行することで、図２３に示すように、放射強度算出プロセス１０４ａと、角度算出プロセス１０４ｂと、移動量計測プロセス１０４ｃと、距離算出プロセス１０４ｄとなる。なお、放射強度算出プロセス１０４ａと角度算出プロセス１０４ｂとは、図２に示した、画像処理部２２に対応し、同様に、移動量計測プロセス１０４ｃは、移動量計測部１５に対応し、距離算出プロセス１０４ｄは、距離計測部２４に対応する。
【０１２４】
また、ＨＤＤ１０２には、各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する。具体的には、ＨＤＤ１０２には、放射強度算出プロセス１０４ａと角度算出プロセス１０４ｂにより処理された画像や後述する画像生成部により生成された画像を記憶したり、距離算出プロセス１０４ｄにより計測された距離を記憶したり、移動量計測プロセス１０４ｃにより計測された移動量を記憶したりする。
【０１２５】
ところで、上記したプログラム１０３ａ〜１０３ｄは、必ずしもＲＯＭ１０３に記憶させておく必要はなく、例えば、コンピュータシステム１００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」の他に、コンピュータシステム１００の内外に備えられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの「固定用の物理媒体」、さらに、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータシステム１００に接続される「他のコンピュータシステム」に記憶させておき、コンピュータシステム１００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
【０１２６】
（付記１）移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測する距離計測装置であって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手段と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手段と、
前記移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測する移動量計測手段と、
前記計測する物体までの距離に比べて前記移動量が十分小さい場合に、前記第一の地点と前記第二の地点との間で、前記視線ベクトルと前記物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、前記第一の地点および第二の地点において、前記撮像された物体の画像から前記放射強度算出手段によりそれぞれ算出された放射強度と、前記第一の地点および第二の地点において、前記角度算出手段によりそれぞれ算出された角度と、前記移動量計測手段により計測された前記第一の地点から前記第二の地点までの移動量とを用いて、前記物体までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えたことを特徴とする距離計測装置。
【０１２７】
（付記２）前記物体に対して奇偶フィールドの露光時間の一方向に同期して、前記照明光をパルス状に発光させて前記物体を照射する照射手段をさらに備え、
前記放射強度算出手段は、前記照射手段により照射された物体を撮像した画像における奇偶フィールド画像の差分を抽出することで、前記照明光の反射光成分を抽出し、前記反射光成分から前記放射強度を取得することを特徴とする付記１に記載の距離計測装置。
【０１２８】
（付記３）前記照明手段は、近赤外線照明を前記物体に照射するものであって、
前記放射強度算出手段は、前記照射手段により照射され、近赤外線帯域に感度をおいて撮像された前記物体の画像において、前記照明光の近赤外線反射光成分を抽出し、可視光カットフィルタリングを用いることで、前記近赤外線反射光成分から前記放射強度を取得することを特徴とする付記２に記載の距離計測装置。
【０１２９】
（付記４）移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測する距離計測装置であって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手段と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手段と、
前記第一の地点において前記物体までの距離が既知である場合に、前記第一の地点において前記物体撮像手段により撮像された画像から前記放射強度算出手段により算出された放射強度と前記第一の地点から前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
前記第二の地点において、前記パラメータ算出手段により算出されたパラメータと、前記第二の地点おいて算出された放射強度と、前記角度算出手段により算出された角度とを用いて、前記第二の地点から前記物体までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えたことを特徴とする距離計測装置。
【０１３０】
（付記５）前記パラメータ算出手段は、前記第一の地点から前記物体までの距離が三角法によって算出された場合に、前記第一の地点において前記物体撮像手段により撮像された画像から前記放射強度算出手段により算出された放射強度と、前記第一の地点において前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出することを特徴とする付記４に記載の距離計測装置。
【０１３１】
（付記６）移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することに適した距離計測方法であって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出工程と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出工程と、
前記移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測する移動量計測工程と、
前記計測する物体までの距離に比べて前記移動量が十分小さい場合に、前記第一の地点と前記第二の地点との間で、前記視線ベクトルと前記物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、前記第一の地点および第二の地点において、前記撮像された物体の画像から前記放射強度算出工程によりそれぞれ算出された放射強度と、前記第一の地点および第二の地点において、前記角度算出工程によりそれぞれ算出された角度と、前記移動量計測工程により計測された前記第一の地点から前記第二の地点までの移動量とを用いて、前記物体までの距離を算出する距離算出工程と、
を含んだことを特徴とする距離計測方法。
【０１３２】
（付記７）前記物体に対して奇偶フィールドの露光時間の一方向に同期して、前記照明光をパルス状に発光させて前記物体を照射する照射工程をさらに備え、
前記放射強度算出工程は、前記照射工程により照射された物体を撮像した画像における奇偶フィールド画像の差分を抽出することで、前記照明光の反射光成分を抽出し、前記反射光成分から前記放射強度を取得することを特徴とする付記６に記載の距離計測方法。
【０１３３】
（付記８）前記照明工程は、近赤外線照明を前記物体に照射するものであって、
前記放射強度算出工程は、前記照射工程により照射され、近赤外線帯域に感度をおいて撮像された前記物体の画像において、前記照明光の近赤外線反射光成分を抽出し、可視光カットフィルタリングを用いることで、前記近赤外線反射光成分から前記放射強度を取得することを特徴とする付記７に記載の距離計測方法。
【０１３４】
（付記９）移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することに適する距離計測方法であって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出工程と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出工程と、
前記第一の地点において前記物体までの距離が既知である場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出工程により算出された放射強度と前記第一の地点から前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出するパラメータ算出工程と、
前記第二の地点において、前記パラメータ算出工程により算出されたパラメータと、前記第二の地点おいて算出された放射強度と、前記角度算出工程により算出された角度とを用いて、前記第二の地点から前記物体までの距離を算出する距離算出工程と、
を含んだことを特徴とする距離計測方法。
【０１３５】
（付記１０）前記パラメータ算出工程は、前記第一の地点から前記物体までの距離が三角法によって算出された場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出手段により算出された放射強度と、前記第一の地点において前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出することを特徴とする付記９に記載の距離計測装置。
【０１３６】
（付記１１）移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することをコンピュータに実行させる距離計測プログラムであって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手順と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手順と、
前記移動体が第一の地点から第二の地点に移動した移動量を計測する移動量計測手順と、
前記計測する物体までの距離に比べて前記移動量が十分小さい場合に、前記第一の地点と第二の地点との間で、前記視線ベクトルと前記物体における任意の一点に対する面法線ベクトルとがなす角度が等しいと近似した上で、前記第一の地点および第二の地点において、前記撮像された物体の画像から前記放射強度算出手順によりそれぞれ算出された放射強度と、前記第一の地点および第二の地点において、前記角度算出手順によりそれぞれ算出された角度と、前記移動量計測手順により計測された前記第一の地点から第二の地点までの移動量とを用いて、前記物体までの距離を算出する距離算出手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする距離計測プログラム。
【０１３７】
（付記１２）前記物体に対して奇偶フィールドの露光時間の一方向に同期して、前記照明光をパルス状に発光させて前記物体を照射する照射手順をさらにコンピュータに実行させ、
前記放射強度算出手順は、前記照射手順により照射された物体を撮像した画像における奇偶フィールド画像の差分を抽出することで、前記照明光の反射光成分を抽出し、前記反射光成分から前記放射強度を取得することを特徴とする付記１１に記載の距離計測プログラム。
【０１３８】
（付記１３）前記照明手順は、近赤外線照明を前記物体に照射するものであって、
前記放射強度算出手順は、前記照射手順により照射され、近赤外線帯域に感度をおいて撮像された前記物体の画像において、前記照明光の近赤外線反射光成分を抽出し、可視光カットフィルタリングを用いることで、前記近赤外線反射光成分から前記放射強度を取得することを特徴とする付記１２に記載の距離計測プログラム。
【０１３９】
（付記１４）移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し前記物体を撮像して前記物体までの距離を計測することをコンピュータに実行させる距離計測プログラムであって、
前記撮像された物体の画像から画素値を取得して、前記物体における放射強度を前記画素値から算出する放射強度算出手順と、
前記物体の画像から前記物体の位置情報を取得して、前記移動体からの視線ベクトルと光軸のなす角度を前記位置情報から算出する角度算出手順と、
前記第一の地点において前記物体までの距離が既知である場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出手順により算出された放射強度と前記第一の地点から前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出するパラメータ算出手順と、
前記第二の地点において、前記パラメータ算出手順により算出されたパラメータと、前記第二の地点おいて算出された放射強度と、前記角度算出手順により算出された角度とを用いて、前記第二の地点から前記物体までの距離を算出する距離算出手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする距離計測プログラム。
【０１４０】
（付記１５）前記パラメータ算出手順は、前記第一の地点から前記物体までの距離が三角法によって算出された場合に、前記第一の地点において撮像された画像から前記放射強度算出手段により算出された放射強度と、前記第一の地点から前記物体までの距離とを用いて、前記第一の地点において未知である数値をまとめたパラメータを算出することを特徴とする付記１４に記載の距離計測プログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
以上のように、本発明に係る距離計測装置、距離計測プログラムおよび距離計測方法は、移動体に搭載され、前方の物体に光を照射し物体を撮像して物体までの距離を計測することに有用であり、特に、長い距離を計測するのに際しても、大型の装置を必要とせず、正確に前方の物体までの距離を計測することに適する。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】実施例１に係る距離計測装置の概要と特徴を説明するための図である。
【図２】実施例１に係る距離計測装置の構成を示すブロック図である。
【図３】照射光と反射光の関係を説明するための図である。
【図４】露光タイミングと発光タイミングを説明するための図である。
【図５】赤外線照明の画像抽出を説明するための図である。
【図６】物体抽出および物体追跡を説明するための図である。
【図７】物体領域情報の構成例を示す図である。
【図８】カメラと物体との光学的な関係を示す図である。
【図９】光学的に距離を計測する例を示す図である。
【図１０】移動しながらの距離計測を説明するための図である。
【図１１】距離算出式の例を示す図である。
【図１２】実施例１に係る距離計測装置における全体的な処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】実施例１に係る距離計測装置における画像処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】実施例１に係る距離計測装置における距離算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】算出される確度の構成例を示す図である。
【図１６】実施例２に係る距離計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】処理された画像の座標系の例を示す図である。
【図１８】三角法による距離算出の例を示す図である。
【図１９】物体までの距離算出の例を示す図である。
【図２０】実施例２に係る距離計測装置における全体的な処理の流れを示すフローチャートである。
【図２１】実施例２に係る距離計測装置における距離算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図２２】実施例２に係る距離計測装置における三角法による距離算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図２３】距離計測プログラムを実行するコンピュータシステムの例を示す図である。
【図２４】従来技術を説明するための図である。
【図２５】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１０  距離計測装置
１１  照明部
１２  カメラ
１３  出力部
１４  記憶部
１５  移動量計測部
２０  制御部
２１  同期信号生成部
２２  画像処理部
２３  画像生成部
２４  距離計測部
２５  距離判定部
２６  警報音生成部
３０  三角法距離計測部
３１  放射距離計測部
１００  コンピュータシステム
１０１  ＲＡＭ
１０２  ＨＤＤ
１０３  ＲＯＭ
１０３ａ  放射強度算出プログラム
１０３ｂ  角度算出プログラム
１０３ｃ  移動量計測プログラム
１０３ｄ  距離算出プログラム
１０４  ＣＰＵ
１０４ａ  放射強度算出プロセス
１０４ｂ  角度算出プロセス
１０４ｃ  移動量計測プロセス
１０４ｄ  距離算出プロセス
【図１】
2008175792.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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】
2008175792.tif 000014
【図１５】
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【図１６】
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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】
2008175792.tif 000021
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図５】
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【図６】
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【図１７】
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