計測対象物との間の距離を計測する距離計測装置であって、複数のドットを配置した投光パターンを照射する投光手段と、前記投光パターンが前記計測対象物で反射された光を撮像する撮像手段と、前記投光パターンが照射された方向を所定の距離毎に区分して距離範囲を設定し、前記距離範囲内に計測対象物が存在した場合に前記投光パターンのドットの撮像位置がエピポーラ線方向に移動する移動軌跡を示した距離別計測パターンと、前記撮像手段により撮像された撮像画像とを比較することにより、前記計測対象物が存在する距離範囲を特定する距離範囲特定手段と、前記距離別計測パターンの移動軌跡上における前記撮像画像のドット位置に基づいて前記計測対象物の位置を特定する位置特定手段と、前記位置特定手段で特定された前記計測対象物の位置に基づいて前記計測対象物までの距離を算出する距離算出手段とを備えていることを特徴とする距離計測装置。前記投光パターンは、前記距離別計測パターンの移動軌跡に対応した長さにエピポーラ線方向を区分して区分領域が設定され、前記区分領域ではエピポーラ線と垂直な方向にドットを配置するとともに隣接する区分領域でドットの配置が同一とならないことを特徴とする請求項1に記載の距離計測装置。前記投光手段は所定の変調周波数で前記投光パターンを変調して照射し、前記撮像手段は前記撮像画像を前記所定の変調周波数で同期検波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。計測対象物との間の距離を計測する距離計測方法であって、複数のドットを配置した投光パターンを投光手段から照射する投光パターン照射ステップと、前記投光パターンが前記計測対象物で反射された光を撮像手段で撮像する撮像ステップと、前記投光パターンが照射された方向を所定の距離毎に区分して距離範囲を設定し、前記距離範囲内に計測対象物が存在した場合に前記投光パターンのドットの撮像位置がエピポーラ線方向に移動する移動軌跡を示した距離別計測パターンと、前記撮像手段により撮像された撮像画像とを比較することにより、前記計測対象物が存在する距離範囲を演算処理手段によって特定する距離範囲特定ステップと、前記距離別計測パターンの移動軌跡上における前記撮像画像のドット位置に基づいて前記計測対象物の位置を前記演算処理手段によって特定する位置特定ステップと、前記位置特定ステップで特定された前記計測対象物の位置に基づいて前記計測対象物までの距離を前記演算処理手段によって算出する距離算出ステップとを含むことを特徴とする距離計測方法。しかしながら、上述した従来の三次元形状計測装置では、ドットサイズや線の太さが異なる不規則な投光パターンを照射しているので、被写体に照射された投光パターンが大きなパターンとなってしまう場合があり、計測密度が低下して高密度な距離計測を実現することができないという問題点があった。そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、計測密度の低下を防止して高密度な距離計測を実現することのできる距離計測装置及び距離計測方法を提供することを目的とする。本発明に係る距離計測装置及び距離計測方法は、投光パターンが照射された方向を所定の距離毎に区分して距離範囲を設定し、この距離範囲内に計測対象物が存在した場合に投光パターンのドットの撮像位置がエピポーラ線方向に移動する移動軌跡を示した距離別計測パターンを予め用意しておき、この距離別計測パターンと撮像画像とを比較して計測対象物が存在する距離範囲を特定してから距離を計測することを特徴としている。本発明に係る距離計測装置及び距離計測方法によれば、投光パターンが照射された方向を所定の距離毎に区分して距離範囲を設定しておき、計測対象物が存在する距離範囲を特定してから距離を計測するので、計測密度の低下を防止して高密度な距離計測を実現することができる。以下、本発明を適用した一実施形態について図面を参照して説明する。[距離計測装置の構成]図1は本実施形態に係る距離計測装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る距離計測装置1は、複数のドットを配置した投光パターンを照射する投光部2と、投光パターンが計測対象物で反射された光を撮像する撮像部3と、計測対象物までの距離を計測するための処理を実行する演算処理装置4と、距離を計測するための処理に必要となる情報を格納する記憶部5とを備えている。また、演算処理装置4は、投光パターンが照射された方向を所定の距離毎に区分して距離範囲を設定し、計測対象物が存在する距離範囲を特定する距離範囲特定部6と、距離範囲特定部6で特定された距離範囲内における計測対象物の位置を特定する位置特定部7と、位置特定部7で特定された計測対象物の位置に基づいて計測対象物までの距離を算出する距離算出部8とを備えている。ここで、本実施形態に係る距離計測装置1は、投光パターンが照射された方向を所定の距離毎に区分して距離範囲を設定し、この距離範囲内に計測対象物が存在した場合に投光パターンのドットの撮像位置がエピポーラ線方向に移動する移動軌跡を示した距離別計測パターンを予め用意しておき、この距離別計測パターンと撮像画像とを比較することによってまず計測対象物が存在する距離範囲を特定する。そして、距離範囲が特定されると、次に距離別計測パターンの移動軌跡上における撮像画像のドット位置に基づいて計測対象物の位置を特定して距離を計測するものである。投光部2は、複数のドットを配置した投光パターンを照射するための発光装置であり、レンズやLED、ドライブ回路等を備えて投光パターンを計測対象物へ向けて照射している。撮像部3は、投光パターンが照射された方向の画像を撮像するビデオカメラ等の撮像装置であり、投光パターンが照射されて計測対象物で反射した光を連続的に撮像している。演算処理装置4は、以下で説明する距離計測処理を実行するためのマイクロコンピュータやメモリを備えた装置であり、距離範囲特定部6、位置特定部7及び距離算出部8の各部を備えて距離計測処理を実行する。記憶部5は、投光部2で照射される投光パターンや距離範囲を特定するための距離別計測パターン等の距離計測処理に必要となる情報を格納しており、撮像部3で撮像された撮像画像なども格納している。距離範囲特定部6は、所定の距離範囲毎に設定された距離別計測パターンを記憶部5から読み出して撮像部3で撮像された撮像画像と比較し、撮像画像のドット位置が距離別計測パターンのドットの移動軌跡と一致する距離別計測パターンを特定することによって計測対象物が存在している距離範囲を特定している。位置特定部7は、計測対象物が存在している距離範囲が特定されると、距離別計測パターンのドットの移動軌跡上における撮像画像のドット位置に基づいて計測対象物の位置を特定している。具体的には、投光パターンの照射方向θpと撮像部3による撮像方向θcとを検出することによって計測対象物の位置を特定している。距離算出部8は、計測対象物の位置が特定されると、特定された計測対象物の位置に基づいて計測対象物までの距離を算出する。具体的には、投光パターンの照射方向θpと撮像部3による撮像方向θcと投光部2と撮像部3との間の距離dとを用いて幾何学的関係から三角測量で計測対象物までの距離を算出している。[距離計測処理の手順]まず、本実施形態に係る距離計測装置1による距離計測方法の概略を説明する。図2aに示すように、投光部2から照射される投光パターン21のドットDを撮像部3で撮像すると、ドットDが計測対象物で反射した位置が遠ざかるにつれて撮像画像22ではD1、D2、D3と撮像位置が移動していく。このD1~D3への撮像位置の移動はエピポーラ線L上の移動となる。したがって、図2bに示すように、投光パターンが照射された方向を所定の距離毎に区分して距離範囲R1~R3を設定すると、距離範囲R1に計測対象物が存在した場合にドットDが撮像される位置の移動範囲はA1となる。同様に、距離範囲R2に計測対象物が存在した場合にドットDが撮像される位置の移動範囲はA2となり、距離範囲R3に計測対象物が存在した場合にドットDが撮像される位置の移動範囲はA3となる。そこで、本願発明では、投光パターンの各ドットの撮像位置がエピポーラ線方向に移動する移動軌跡を示した距離別計測パターンを距離範囲毎に予め用意しておく。例えば、図3aに示すようにドットが配置された投光パターンを照射する場合には、図3bに示すように距離範囲R1における距離別計測パターンをB1、距離範囲R2における距離別計測パターンをB2、距離範囲R3における距離別計測パターンをB3として用意しておく。これらの距離別計測パターンB1~B3は、図3bに示すように各距離範囲R1~R3に計測対象物が存在した場合に、投光パターンの各ドットの撮像位置がエピポーラ線方向に移動する移動軌跡Sを示したものである。そして、用意された距離別計測パターンと撮像画像とを比較することによって、まず計測対象物が存在する距離範囲を特定し、距離範囲が特定されると、次に距離別計測パターンの移動軌跡上における撮像画像のドット位置に基づいて計測対象物の正確な位置を特定して計測対象物までの距離を算出する。以下、上述した距離計測方法の詳細な手順を図4のフローチャートを参照して説明する。図4に示すように、まずステップS101において演算処理装置4は記憶部5に格納されている投光パターンを読み出す。ここで読み出される投光パターンは、図5に示すように距離別計測パターンの移動軌跡に対応した長さにエピポーラ線方向を区分した区分領域C1~C4が設定され、この区分領域C1~C4ではエピポーラ線と垂直な方向にドットが配置されている。そして、隣接する区分領域の間でそれぞれドットの配置が同一とならないよう設定されている。このようにドットの配置を隣接する区分領域の間で相違させたことにより、投光パターンの撮像画像は距離範囲毎に異なる撮像画像となるので、撮像画像と距離別計測パターンを比較することによって距離範囲を特定することが可能になる。また、従来ではドットサイズや線の太さが異なる不規則な投光パターンを照射していたが、本実施形態では投光パターンの各ドットを投光部2で照射できる光のうち最小となる単位画素の光とすることが可能なので、計測密度を向上させることができる。次に、ステップS102において、投光部2は予め設定されている所定の変調周波数ωrで投光パターンの明るさ輝度を変調して照射し、ステップS103では撮像部3が計測対象物で反射した投光パターンの光を連続して撮像する。そして、ステップS104において、撮像部3は、ステップS102で用いた変調周波数ωrと同一の変調周波数で撮像画像を同期検波し、余分な太陽光や人工光を除去して投光パターンのドットのみを抽出する。この同期検波について具体的に説明すると、撮像部3で撮像した測定信号をsinω0αとすると、この測定信号には投光パターンの他にさまざまな周波数成分を含んだ太陽光や人工光が含まれている。そこで、周波数が変調周波数ωrとなる参照信号sinωrβを測定信号sinω0αに乗算すると、その結果はcosω0-ωrα-β/2―cosω0ωrαβ/2となる。ここで、ローパスフィルターを通すと、ω0≠ωrの信号、すなわち周波数がωrではない投光パターン以外の太陽光や人工光は除去され、その一方でω0=ωrの信号、すなわち周波数がωrの投光パターンはcosα-β/2となって抽出することができる。このように同期検波を行うことによって、さまざまな周波数成分を含んだ測定信号の中から投光パターンのみを抽出することができる。例えば、図6に示す撮像画像では、車両61とともに車両61に照射された投光パターンのドットDが5個撮像されている。この撮像画像に同期検波を行うことによって、車両61を除去して5個のドットDのみを抽出することができる。こうして投光パターンのみが抽出された撮像画像が検出されると、次にステップS105において、距離範囲特定部6は記憶部5に格納されている距離別計測パターンを読み出して撮像画像と距離別計測パターンとを比較して一致するか否かを判定する。例えば、図7aに示すように、まず距離範囲R1における距離別計測パターンB1と図6の撮像画像から抽出された5個のドットDとを比較すると、5個のドットのうち2個は移動軌跡Sに一致しているが、3個は一致していないので、距離範囲特定部6は不一致と判定する。次に、図7bに示すように距離範囲R2における距離別計測パターンB2と5個のドットDとを比較すると、5個のドットすべてが距離別計測パターンの移動軌跡Sと一致しているので、ステップS106に移行して距離範囲特定部6は距離範囲がR2であると特定する。尚、図7cに示すように距離範囲R3における距離別計測パターンB3と5個のドットDは一致していない。この比較において、従来では不規則な投光パターンと撮像画像とが一致するか否かを判定するために、撮像画像と投光パターンの位置をずらして繰り返し照合しなければ判定できなかった。しかしながら、本実施形態では、撮像画像と距離別計測パターンとを単に重ね合わせるだけで照合することが可能なので、距離計測処理を実行する際の処理負担を軽減できるとともに処理時間を短縮することができる。こうして距離範囲が特定されると、ステップS107において、位置特定部7は距離別計測パターンの移動軌跡上において、撮像画像のドット位置がどこに位置しているかを判定して計測対象物の位置を特定する。例えば、図8に示すようにドットDが距離別計測パターンの移動軌跡81上において最も右側に位置している場合には、計測対象物は距離範囲R2の最も遠い位置に存在していることになる。また、移動軌跡81上において最も左側に位置している場合には計測対象物は距離範囲R2の最も近い位置に存在していることになり、移動軌跡81上において中間に位置している場合には計測対象物は距離範囲R2の中間に存在していることになる。このようにして計測対象物の位置が特定されると、位置特定部6は、投光部2による投光パターンの照射方向θpと撮像部3による計測対象物の撮像方向θcを検出して出力する。図9は投光部2と撮像部3と計測対象物91との間の位置関係を示した図であり、照射方向θpと撮像方向θcは図9に示す角度となる。次に、ステップS108において、距離算出部8は、位置特定部7で特定された計測対象物の位置に基づいて計測対象物までの距離を算出する。具体的に説明すると、照射方向をθp、撮像方向をθc、投光部2と撮像部3との間の距離をdとして、投光部2と撮像部3との間を結ぶ直線Xに計測対象物91から垂線Yを下ろす。そして、投光部2から垂線Yと直線Xとの接点までの距離をdp、撮像部3から垂線Yと直線Xとの接点までの距離をdcとすると、垂線Yの長さ、すなわち計測対象物までの距離Lは以下の式で表すことができる。d=dcdpdc=Ltanθcdp=Ltanθpしたがって、この式を解くことによって、計測対象物までの距離LはL=d/tanθctanθpとして算出することができる。このようにして計測対象物までの距離が算出されると、本実施形態に係る距離計測装置1による距離計測処理は終了する。[実施形態の効果]以上詳細に説明したように、本実施形態に係る距離計測装置によれば、投光パターンが照射された方向を所定の距離毎に区分して距離範囲を設定しておき、計測対象物が存在する距離範囲を特定してから距離を計測するので、計測密度の低下を防止して高密度な距離計測を実現することができる。また、本実施形態に係る距離計測装置によれば、投光パターンの構成として、距離別計測パターンの移動軌跡に対応した長さにエピポーラ線方向を区分して区分領域を設定し、この区分領域ではエピポーラ線と垂直な方向にドットを配置するとともに隣接する区分領域でドットの配置が同一とならないようにしたので、隣接する距離範囲における撮像画像が確実に異なったものとなり、正確に距離範囲を特定することができる。さらに、本実施形態に係る距離計測装置によれば、投光部2が所定の変調周波数で投光パターンを変調して照射し、撮像部3が撮像画像を所定の変調周波数で同期検波するので、太陽光や人工光を除去して照射された投光パターンのみを抽出することができ、これによって暗い場所だけでなく明るい場所でも正確に距離を計測することができる。なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。