特許ウォッチ

公開番号2024165427
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023081625
出願日2023-05-17
発明の名称距離画像生成装置及びプログラム
出願人日本信号株式会社
代理人弁理士法人朝日特許事務所
主分類G01S 7/484 20060101AFI20241121BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象領域内に存在する物体までの距離を示す距離画像をリサージュ走査方式で生成する場合に、その測距精度を向上させる。
【解決手段】リサージュ走査においてレーザ光の投光タイミングの時間間隔を一定とし、十分な期間にわたって走査を行うことで、距離画像の各画素に相当する領域内の複数の位置にレーザ光を投光する。画像生成部9は、距離画像の1画素に相当する領域の複数の位置に放射光を投光して得た複数の測距データを取得し、取得した複数の測距データを所定の基準でグルーピングし、各グループに属する測距データの代表値を用いて距離画像を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
リサージュ走査方式で測定対象物に向けて放射光を投光して得た反射光により前記測定対象物までの距離を表す距離画像を生成する距離画像生成装置において、
前記距離画像の１画素に相当する領域の複数の位置に放射光を投光して複数の測距データを取得し、
取得した複数の前記測距データを所定の基準でグルーピングし、
各グループに属する前記測距データの代表値を用いて前記距離画像を生成する距離画像生成装置。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
投光タイミングの時間間隔を一定に制御して、前記距離画像の１画素に相当する領域の複数の位置に放射光を投光する請求項１記載の距離画像生成装置。
【請求項３】
投光タイミングの時間間隔を可変に制御して、前記距離画像の１画素に相当する領域の複数の位置に放射光を投光する請求項１記載の距離画像生成装置。
【請求項４】
複数の前記測距データを各々の前記画素単位でグルーピングする請求項１記載の距離画像生成装置。
【請求項５】
複数の前記測距データを、各々の前記測距データの位置を中心とした所定範囲ごとにグルーピングする請求項１記載の距離画像生成装置。
【請求項６】
前記測距データの代表値は、各々の前記グループに属する測距データの平均値又は中央値である請求項１記載の距離画像生成装置。
【請求項７】
前記測距データの代表値は、各々の前記グループにおいて最大の光量値又は閾値より大きい光量値に対応する測距データを優先的に用いて決定される請求項１記載の距離画像生成装置。
【請求項８】
前記測距データの代表値は、各々の前記グループにおいて最大の測距データ又は閾値より大きい測距データを優先的に用いて決定される請求項１記載の距離画像生成装置。
【請求項９】
複数の前記測距データを、各々の前記測距データの位置を中心とした所定範囲ごとにグルーピングする場合に、各々の前記グループに属する測距データの平均値又は中央値を前記代表値とするときは、
各グループにおける中心位置から各測距データの位置までの距離に応じた重みをつけて代表値を決定する請求項１記載の距離画像生成装置。
【請求項１０】
リサージュ走査方式で測定対象物に向けて放射光を投光して得た反射光により前記測定対象物までの距離を表す距離画像を生成するコンピュータに、
前記距離画像の１画素に相当する領域の数の位置に放射光を投光して複数の測距データを取得させ、
取得した複数の前記測距データを所定の基準でグルーピングさせ、
各グループに属する前記測距データの代表値を用いて前記距離画像を生成させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リサージュ走査方式により対象領域をレーザ光で走査してその対象領域内に存在する物体までの距離を示す距離画像を生成する技術に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
リサージュ走査方式により対象領域をレーザ光で走査してその対象領域内に存在する物体までの距離を示す距離画像を生成する技術が知られている。例えば特許文献１には、パルス状のレーザ光を投光する光源部と、パルス状のレーザ光を投光するタイミングを指令する光源制御部と、二次元ガルバノミラーで構成される光走査部と、光走査部を駆動する走査駆動部と、反射したパルス状のレーザ光を受光する受光部と、パルス状のレーザ光の投光タイミングと反射光の受光タイミングとの時間差に基づいて対象物までの距離を計測する測距部とを備えた光測距装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－１１２５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
測距部により計測された測距データは、図１３に例示するように、平面座標上の各画素について、レーザ光の投光から反射光の受光までの時間に基づいて算出された距離値と、受光した反射光の光量値とを含み、各画素に対応する距離値が、同じ画素に対応する光量値によって補正されるようになっている。
【０００５】
従来のリサージュ走査方式では、図１４に例示するように、対象領域内にある物体Ｏのエッジ（つまり物体Ｏの端部）に相当する部分ではレーザ光Ｌ１の一部が反射しないことがあるため、物体Ｏのエッジ以外の部分に投光されたレーザ光Ｌ２の反射光Ｌｒ２に比べて、レーザ光Ｌ１の反射光Ｌｒ１の光量値が小さくなってしまうと、その光量値に基づいて補正される距離値も小さくなってしまい、測距精度が悪化してしまうという問題がある。
【０００６】
また、屋外での測距時においては、例えば雨、霧、砂埃等でレーザ光の一部が反射すると、物体までの真の距離よりも小さい距離が計測されてしまい、測距精度が悪化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、対象領域内に存在する物体までの距離を示す距離画像をリサージュ走査方式で生成する場合に、その測距精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、リサージュ走査方式で測定対象物に向けて放射光を投光して得た反射光により前記測定対象物までの距離を表す距離画像を生成する距離画像生成装置において、前記距離画像の１画素に相当する領域の複数の位置に放射光を投光して複数の測距データを取得し、取得した複数の前記測距データを所定の基準でグルーピングし、各グループに属する前記測距データの代表値を用いて前記距離画像を生成する距離画像生成装置を第１の態様として提供する。第１の態様の距離画像生成装置によれば、リサージュ走査において１画素中の複数位置で測距した測距データの代表値を用いて距離画像を生成することにより、測距精度を向上させることが可能となる。
【０００９】
本発明は、投光タイミングの時間間隔を一定に制御して、前記距離画像の１画素に相当する領域の複数の位置に放射光を投光する距離画像生成装置を第２の態様として提供する。第２の態様の距離画像生成装置によれば、測点位置を制御せずに一定周期で走査するので、以下の第３の態様と比較して、１画素中の複数位置に投光するための制御が容易となる。
【００１０】
本発明は、投光タイミングの時間間隔を可変に制御して、前記距離画像の１画素に相当する領域の複数の位置に放射光を投光する距離画像生成装置を第３の態様として提供する。第３の態様の距離画像生成装置によれば、１画素中の複数位置で測距するように投光タイミングを制御するので、上記第２の態様と比較して、１画素中の複数位置に投光するのに要する時間が短くなる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許