(57)【要約】【課題】対象物までの距離を精度良く測定することを課題とする。【解決手段】測距装置１０は、方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒを通じて照射方向を調節しつつ、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒから近赤外線光を照射し、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒによって照射された第１の送出波および第２の送出波の反射波の輝度値が閾値以上である場合に照射線の交点で物体と接触したと判別し、その照射交点接触時の第１の送出波および第２の送出波の照射角度を検出し、該検出した第１の送出波および第２の送出波の照射角度に基づいて、当該照射線の交点までの距離を算出する。【選択図】        図２
2007192755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距対象領域に向けて送出波を照射し、該照射した送出波が物体にあたって跳ね返ることにより得られた反射波をもとに当該物体までの距離を測定する測距装置であって、
複数の照射手段によって照射された各送出波が照射線の交点で前記物体と接触した照射交点接触時の各送出波の照射角度を検出する照射角度検出手段と、
前記照射角度検出手段によって検出された各送出波の照射角度に基づいて、当該照射線の交点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測距装置。
【請求項２】
前記照射角度検出手段は、前記複数の照射手段の１つである第１の照射手段によって照射された第１の送出波および前記複数の照射手段の１つである第２の照射手段によって照射された第２の送出波の反射波の強度に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で前記物体と接触したか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記複数の照射手段である第１の照射手段および前記第２の照射手段は、前記第１の送出波および第２の送出波として相互に補色の関係となる送出波を照射し、
前記照射角度検出手段は、前記第１の送出波および第２の送出波の反射波の色相に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で前記物体と接触したか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項４】
前記複数の照射手段である第１の照射手段および前記第２の照射手段は、前記第１の送出波および第２の送出波としてそれぞれ異なる周波数の送出波を照射し、
前記照射角度検出手段は、前記第１の送出波および第２の送出波の反射波の周波数特性に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で前記物体と接触したか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項５】
前記第１の送出波の照射方向並びに第２の送出波の照射方向を調節する照射方向調節手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２、３または４に記載の測距装置。
【請求項６】
前記照射方向調節手段は、前記第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が縦方向の走査線を移動するように、前記第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することを特徴とする請求項５に記載の測距装置。
【請求項７】
前記照射方向調節手段は、前記第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が横方向の走査線を移動するように、前記第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することを特徴とする請求項５に記載の測距装置。
【請求項８】
前記照射方向調節手段は、前記照射角度検出手段によって前記照射線の交点で前記物体と接触したと判別された場合に、当該照射交点接触時の前記物体の位置を中心にした走査線を移動するように、前記第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することを特徴とする請求項５、６または７に記載の測距装置。
【請求項９】
前記照射角度検出手段は、画像撮像手段によって撮像された測距対象領域の画像中の画素の明度または色相に基づいて、前記第１の送出波および第２の送出波が照射線の交点で前記物体と接触したか否かを判別することを特徴とする請求項２または３に記載の測距装置。
【請求項１０】
前記第１の照射手段または前記第２の照射手段が前記第１の送出波および第２の送出波の反射波を検出する反射波検出手段と一体型に構成されたことを特徴とする請求項２〜９のいずれか一つに記載の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距対象領域に向けて送出波を照射し、該照射した送出波が物体にあたって跳ね返ることにより得られた反射波をもとに当該物体までの距離を測定する測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両走行の障害となりうる物体を検出し、自車両からその物体までの距離を測定する測距技術が開発されてきている。かかる測距技術としては、自車両の進行方向に向かってレーザ光を照射し、該照射した送出波が進行方向上の障害物にあたって跳ね返ることにより得られる反射波の到達時間をもとに、自車両に相対した障害物の距離や方向などを測定するレーザレーダの技術がよく知られている。
【０００３】
また、このような測距技術の他、特許文献１では、複眼カメラによって撮像されたそれぞれの撮像画像の視差を用いて車両走行の障害となりうる物体までの距離を測定するステレオカメラによる測距技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２８１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来技術では、対象物までの距離を必ずしも正確に測定することができないという問題点があった。例えば、レーザレーダを用いた場合には、雨や霧などの悪天候下においてこれらの阻害物により送出波である光が吸収されたり、減衰したりしてしまうので、サンプルとなる好環境下での反射波の到達時間との間でずれが生じ（本来の到達時間に誤差が出てしまい）、対象物までの距離を正確に測定することができない。また、ステレオカメラによる測距の場合には、二次元平面である画像から奥行き方向となる距離を測定せねばならないので、測距分解能にも自ずから限界があり、さらに、これらのステレオカメラを車両に搭載する場合には、カメラ間の距離を確保するのが困難であるため、測距分解能が著しく悪化してしまうこととなる。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、対象物までの距離を精度良く測定することができる測距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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１の発明に係る測距装置は、測距対象領域に向けて送出波を照射し、該照射した送出波が物体にあたって跳ね返ることにより得られた反射波をもとに当該物体までの距離を測定する測距装置であって、複数の照射手段によって照射された各送出波が照射線の交点で前記物体と接触した照射交点接触時の各送出波の照射角度を検出する照射角度検出手段と、前記照射角度検出手段によって検出された各送出波の照射角度に基づいて、当該照射線の交点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。
【０００８】
また、請求項２の発明に係る測距装置は、上記の発明において、前記照射角度検出手段は、前記複数の照射手段の１つである第１の照射手段によって照射された第１の送出波および前記複数の照射手段の１つである第２の照射手段によって照射された第２の送出波の反射波の強度に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で前記物体と接触したか否かを判別することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３の発明に係る測距装置は、上記の発明において、前記複数の照射手段である第１の照射手段および前記第２の照射手段は、前記第１の送出波および第２の送出波として相互に補色の関係となる送出波を照射し、前記照射角度検出手段は、前記第１の送出波および第２の送出波の反射波の色相に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で前記物体と接触したか否かを判別することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明に係る測距装置は、上記の発明において、前記複数の照射手段である第１の照射手段および前記第２の照射手段は、前記第１の送出波および第２の送出波としてそれぞれ異なる周波数の送出波を照射し、前記照射角度検出手段は、前記第１の送出波および第２の送出波の反射波の周波数特性に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で前記物体と接触したか否かを判別することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５の発明に係る測距装置は、上記の発明において、前記第１の送出波の照射方向並びに第２の送出波の照射方向を調節する照射方向調節手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６の発明に係る測距装置は、上記の発明において、前記照射方向調節手段は、前記第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が縦方向の走査線を移動するように、前記第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７の発明に係る測距装置は、上記の発明において、前記照射方向調節手段は、前記第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が横方向の走査線を移動するように、前記第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８の発明に係る測距装置は、上記の発明において、前記照射方向調節手段は、前記照射角度検出手段によって前記照射線の交点で前記物体と接触したと判別された場合に、当該照射交点接触時の前記物体の位置を中心にした走査線を移動するように、前記第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９の発明に係る測距装置は、上記の発明において、前記照射角度検出手段は、画像撮像手段によって撮像された測距対象領域の画像中の画素の明度または色相に基づいて、前記第１の送出波および第２の送出波が照射線の交点で前記物体と接触したか否かを判別することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０の発明に係る測距装置は、上記の発明において、前記第１の照射手段または前記第２の照射手段が前記第１の送出波および第２の送出波の反射波を検出する反射波検出手段と一体型に構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の照射手段によって照射された各送出波が照射線の交点で物体と接触した照射交点接触時の各送出波の照射角度を検出し、該検出した各送出波の照射角度に基づいて、当該照射線の交点までの距離を算出することとしたので、安定した物理量である照射角度をもとに対象物までの距離を幾何学的に算出することができ、対象物までの距離を精度良く測定することが可能である。
【００１８】
また、本発明によれば、第１の送出波および第２の送出波の反射波の強度に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別することとしたので、物体の誤検出を回避するとともに、三角測量の原理が利用不可能な状況下で距離を算出することを防止することが可能である。
【００１９】
また、本発明によれば、第１の送出波および第２の送出波として相互に補色の関係となる送出波を照射し、第１の送出波および第２の送出波の反射波の色相に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別することとしたので、物体の誤検出を回避するとともに、三角測量の原理が利用不可能な状況下で距離を算出することを防止することが可能である。
【００２０】
また、本発明によれば、第１の送出波および第２の送出波としてそれぞれ異なる周波数の送出波を照射し、第１の送出波および第２の送出波の反射波の周波数特性に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別することとしたので、物体の誤検出を回避するとともに、三角測量の原理が利用不可能な状況下で距離を算出することを防止することが可能である。
【００２１】
また、本発明によれば、第１の送出波の照射方向並びに第２の送出波の照射方向を調節することとしたので、異なる場所に存在する物体に対する距離を測定することが可能である。
【００２２】
また、本発明によれば、第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が縦方向の走査線を移動するように、第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することとしたので、二次元平面上に物体が存在するか否かを洩らすことなく調査し、物体が存在する場合にはその物体までの距離を測定することが可能である。
【００２３】
また、本発明によれば、第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が横方向の走査線を移動するように、第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することとしたので、二次元平面上に物体が存在するか否かを洩らすことなく調査し、物体が存在する場合にはその物体までの距離を測定することが可能である。
【００２４】
また、本発明によれば、照射線の交点で物体と接触したと判別された場合に、当該照射交点接触時の物体の位置を中心にした走査線を移動するように、第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することとしたので、物体を検知した場合にその物体を時系列に追従することが可能である。
【００２５】
また、本発明によれば、画像撮像手段によって撮像された測距対象領域の画像中の画素の明度または色相に基づいて、第１の送出波および第２の送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別することとしたので、物体の誤検出を回避するとともに、三角測量の原理が利用不可能な状態で距離を算出することを防止することが可能である。さらに、反射波レベル検出器や色検出器などの専用の受光素子を設ける必要もなく、車両に搭載された他の装置（例えば、物体判別装置２０）とカメラを兼用させることができれば、設備投資費用を効果的に低減させることが可能になる。
【００２６】
また、本発明によれば、第１の照射手段または第２の照射手段を第１の送出波および第２の送出波の反射波を検出する反射波検出器と一体型に構成することとしたので、反射波の検出方向を照射方向に絞って行うことができ、照射線の交点が物体に接触したことをより正確に検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、本発明に係る測距装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る測距装置を実施例１として説明した後に、本発明に含まれる他の実施例を実施例２として説明する。
【実施例１】
【００２８】
以下の実施例１では、実施例１に係る測距装置の概要および特徴、測距装置の構成および処理の流れを順に説明する。なお、本実施例１では、測距装置を車両に搭載した場合の実施例を例に挙げて説明する。
【００２９】
［概要および特徴（実施例１）］
まず最初に、図１を用いて、実施例１に係る測距装置の概要および特徴を説明する。図１は、実施例１に係る測距装置の特徴を説明するための説明図である。
【００３０】
同図に示すように、この測距装置１０は、測距対象領域に向けて送出波を照射し、該照射した送出波が物体にあたって跳ね返ることにより得られた反射波をもとに当該物体までの距離を測定するものである。
【００３１】
ここで、実施例１に係る測距装置１０は、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒ（以下、適宜これらを照射器１１と言う。）によって照射された第１の送出波および第２の送出波が照射線の交点で物体と接触した照射交点接触時の第１の送出波および第２の送出波の照射角度を検出し、該検出した第１の送出波および第２の送出波の照射角度に基づいて、当該照射線の交点までの距離を算出する点に主たる特徴があり、かかる一連の処理によって、対象物までの距離を精度良く測定することができるようにしている。
【００３２】
これを具体的に説明すると、測距装置１０は、方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒ（以下、適宜これらを方向調節機構１２と言う。）を介して送出波の照射方向を調節した後に、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒを通じて、収束された近赤外線光を測距対象領域に照射する。なお、ここでは、照射器１１Ｌによって送出された近赤外線光を第１の送出波と呼称し、照射器１１Ｒによって照射された近赤外線光を第２の送出波と呼称することとする。
【００３３】
そして、この測距装置１０は、反射レベル検知器１３を通じて、第１の送出波および第２の送出波が物体にあたって跳ね返ることにより得られた反射波の輝度値を取得し、該取得した輝度値が閾値以上である場合に、第１の送出波および第２の送出波が照射線の交点で物体Ａと接触したと判別して、その時の照射器１１Ｌの照射角度α並びに照射器１１Ｒの照射角度βを方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒから取得する。
【００３４】
より具体的に説明すると、もし交点に物体が存在しない場合、例えば交点以外の場所に物体が存在し、片側の照射器からの反射波のみしか検知できない場合には、輝度値は小さく閾値を下回ることになる。つまり、交点に物体が存在する場合に、２つの送出波からの反射を受けるので、輝度値が大きくなるという原理である。
【００３５】
その後、かかる測距装置１０は、既知である照射器１１Ｌと照射器１１Ｒとの間の距離ｌ、照射角度α並びに照射角度βから、三角測量の原理を用いて物体Ａまでの距離Ｌを算出する。このため、送出波が外的要因により減衰したり、一部吸収されることに影響されることなく、物体Ａまでの距離を幾何学的に算出することができる。
【００３６】
したがって、実施例１に係る測距装置１０によれば、上記した従来技術のように、外的要因により生じた反射波の到達時間のずれを含めて対象物までの距離を求めるのではなく、安定した物理量である照射角度をもとに対象物までの距離を幾何学的に算出することができ、対象物までの距離を精度良く測定することが可能である。
【００３７】
また、実施例１に係る測距装置１０では、このようにして算出した物体Ａまでの距離並びに位置を物体判別装置２０に出力することで、その走行障害となる物体Ａが何であるかの物体判別をより迅速に行うことに寄与している。
【００３８】
すなわち、この物体判別装置２０では、車両１に設置された単眼カメラ３０で撮像した画像に対してテンプレートをあてはめるパターンマッチング手法を用いて物体判別を行っており、測距装置１０から物体Ａまでの距離並びに位置を取得することで、パターンマッチングを行うべき画像領域や用いるべきテンプレートのサイズなどの情報を早期に特定することができる。
【００３９】
［測距装置の構成］
続いて、実施例１に係る測距装置の構成を説明する。図２は、実施例１に係る測距装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この測距装置１０は、測距対象領域に向けて送出波を照射し、該照射した送出波が物体にあたって跳ね返ることにより得られた反射波をもとに当該物体までの距離を測定するものである。
【００４０】
また、かかる測距装置１０に接続される物体判別装置２０は、走行障害となる物体が何であるかの物体判別を行うものであり、具体的には、車両１に設置されたカメラで撮像した画像に対してテンプレートをあてはめるパターンマッチング手法を用いて物体判別を行う。
【００４１】
図１に示すように、この測距装置１０は、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒと、方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒと、反射レベル検出器１３と、記憶部１４と、制御部１５とを備える。
【００４２】
このうち、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒは、収束された近赤外線光を照射するものである。具体的には、方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒによって調節された照射角度で近赤外線光を照射する。なお、これらの照射器１１は、測距装置１０において測距が行われる際には、方向調節機構１２の指示に基づき収束光を照射するが、当然のことながら拡散光を照射することもできる。
【００４３】
すなわち、物体判別装置２０においては、物体判別を行うための画像を取得するために、カメラにより画像の撮像が行われるが、天候が曇りであったり、時刻が夕方や夜間である場合など撮像環境が暗い状況である場合には、撮像対象領域を明るく照らす必要がある。このとき、撮像対象領域を照らす光源として可視光を用いたのでは、照射方向上に歩行者がいた場合に不快感を与えてしまうので、近赤外線光など不可視光線が用いられている。このため、近赤外光照射により歩行者がより浮き出され、これを近赤外領域を検知可能なカメラでとらえて画像認識を行う。
【００４４】
これらのことから、実施例１に係る測距装置１０では、画像撮像を行うための光源として設けられた車両１の既存設備である照射器を送出波を得るための照射器として兼務させることで、設備投資費用を低減させることができるようにしている。即ち、元々、歩行者認識の画像処理に用いられる近赤外の照射器を用いるので、コストがかからず、また、歩行者では、特に近赤外光の反射をとらえることができるので検出精度が良い。
【００４５】
方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒは、照射器１１Ｌによって照射される第１の送出波の照射方向並びに照射器Ｒによって照射される第２の送出波の照射方向を調節する機構部である。具体的には、図３に示すように、第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が横方向の走査線を移動するように、第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節している。
【００４６】
このように、第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が横方向の走査線を移動するように、第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節することで、二次元平面上に物体が存在するか否かを洩らすことなく調査し、物体が存在する場合にはその物体までの距離を測定することができるようにしている。
【００４７】
反射レベル検出器１３は、第１の送出波および第２の送出波が物体にあたって跳ね返ることにより得られた反射波の輝度値を検出するものである。また、反射レベル検出器１４は、このようにして検出した反射波の輝度値を照射角度検出部１５ａに出力する。
【００４８】
記憶部１４は、制御部１５による各種処理に必要なデータおよびプログラムを格納する格納手段（記憶手段）であり、後述する「測距処理」に使用する輝度値情報１４ａおよび照射角度情報１４ｂを記憶している。
【００４９】
制御部１５は、測距装置１０を全体制御する制御部であり、マイコンなどによって構成される。特に、本発明に密接に関連する機能部としては、照射角度検出部１５ａと、距離算出部１５ｂとを備える。
【００５０】
このうち、照射角度検出部１５ａは、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒによって照射された第１の送出波および第２の送出波が照射線の交点で物体と接触した照射交点接触時の第１の送出波および第２の送出波の照射角度を検出する処理部である。具体的には、第１の送出波および第２の送出波の反射波の輝度値に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別している。
【００５１】
これを具体的に説明すると、実施例１に係る測距装置１０で行われる「測距処理」は、ＩＧキーがＯＮ状態になったことを検知した場合、或いは、前回のスキャンが終了した場合に、処理が開始される。なお、この「測距処理」では、車両１のＩＧキーがＯＮ状態である限り、照射線の交点に図３に示す横方向の走査線上をたどらせる「スキャン」を回帰的に行い続ける。
【００５２】
このとき、照射角度検出部１５ａは、図３に示す走査線の起点が照射線の交点となるそれぞれの照射角度（照射角度α0および照射角度β0）で近赤外線光を照射するように、方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒに対して照射指示を行う。なお、この照射指示を受け付けた方向調節機構１２では、第１の送出波およびの第２の送出波の照射方向をそれぞれ照射角度α0および照射角度β0に調節して照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒから近赤外線光を照射させる。
【００５３】
その後、反射レベル検出器１３は、第１の送出波および第２の送出波の反射波の輝度値を検出し、照射角度検出部１５ａに出力する。そして、この出力を受け付けた照射角度検出部１５ａは、反射波の輝度値が閾値以上であるか否かを判定する。なお、この「閾値」は、２つの反射波が一度の反射で戻ってきたと考えられる時の最小値が設定されることとし、スキャンを順次行って閾値以上の輝度値を検出した場合には、次回からその反射波の輝度値を比較値として用いることとする。
【００５４】
ここで、照射角度検出部１５ａは、反射波の輝度値が閾値以上である場合には、当該反射波の輝度値を輝度値情報１４ａとして記憶部１４に書き込んだ後、その時に方向調節機構１２に指示した照射角度（照射角度α0および照射角度β0）を照射角度情報１４ｂとして記憶部１４に書き込む。
【００５５】
そして、測距装置１０は、かかる「スキャン」が一巡行われるまで、反射波の輝度値の計測、閾値または記憶値（輝度値情報１４ａ）との比較、輝度値および照射角度の更新などの処理を繰り返し行う。この例であれば、照射角度検出部１５ａは、図３に示す走査線上の次回の点が照射線の交点となるそれぞれの照射角度（照射角度α1および照射角度β1）で近赤外線光を照射するように、方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒに対して照射指示を行い、上記の処理を繰り返す。
【００５６】
このように、第１の送出波および第２の送出波の反射波の強度に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別することで、物体の誤検出を回避するとともに、三角測量の原理が利用不可能な状況下で距離を算出することを防止することができる。
【００５７】
距離算出部１５ｂは、照射角度検出部１５ａによって検出された第１の送出波および第２の送出波の照射角度に基づいて、当該照射線の交点までの距離を算出する処理部である。具体的には、記憶部１４に輝度値情報１４ａ（閾値以上の反射波の輝度値）が格納されている場合に、記憶部１４に記憶されている反射波の輝度値が最大であった時点での照射角度情報１４ｂ（すなわち、第１の送出波の照射角度αと第２の送出波の照射角度β）と、既知である照射器１１Ｌと照射器１１Ｒとの間の距離ｌとをもとに、三角測量の原理を用いて物体Ａまでの距離Ｌを算出する。なお、記憶部１４に輝度値情報１４ａ（閾値以上の反射波の輝度値）が格納されていない場合には、新たに「スキャン」を開始する。
【００５８】
また、距離算出部１５ｂは、このようにして算出した物体Ａまでの距離並びに位置を物体判別装置２０に出力している。このため、かかる出力を受け付けた物体判別装置２０では、測距装置１０から物体Ａまでの距離並びに位置を取得することで、パターンマッチングを行うべき画像領域や用いるべきテンプレートのサイズなどの情報を早期に特定することができ、走行障害となる物体Ａが何であるかの物体判別をより迅速に行うことが可能になる。
【００５９】
具体的には、単眼カメラ３０で得られた画像に対し、測距装置１０から得られた距離情報から所定の領域を抜き出して歩行者が存在するかの判断をパターンマッチングで行う。このパターンマッチングで歩行者であると判断された場合、その距離情報と歩行者情報を警報器４０や車両制御装置５０に出力する。警報器４０や車両制御装置５０は、これらの情報に基づき、危険度が高い場合は、警報やブレーキ制御を行う。
【００６０】
［処理の流れ］
次に、本実施例１に係る測距装置の処理の流れを説明する。図４は、実施例１に係る測距処理の手順を示すフローチャートである。この「測距処理」は、ＩＧキーがＯＮ状態になったことを検知した場合、前回のスキャンが終了した場合、或いは、手動による計測要求を所定の入力部を介して受け付けた場合に、処理が開始される。
【００６１】
この場合、照射角度検出部１５ａは、図３に示す走査線の起点が照射線の交点となるそれぞれの照射角度（照射角度α0および照射角度β0）で近赤外線光を照射するように、方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒに対して照射指示を行う（ステップＳ４０１）。なお、この照射指示を受け付けた方向調節機構１２では、第１の送出波およびの第２の送出波の照射方向をそれぞれ照射角度α0および照射角度β0に調節して照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒから近赤外線光を照射させる。
【００６２】
その後、反射レベル検出器１３は、第１の送出波および第２の送出波の反射波の輝度値を検出し、照射角度検出部１５ａに出力する（ステップＳ４０２）。そして、この出力を受け付けた照射角度検出部１５ａは、反射波の輝度値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。なお、この時、スキャンが順次行われて閾値以上の輝度値が検出されていれば、その反射波の輝度値が比較値として用いられることとなる。
【００６３】
ここで、照射角度検出部１５ａは、反射波の輝度値が閾値以上である場合（ステップＳ４０３肯定）には、当該反射波の輝度値を輝度値情報１４ａとして記憶部１４に書き込んだ後（ステップＳ４０４）、その時に方向調節機構１２に指示した照射角度（照射角度α0および照射角度β0）を照射角度情報１４ｂとして記憶部１４に書き込む（ステップＳ４０５）。
【００６４】
そして、測距装置１０は、かかる「スキャン」が一巡行われるまで（ステップＳ４０６肯定）、反射波の輝度値の計測、閾値または記憶値（輝度値情報１４ａ）との比較、輝度値および照射角度の更新などの処理（上記のステップＳ４０２〜Ｓ４０５の処理）を繰り返し行う。
【００６５】
例えば、この例であれば、照射角度検出部１５ａは、図３に示す走査線上の次回の点が照射線の交点となるそれぞれの照射角度（照射角度α1および照射角度β1）で近赤外線光を照射するように、方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒに対して照射指示を行い、上記の処理を繰り返す。
【００６６】
その後、記憶部１４に輝度値情報１４ａが格納されている場合（ステップＳ４０７肯定）に、距離算出部１５ｂは、記憶部１４に記憶されている反射波の輝度値が最大であった時点での照射角度情報１４ｂと、既知である照射器１１Ｌと照射器１１Ｒとの間の距離ｌとをもとに、三角測量の原理を用いて物体Ａまでの距離Ｌを算出し（ステップＳ４０８）し、該算出した物体Ａまでの距離を物体判別装置２０に出力し、新たに「スキャン」を開始するように照射角度検出部１５ａに依頼する。なお、この時、記憶部１４に記憶されている輝度値情報１４ａは、クリアされることなる。
【００６７】
また、記憶部１４に輝度値情報１４ａ（閾値以上の反射波の輝度値）が格納されていない場合（ステップＳ４０７否定）には、照射角度検出部１５ａは、新たに「スキャン」を開始する（ステップＳ４０１）。
【００６８】
なお、実施例１に係る測距装置１０は、車両１のＩＧキーがＯＮ状態である限り、照射線の交点に図３に示す横方向の走査線上をたどらせる「スキャン」を回帰的に行い続ける。
【００６９】
上述してきたように、実施例１に係る測距装置１０によれば、安定した物理量である照射角度をもとに対象物までの距離を幾何学的に算出することができ、対象物までの距離を精度良く測定することが可能である。
【００７０】
また、実施例１に係る測距装置１０によれば、画像撮像を行うための光源として設けられた車両１の既存設備である照射器を送出波を得るための照射器として兼務させることで、設備投資費用を低減させることが可能である。
【００７１】
さらに、実施例１に係る測距装置１０によれば、走行障害となる対象物が何であるかの物体判別をより迅速に行うことが可能である。
【００７２】
また、実施例１に係る測距装置１０によれば、二次元平面上に物体が存在するか否かを洩らすことなく調査し、物体が存在する場合にはその物体までの距離を測定することが可能である。
【実施例２】
【００７３】
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、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。
【００７４】
（１）照射交点接触時の判別
例えば、本発明では、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒに相互に補色の関係となる送出波を照射させ、第１の送出波および第２の送出波の反射波の色相に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別するようにしても良い。
【００７５】
これを具体的に説明すると、例えば、照射器１１Ｌには、青色の送出波を照射させ、照射器１１Ｒには、黄色の送出波を照射させ、さらに、これら送出波の反射波の色を検出する検出器を新たに付設する。このとき、かかる検出器で検出された第１の送出波および第２の送出波の反射波の色相が白色である場合には、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したと判別する。
【００７６】
このように、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒに相互に補色の関係となる送出波を照射させ、第１の送出波および第２の送出波の反射波の色相に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別することで、物体の誤検出を回避するとともに、三角測量の原理が利用不可能な状態で距離を算出することを防止することが可能である。
【００７７】
また、本発明では、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒにそれぞれ異なる周波数の送出波を照射させ、第１の送出波および第２の送出波の反射波の周波数特性に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別するようにしても良い。
【００７８】
これを具体的に説明すると、例えば、照射器１１Ｌと照射器１１Ｒとの間でそれぞれ異なる周波数スペクトルを有する送出波を照射させ、さらに、これら送出波の反射波の周波数スペクトルを検出する検出器を新たに付設する。このとき、かかる検出器において第１の送出波および第２の送出波の両者の周波数スペクトルを反射波として検出した場合には、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したと判別する。
【００７９】
このように、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒにそれぞれ異なる周波数の送出波を照射させ、第１の送出波および第２の送出波の反射波の周波数特性に基づいて、これらの送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別することで、物体の誤検出を回避するとともに、三角測量の原理が利用不可能な状態で距離を算出することを防止することが可能である。
【００８０】
また、本発明では、測距対象領域の画像を撮像するカメラをさらに付設し、このカメラによって撮像された測距対象領域の画像中の画素の明度または色相に基づいて、第１の送出波および第２の送出波が照射線の交点で物体と接触したか否かを判別するようにしても良い。
【００８１】
すなわち、これによって、上記した手法と同様、物体の誤検出を回避するとともに、三角測量の原理が利用不可能な状態で距離を算出することを防止することが可能である。さらに、反射波レベル検出器や色検出器などの専用の受光素子を設ける必要もなく、車両に搭載された他の装置（例えば、物体判別装置２０）とカメラを兼用させることができれば、設備投資費用を効果的に低減させることが可能になる。
【００８２】
（２）照射交点によるスキャン
上記した実施例１では、第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が横方向の走査線を移動するように、第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節する例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、第１の送出波および第２の送出波の照射線の交点が縦方向の走査線を移動するように、第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節するようにしても良い。これによって、実施例１と同様、二次元平面上に物体が存在するか否かを洩らすことなく調査し、物体が存在する場合にはその物体までの距離を測定することが可能である。
【００８３】
また、本発明では、照射角度検出部１５ａによって照射線の交点で物体と接触したと判別された場合（物体の存在を検知した場合）に、当該照射交点接触時の物体の位置を中心にした走査線を移動するように、第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節するようにしても良い。例えば、図６に示すように、ｔ0の時点で物体Ａの存在を検知した場合には、ｔ0の時点で物体Ａが存在した地点を中心にした走査線を移動するように、第１の送出波および第２の送出波の照射方向を調節する。すなわち、これによって、物体を検知した場合にその物体を時系列に追従することが可能になる。
【００８４】
（３）その他
上記の実施例１では、照射器１１と反射レベル検出器１３を別体として設けた例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、照射器１１Ｌまたは照射器１１Ｒを第１の送出波および第２の送出波の反射波を検出する反射波検出器と一体型に構成するようにしても良い。このように、照射器と反射波検出器を一体型に構成すれば、反射波の検出方向を照射方向に絞って行うことができ、照射線の交点が物体に接触したことをより正確に検出することが可能になる。
【００８５】
また、上記の実施例１では、照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒそれぞれに方向調節機構１２Ｌおよび方向調節機構１２Ｒを設けることとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、２つの照射器１１Ｌおよび照射器１１Ｒに対して一つの方向調節機構を設けるようにしても良い。
【００８６】
なお、上記の実施例１では、本発明を車両に搭載する場合の実施例について説明したが、本発明は移動体への適用に限定されるものではなく、任意の対象物に対して同様に適用することができる。
【００８７】
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。
【００８８】
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・統合して構成することができる。
【００８９】
尚、実施例１では、照射器を２つ設けるようにしたが、３つ以上の照射器により、３つ以上の照射光の交点から距離を求めるようにしても良い。更に、送出波として照射する媒体は、近赤外光だけでなく、電磁波や超音波であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明に係る測距装置は、対象物までの距離を精度良く測定することができる測距装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】実施例１に係る測距装置の特徴を説明するための説明図である。
【図２】実施例１に係る測距装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】方向調節機構の動作内容を説明するための説明図である。
【図４】実施例１に係る測距処理の手順を示すフローチャートである
【図５】方向調節機構の動作内容の変形例を説明するための説明図である。
【図６】方向調節機構の動作内容の変形例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１    車両
１０    測距装置
１１Ｌ，１１Ｒ  照射器
１２Ｌ，１２Ｒ  方向調節機構
１３    反射レベル検出器
１４    記憶部
１５    制御部
１５ａ  照射角度検出部
１５ｂ  距離算出部
２０    物体判別装置
３０    単眼カメラ
４０    警報器
５０    車両制御装置
【図１】
2007192755.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007192755.tif 000007
【図６】
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