(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から射出された光を所定のドットパターンを有する測定光に変換するパターン形成部と、前記測定光が被測定物体に照射され、反射された反射光を検出する受光素子と、前記受光素子が受光した前記反射光に基づいて、被測定物体の形状及び移動情報を検出する検出部と、を備えた物体検出装置であって、
前記ドットパターンを形成するドットは、少なくとも複数の第１ドットと、複数の第２ドットとが混在してなり、前記複数の第２ドットの間隔は、前記複数の第１ドットの間隔よりも大きく、
前記検出部は、少なくとも前記第１ドットにおける前記反射光に基づいて被測定物体の形状を検出し、前記第２ドットにおける前記反射光に基づいて、被測定物体の移動情報を検出することを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記第１ドットと前記第２ドットは異なる特性値を有し、
前記検出部は、前記特性値についての閾値に基づいて、前記第１ドットと前記第２ドットを判別することを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記特性値は、輝度、ドット径、形状、明度、色相、波長、及び位相のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記パターン形成部は、前記光源から射出された光を回折して複数のドットを形成する回折格子を有し、前記回折格子は、前記第１ドットに対応した第１の格子形状と、前記第２ドットに対応した第２の格子形状とを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記ドットパターンは所定の間隔を開けて、平面視にて正方格子状に規則的に配列されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドットパターンを有する測定光を被測定物体に照射し、この反射光に基づいて被測定物体を検出する物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、コヒーレント光源を使用して被測定物体を検出する物体検出装置に関する発明が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載された物体検出装置は、コヒーレント光源から生成されたランダムスペックルパターンが照明領域に照射され、照明領域からの光応答が画像化ユニットで検出される。被測定物体が照明領域に移動したときに得られるパターン画像と、被測定物体が存在していないときのランダムスペックルパターンの参照画像とでスペックルパターンのずれを検出し、三次元測量法を利用して、被測定物体の三次元マップを構築する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５００１２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された物体検出装置は、スペックルパターンがランダムに形成され、照明領域に被測定物体が存在してスペックルパターンがずれたときは、参照画像で設定されていたランダムパターンの特徴との相対ずれを検出するものとなっている。
【０００６】
しかしながら、この方法では、各フレームごとに全てのスペックルパターンのずれを検出する手法であることから、被測定物体の形状を検知するには好適であるが、処理負荷が大きく、素早い動作に追従できるほど処理を早めることができないものであった。
【０００７】
そこで本発明は、被測定物体が素早く移動した場合にも、被測定物体の移動情報を検出することができると共に、被測定物体の形状を検出できる物体検出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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の物体検出装置は、光源と、光源から射出された光を所定のドットパターンを有する測定光に変換するパターン形成部と、測定光が被測定物体に照射され、反射された反射光を検出する受光素子と、受光素子が受光した反射光に基づいて、被測定物体の形状及び移動情報を検出する検出部と、を備えた物体検出装置であって、
ドットパターンを形成するドットは、少なくとも複数の第１ドットと、複数の第２ドットとが混在してなり、複数の第２ドットの間隔は、複数の第１ドットの間隔よりも大きく、検出部は、少なくとも第１ドットにおける反射光に基づいて被測定物体の形状を検出し、第２ドットにおける反射光に基づいて、被測定物体の移動情報を検出することを特徴としている。
【０００９】
本発明の物体検出装置は、移動情報を検出するための第２ドットの間隔を、被測定物体の形状を検出するための第１ドットの間隔よりも大きくしたことにより、被測定物体が所
定時間において、例えば第１ドットの間隔よりも大きく移動するような素早い動作をした場合でも被測定物体の移動情報を確実に検出することができる。
【００１０】
本発明の物体検出装置において、第１ドットと第２ドットは異なる特性値を有し、検出部は、特性値についての閾値に基づいて、第１ドットと第２ドットを判別することが好ましい。
【００１１】
これにより、第１ドットと第２ドットを明確に判別することができるため、被測定物体の形状及び移動情報をそれぞれ正確に検出することができる。
【００１２】
本発明の物体検出装置において、上記特性値は、輝度、ドット径、形状、明度、色相、波長、及び位相のうち少なくとも１つであることが好ましい。
【００１３】
これにより、測定条件等に合わせて、第１ドットと第２ドットの識別が容易かつ確実に行うことができる。
【００１４】
本発明の物体検出装置において、パターン形成部は、光源から射出された光を回折して複数のドットを形成する回折格子を有し、回折格子は、第１ドットに対応した第１の格子形状と、第２ドットに対応した第２の格子形状とを備えることが好ましい。
【００１５】
これにより、第１ドットと第２ドットの識別が容易となるため、被測定物体の形状の検出と移動情報の検出を正確かつ迅速に行うことが可能となる。
【００１６】
本発明の物体検出装置において、ドットパターンは所定の間隔を開けて、平面視にて正方格子状に規則的に配列されていることが好ましい。
【００１７】
このようにドットパターンを配置することにより、いずれかのドット像の位置に変化が生じたときに、最も近くに存在していたドット像を移動元であると判定し、これにより少ない演算量で被測定物体を検出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、被測定物体が素早く移動した場合であっても、被測定物体の移動情報を検出することができると共に、被測定物体の形状を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る物体検出装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す物体検出装置を上方から見た平面図である。
【図３】画像上での参照ドット像の移動を示す説明図である。
【図４】基準面に形成される参照ドットの配列を示す説明図である。
【図５】図４の参照ドットを拡大して示した図である。
【図６】撮像部材の画面に表示された参照ドット像の配列と移動を示す説明図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は、参照ドット像とエピポーラ線の向きとの関係を比較する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る物体検出装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
【００２１】
図１と図２に示す物体検出装置１は、基準面２と、この基準面２に対向する光照射部材
１０及び撮像部材２０を有している。図１と図２に示す基準面２は平面であるが、基準面２は凹凸を有するものであってもよい。
【００２２】
図１と図２には、基準座標としてＸ−Ｙ−Ｚ座標が示されている。Ｘ−Ｙ面は基準面２と平行な面であり、Ｘ−Ｚ面は基準面２と垂直な平面である。
【００２３】
光照射部材１０は、コヒーレント光源であるレーザー光源１１と、レーザー光源１１から発せられる発散光束１４ａを平行光束１４ｂに変換するコリメートレンズ１２と、コリメートレンズ１２で変換された平行光束１４ｂが通過する透過型のホログラム素子１３とを有している。レーザー光源１１は、人が目視できない近赤外線の波長領域のレーザー光を発する。あるいは、可視光のレーザー光を発するものであってもよい。ここで、コリメートレンズ１２とホログラム素子１３は、パターン形成部を構成する。
【００２４】
ホログラム素子１３は位相型の回折格子であり、平行光束１４ｂが回折されて、測定光として所定の発散角度を有する照射光束１４ｃが形成され、照射光束１４ｃが基準面２に与えられる。照射光束１４ｃが基準面２に照射されると、基準面２に、複数の基準参照ドット３１が投影される。複数の基準参照ドット３１は、前記レーザー光がホログラム素子１３で回折されて形成されるものであり、図４に示す例では、基準面２に小丸形状の基準参照ドット３１が形成されている。基準参照ドット３１の形状は小丸に限られるものではなく、任意の形状を選択できる。
【００２５】
図４に示すように、平面である基準面２に形成されている基準参照ドット３１が、規則的な投影パターンに従って配列されて、基準パターン３０（ドットパターン）が形成される。ここでの「規則的」とは、いずれか１つの基準参照ドット３１に着目したときに、その基準参照ドット３１とそれぞれの方向で隣接する基準参照ドット３１との方向ならびに距離の相対関係が、他の全ての基準参照ドット３１において同じである関係を意味している。
【００２６】
図４に示す基準パターン３０では、基準参照ドット３１が行方向と列方向へ一定のピッチで並ぶ正方格子状に配列している。行方向と列方向は、Ｘ−Ｙ方向に対して傾いた状態で基準参照ドット３１が照射されている。ここで、基準参照ドット３１は、正方格子以外のパターン、例えば六角格子状に配置してもよい。
【００２７】
図５に示すように、基準参照ドット３１は、複数の第１ドット１３１（黒い丸印）と複数の第２ドット２３１（白抜きの丸印）から構成され、一定のピッチｄの間隔で配置されている。ここで、図５以外の図においては、簡略化のため、第１ドット１３１と第２ドット２３１を区別せずに表示している。第２ドット２３１は、２つの第１ドット１３１を間に入れるように配置され、第２ドット２３１間のピッチｄ’は、第１ドット１３１間のピッチｄの３倍となる。第２ドット２３１の配置間隔は、物体検出装置の仕様等に応じて任意に設定することができ、例えば３つの第１ドット１３１ごとに配置してもよい。ここで、第１ドット１３１の配置密度（単位面積あたりの配置数）は、第２ドット２３１の配置密度の所定数倍、特に２５〜４９倍であることが好ましい。
【００２８】
第１ドット１３１及び第２ドット２３１は、ホログラム素子１３の回折面の構成を異ならせることによって、特性値としての、基準面２における輝度が異なっている。ホログラム素子１３は、回折面として、第１ドット１３１に対応した第１の格子形状と、第２ドット２３１に対応した第２の格子形状とを備えている。ここで、基準面２における第２ドット２３１の輝度は、第１ドット１３１の輝度よりも高くなっている。第１ドット１３１と第２ドット２３１の輝度の差は、検出環境や被測定物体の形状・色等によって生じる反射光の強度の変化に影響を受けない程度の大きさであることが好ましく、例えば、第２ドッ
ト２３１の輝度を第１ドット１３１の輝度の１．５〜１０倍程度とするとよい。
【００２９】
上述の説明では、第２ドット２３１の輝度を第１ドット１３１の輝度よりも高くしていたが、逆に第１ドット１３１の輝度を第２ドット２３１よりも高くしてもよい。
【００３０】
また、第１ドット及び第２ドットが有する特性値として、輝度の違いに代えて、又は、輝度の違いに加えて、第１ドット１３１と第２ドット２３１とで、ドット径、形状、明度、色相、波長、及び位相のうち少なくとも１つ異ならせてよい。例えば、ドット径・出射強度等が異なるドットをそれぞれ形成可能な２つの光源を用意し、時間をずらしてコリメートレンズ１２の光軸に沿ってそれぞれ入射させる。これによって、第１ドット１３１と第２ドット２３１のドット径・明度・波長・位相等に違いを生じさせることができる。また、ホログラム素子１３の出射面近傍に基準パターンに対応したフィルタを設け、このフィルタを通してホログラム素子１３からの出射光を基準面２に照射することによっても、ドット径・形状・明度・色相・波長等に違いを生成することができる。
【００３１】
図２には、光照射部材１０から基準面２に向けて照射される照射光束１４ｃの照射基準線Ｏａが示されている。照射基準線Ｏａは、レーザー光源１１とコリメートレンズ１２ならびにホログラム素子１３の光軸に一致している。照射基準線ＯａはＸ−Ｚ平面と平行な面内に位置しており、図２の平面図に示すように、照射基準線Ｏａは基準面２からの垂直線Ｈに対して９０度未満の角度θを有して配置されている。
【００３２】
ホログラム素子１３から基準面２に延びる照射光束１４ｃの内部には、それぞれの基準参照ドット３１に個別に対応する照射線１５が含まれている。ホログラム素子１３の回折現象で生成された複数の基準参照ドット３１は、それぞれの照射線１５と基準面２との交点に生成される。照射光束１４ｃは発散光であるため、厳密には個々の照射線１５が拡散角を有しているが、光照射部材１０と基準面２との距離を十分に長く確保することで、図２に示すように、照射線１５を互いにほぼ平行な配置関係として表すことができる。
【００３３】
図１では、光照射部材１０と基準面２との間に被測定物体５が入り込んだ状態が示されている。図１では被測定物体５が人の手である。被測定物体５が入り込むと、その表面に参照ドットが投影される。本明細書では、被測定物体５の表面に投影された参照ドットを移動参照ドット３２と呼んでいる。図２に示すように、移動参照ドット３２は、個々の照射線１５と被測定物体５の表面との交点に生成される。
【００３４】
図１と図２に示すように、撮像部材２０はビデオカメラ２１を有している。ビデオカメラ２１は、ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）等の受光素子を備え、被測定物体からの反射光を検出する。図２には、ビデオカメラ２１の撮像基準線Ｏｂが示されている。撮像基準線Ｏｂはビデオカメラ２１の撮像視野の中心線であり、カメラレンズの光軸に一致している。撮像基準線Ｏｂは、Ｘ−Ｚ面と平行な面内に位置し、この面内において、撮像基準線Ｏｂは垂直線Ｈと平行に配置されている。その結果、照射基準線Ｏａと撮像基準線Ｏｂとが、Ｘ−Ｚ面と平行な面内で、角度θを有して対向している。図２に示す実施の形態では角度θは鋭角である。なお、前記角度θを有していれば、照射基準線Ｏａが垂直線Ｈと平行であってもよいし、照射基準線Ｏａと撮像基準線Ｏｂの双方が垂直線Ｈと非平行であってもよい。また角度θは鋭角に限られるものではない。
【００３５】
図３には、ビデオカメラ２１で撮像された画像２１ａが示されている。画像２１ａには基準参照ドット像３１ａと移動参照ドット像３２ａが映し出されている。ここでの基準参照ドット像３１ａと移動参照ドット像３２ａは、基準参照ドット３１の反射光を取得した像と、移動参照ドット３２の反射光を取得した像を意味している。
【００３６】
照射基準線Ｏａと撮像基準線Ｏｂとが所定の角度θ（θは鋭角に限られない）で対向している結果、画像２１ａにおいては、移動参照ドット像３２ａが基準参照ドット像３１ａから延びるエピポーラ線Ｅ上に位置する。エピポーラ線Ｅは、画像２１ａにおいて、基準参照ドット像３１ａとその基準参照ドット像３１ａが移動した移動参照ドット像３２ａとを結ぶ仮想の直線である。
【００３７】
図２に示すように、撮像部材２０では、ビデオカメラ２１で取得された画像が、フレーム（コマ）毎にフレームメモリ２２に蓄積される。フレームメモリ２２には複数のフレーム分の画像が蓄積され、新たなフレームの画像が入力されると、最も古いフレームの画像が廃棄される。
【００３８】
フレームメモリ２２に蓄積された画像２１ａは、フレーム毎に画像分析部２３に送られ、前後のフレームの画像を比較してどのドット像が移動したかが分析され、分析結果が判別部２４に送られる。ここで、画像分析部２３と判別部２４は、受光素子が受光した反射光に基づいて、被測定物体の形状及び移動情報を検出する検出部を構成する。
【００３９】
判別部２４は、画像分析部２３から出力された画像について、予め定めた閾値に基づいて、第１ドット１３１と第２ドット２３１を判別する。より具体的には、閾値よりも高い輝度を有するドットを第２ドット２３１と判別し、閾値以下の輝度を有するドットを第１ドット１３１と判別することで、測定対象として第１ドット１３１と第２ドット２３１とを分離する。
【００４０】
判別部２４は、第１ドット１３１と第２ドット２３１の判別後に、第１ドット１３１における反射光に基づいて被測定物体５の形状を検出し、第２ドット２３１における反射光に基づいて被測定物体５の移動情報を検出する。ここで、移動情報は、複数の第２ドット２３１のそれぞれについての、基準面２に対応する平面内での移動速度や移動量、移動方向を含む。
【００４１】
物体検出装置１においては、移動情報を検出するための第２ドット２３１の間隔を、被測定物体５の形状を検出するための第１ドット１３１の間隔よりも大きくしたことにより、被測定物体５が所定量、例えば第１ドット１３１の間隔よりも大きな量より大きく移動した場合でも被測定物体５の移動情報を確実に検出することができる。また、移動情報を検出するためには第１ドット１３１を無視して第２ドット２３１のみを検出すればよく、且つ第２ドット２３１は第１ドット１３１よりも密度が小さく配置されているため、処理スピードを向上することができる。そのため、被測定物体５が速い速度で移動したとしても検出することが可能となる。
【００４２】
次に、前記物体検出装置１の測定動作について説明する。
物体検出装置１では、基準面２に基準参照ドット３１が投影されている状態で、ビデオカメラ２１で画像が取得される。その画像は、１フレーム毎にフレームメモリ２２に蓄積され、画像分析部２３では、次のように、前後のフレームの画像を比較してどの参照ドットが移動したかが分析される。
【００４３】
図６は、フレーム毎に取得される画像２１ａを説明するものであるが、この図には、互いに直交する横軸ｕと縦軸ｖが付加されている。横軸ｕは、図４に示す基準面２におけるＸ軸に対応し、縦軸ｖは基準面２におけるＹ軸に対応している。画像２１ａにおいて参照ドットが移動するエピポーラ線Ｅは、照射基準線Ｏａと撮像基準線Ｏｂとの対向状態により決まるもので、必ずしも横軸ｕや縦軸ｖと平行になるものではないが、図２と図６に示す実施の形態では、説明の都合上、参照ドットが移動するエピポーラ線Ｅが、横軸ｕ（Ｘ軸）と平行となるように設定されている。
【００４４】
図６には、図４に示す基準参照ドット３１の反射像である基準参照ドット像３１ａが白抜きの小丸で示されている。基準パターン３０の照射領域に被測定物体５が存在していないときに取得される第１フレームの画像２１ａでは、複数の基準参照ドット像３１ａが、正方格子状に規則的に配列した基準パターン像３０ａを構成している。
【００４５】
第１フレームに続く第２フレームの画像２１ａが取得されたときに、被測定物体５が存在してその表面に移動参照ドット３２が照射されていると、画像２１ａに移動参照ドット像３２ａが現れる。この移動参照ドット像３２ａは元の基準参照ドット像３１ａ上を通るエピポーラ線Ｅ上に位置する。図６では、第２フレームの画像２１ａに現れた移動参照ドット像３２ａがハッチングを付した小丸で示されている。
【００４６】
また、既に基準パターン３０の照射領域に存在している人の手などの被測定物体５が、前記照射領域内で動いたときは、移動参照ドット像３２ａが、その移動参照ドット像３２ａの元の位置を通過するエピポーラ線Ｅ上を移動する。
【００４７】
図６に示すように、この物体検出装置１では、第１フレームの画像２１ａで規則的に配置された基準参照ドット像３１ａが動いておらず、次の第２フレームの画像２１ａに移動参照ドット像３２ａが現れたとき、すなわち、第１フレームと第２フレームの間で、照射領域内に被測定物体５が入ったとき、第１フレームの基準参照ドット像３１ａと第２のフレームの測定対象となる移動参照ドット像３２ａとの間のエピポーラ線Ｅ上での移動距離Ｌ１が、第１フレームで既に取得されていた複数の基準参照ドット像３１ａのうちの移動元でない基準参照ドット像３１ａと測定対象である移動参照ドット像３２ａとの最短距離Ｌ２よりも短くなるように（Ｌ１＜Ｌ２となるように）撮像条件が決められている。ここで検出の対象となるのは第１ドット１３１に対応する参照ドット像であるが、第２ドット２３１に対応する参照ドット像もこれに含めた方が、被測定物体５の形状検知を全体に亘って抜けが発生せずに行えるため、好適である。その際、第１ドット１３１と第２ドット２３１を判別するための閾値を用いずに処理をすれば良いため、容易に検出が可能である。
【００４８】
また、照射領域内に既に存在する被測定物体５が照射領域内で移動するときは、測定対象となるのは第２ドットに対応する参照ドット像のみであり、フレーム間で移動した測定対象となる移動参照ドット像３２ａのエピポーラ線Ｅ上での移動距離Ｌ１が、先のフレームの複数の移動参照ドット像３２ａのうちの移動元でない他の移動参照ドット像３２ａと測定対象となる移動参照ドット像３２ａとの最短距離Ｌ２よりも短くなるように（Ｌ１＜Ｌ２となるように）撮像条件が決められている。
【００４９】
前記条件（Ｌ１＜Ｌ２）は、撮像部材２０の焦点距離（ｆ）、光照射部材１０と撮像部材１０との基線長（Ｂ）、フレームレート（ν）、基準参照ドット３１の最短ピッチ（ｄ）、ならびに基準面２から垂直な方向での被測定物体５の寸法または移動量に依存する。ここで、被測定物体５は通常は人の手であり、その大きさと移動速度、ならびに基準面２に対するＺ方向の操作位置を予め予測できる。そのため、撮像部材２０の焦点距離（ｆ）、光照射部材１０と撮像部材２０との基線長（Ｂ）、フレームレート（ν）、基準参照ドット３１の最短ピッチ（ｄ）を調整することで、前記条件（Ｌ１＜Ｌ２）を満たすことが可能である。
【００５０】
前記条件（Ｌ１＜Ｌ２）が満たされていると、基準面２の手前に被測定物体５が存在して移動参照ドット像３２ａが現れたときに、その直前のフレームで得られた画像２１ａの複数の基準参照ドット像３１ａのうち、移動参照ドット像３２ａから最も近い位置にある基準参照ドット像３１ａを、その移動参照ドット像３２ａの移動元であると特定すること
ができる。
【００５１】
同様に、既に基準面２の手前に位置する被測定物体５が移動し、移動参照ドット像３２ａが移動したときにも、その直前のフレームで得られた画像２１ａの複数の移動参照ドット像３２ａのうち、対象となる移動参照ドット像３２ａから最も近い位置にある移動参照ドット像３２ａを、その移動参照ドット像３２ａの移動元であると特定することができる。さらに、第２ドットの間隔ｄ’を第１ドットの間隔ｄよりも広くしていることから、被測定物体５が素早く移動しても、移動参照ドットの特定を確実に行うことができる。
【００５２】
判別部２４においては、画像分析部２３から出力された画像について、面単位（フレーム単位）で判別処理を行う。判別部２４は、輝度について予め定めた２つの閾値ＳＡ、ＳＢに基づいて、画像分析部２３から出力された画像中のドット像を２つのグループＧＡ、ＧＢに分類する。ここで、閾値ＳＡは、閾値ＳＢよりも大きな値であって、グループＧＡは輝度がＳＡ以上であるドット像の第２ドット２３１に対応し、グループＧＢは輝度がＳＢ以上ＳＡ未満であるドット像の第１ドット１３１に対応する。
【００５３】
判別部２４は、輝度がＳＡ以上となる明るいドット像のグループＧＡと、輝度がＳＢ以上ＳＡ未満となる暗いドット像のグループＧＢとについて並行して判別処理を行う。この判別処理においては、被測定物体の動きが、グループＧＢのドット像によって被測定物体の形状及び移動情報を検出可能な速度範囲である場合には、グループＧＢのドット像を用いて被測定物体の形状及び移動情報を検出する。これに対して、被測定物体の動きが速く、グループＧＢのドット像の検出に欠落が生じる場合には、グループＧＡを用いて被測定物体の移動情報を検出する。
【００５４】
画像２１ａ上で規則的に配列する基準参照ドット像３１ａと移動参照ドット像３２ａには、それぞれが区別できるように予め識別記号が付されている。この識別符号は座標点を表す番号などである。移動参照ドット像３２ａは、移動すると座標点が変るため、識別符号が変化し、対応する移動参照ドット像３２ａの識別符号がフレーム間で相違してしまう。ただし、判別部２４では、移動後の移動参照ドット像３２ａから最も近い距離に存在していた基準参照ドット像３１ａまたは移動参照ドット像３２ａの識別記号が、移動した参照ドット像３２ａのものであると特定することが可能になる。
【００５５】
多数の基準参照ドット像３１ａまたは移動参照ドット像３２ａのうちの移動した参照ドットを特定することで、被測定物体５の形状や、被測定物体５がどの方向へ移動しているかなどを、判別部２４で判別できるようになる。
【００５６】
上述の参照ドットの特定方法によれば、ランダムに配列した参照ドットを使用した従来例に比べて演算処理を軽減できる。さらに、画像上でエピポーラ線Ｅを特定できなくても、移動元の基準参照ドット像３１ａを特定できるため、被測定物体５の位置や移動を測定する演算処理を容易に行うことができる。
【００５７】
図６に示す実施の形態では、照射線１５に相当しているエピポーラ線Ｅがｕ軸方向に延びているが、基準パターン像３０ａの行方向と列方向は、ｕ軸とｖ軸と平行になっていない。すなわちエピポーラ線Ｅは、行方向ならびに列方向に角度を有して延びている。基準パターン像３０ａとエピポーラ線Ｅとの関係がこのように設定されていると、前記条件（Ｌ１＜Ｌ２）を、さらに設定しやすくなる。
【００５８】
図７（Ａ）は、エピポーラ線Ｅと、基準パターン像３０ａの行方向とが一致している例を示し、図７（Ｂ）は、エピポーラ線Ｅが、行方向と列方向に対して４５度の角度に延びている例を示している。図７（Ａ）では、基準参照ドット像３１ａとその次のフレームで
得られた移動参照ドット像３２ａとの距離が（ｄ／２）を超えないように前後のフレームの取得時間を設定しないと、移動参照ドット像３２ａがどの基準参照ドット像３１ａから移動したのかが解らなくなる。（ｄ）は基準参照ドット像３１ａの配列ピッチである。
【００５９】
これに対し、図７（Ｂ）では、移動参照ドット像３２ａと基準参照ドット像３１ａとの距離が（ｄ／２）を超えたとしても、最短距離に有った基準参照ドット像３１ａを移動元であると特定することができる。
【００６０】
よって、エピポーラ線Ｅの方向を、行方向と列方向に対して４５度±β（βは４５度未満）の角度に設定しておくことで、フレームレートが低くても、移動参照ドット像３２ａの最短距離に有った基準参照ドット像３１ａを移動元である、と特定できるようになる。
【００６１】
図６に示す例のように、移動参照ドット像３２ａが現れたときに、または移動参照ドット像３２ａが移動したときに、その移動参照ドット像３２ａが、移動元の基準参照ドット像３１ａを中心とした一辺の長さが（ｄ）である四角形領域３５の内部に位置するようにフレームレートやその他の撮像条件を設定すれば、移動参照ドット像３２ａから最短に位置していた基準参照ドット像３１ａを移動元であると特定することが可能である。
【００６２】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明に係る物体検出装置は、被測定物体の形状だけでなく移動情報の検出に有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１  物体検出装置
２  基準面
５  被測定物体
１０  光照射部材
１１  レーザー光源
１２  コリメートレンズ
１３  ホログラム素子
１５  照射線
２０  撮像部材
２１  ビデオカメラ
３０  基準パターン
３０ａ  基準パターン像
３１  基準参照ドット
３１ａ  基準参照ドット像
３２  移動参照ドット
３２ａ  基準ドット像
１３１  第１ドット
２３１  第２ドット
Ｅ  エピポーラ線
Ｏａ  照射基準線
Ｏｂ  撮像基準線
【図１】
0006436349.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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