JP2001004367A

JP2001004367A - 測距演算装置

Info

Publication number: JP2001004367A
Application number: JP11175520A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Kobayashi; 秀典小林
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】対のレンズの結像面上に対のラインセンサから
なるイメージセンサ２１，２２を設けた受光手段２０Ａ
から、露光データＳ２０を露光周期毎にラインセンサ１
対に対応する距離検出部７０のメモリ７１に送って各ラ
インセンサ視野内を測距する装置で、１ラインセンサ毎
の画素数を増し例えば１０２４個としても、メモリ７１
の対応画素データ収容数は２５６個と演算回路規模は増
さずに測距の精度，速度を高める。【解決手段】先ずラインセンサ全視野角領域の測距のた
めデータ加工部１００が露光データＳ２０の４画素分を
平均等で各１画素分データに変換し１ラインセンサ毎２
５６個のデータにして距離検出部に送ることで、測距対
象抽出部９０Ａが全視野角内の対象物が在る一部視野角
の位置を求めて位置情報Ｓ９０Ｆを加工部１００に送
り、次に加工部１００が露光データＳ２０から一部視野
角位置の１ラインセンサ毎２５６個のデータを選択し距
離検出部へ送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の衝突防止等
のために少なくとも１対のイメージセンサによる光強度
データ対から、イメージセンサの視界内に存在する先行
自動車等である対象物の距離を検出するに適する測距演
算装置であって、特にイメージセンサの光センサ（画
素）の密度を高めながらも、集積回路内の測距演算回路
の規模や動作周波数を増大せずに、測距精度の向上と測
距時間の高速化との両立を計った測距演算装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から自動焦点カメラでは１対のイメ
ージセンサにより被写体である対象を捉えて、その１対
の映像が持つ光学的ないわゆる視差から対象までの距離
を正確に検出する技術が知られており、カメラの場合に
はそのファインダの正面に捕らえた対象の距離を検出す
るのが通例であるが、さらに正面から所定の角度方向に
ある対象についても距離を検出する技術が特開平３−１
４１３ｌｌ号公報に本件出願人により開示されている。
以下、図１３を参照しながらその概要を説明する。

【０００３】同図において、１対のレンズ１１と１２
は、いわゆる基線長ｂを隔てて配置されており、基線長
ｂの中点から見て角度θの方向にある被写体としての対
象１までの距離ｄを検出するものとする。

【０００４】２１と２２は、例えばそれぞれ画素である
複数個のホトダイオードなどの光センサがライン状に配
列され、各光センサの受光量（光強度データ，映像デー
タ，画素データ，センサデータともいう）が各光センサ
に付設されたＣＣＤ素子によってシフトレジスタ状に読
出されるように構成された、いわゆるＣＣＤリニアセン
サアレイからなる１対のイメージセンサである。

【０００５】イメージセンサ２１と２２は対応するレン
ズ１１と１２から焦点距離ｆだけ離れた位置に置かれて
おり、それらの上に対象１の映像Ｉ１とＩ２がレンズ１
１と１２により互いに異なる光路Ｌ１とＬ２を介してそ
れぞれ結像される。

【０００６】いま、対象１が無限遠点にあるものとする
と、映像Ｉ１とＩ２はレンズ１１と１２の光軸から角度
θだけ傾いた位置Ｐ１とＰ２に結像されるが、対象１が
有限の距離ｄにある時は、映像Ｉ１とＩ２はこれらの基
準位置Ｐ１とＰ２からそれぞれσ１とσ２だけずれた位
置に結像される。σ＝σ１＋σ２とおくと、三角測距法
の原理から対象１の距離ｄは角度θに無関係に次式で表
される。

【０００７】

【数１】ｄ＝ｂｆ／σ （１）ここで基線長ｂと焦点距離ｆは定数なので、角度θに対
応する位置Ｐ１とＰ２からの映像Ｉ１とＩ２のずれの和
σを検出すれば距離ｄが求まる。なお、実際には距離ｄ
のかわりにσをその指標として利用する。なお、対象１
の方向を示す角度θをとる原点を図１３のように基線長
ｂの中点とすればσ１＝σ２になる。

【０００８】イメージセンサ２１と２２の下側には、そ
れらの各光センサの受光量を表す、例えば８ビット構成
のデータの集合である映像データＤ１とＤ２が模式的に
示されている。

【０００９】角度θの方向にある対象１の距離指標σを
求めるには、これらの映像データＤ１とＤ２から対象１
を捉えるに適する視野に対応する視野部分Ｄｐ１とＤｐ
２を下側に示すようにそれぞれ抽出し、さらにこれらの
視野部分Ｄｐ１とＤｐ２から、それぞれ部分群ｄ１とｄ
２を、普通は光強度データの１個分ずつ交互にずらせな
がら抽出して組み合わせＣｋ（ｋ＝０〜ｋｍ）を順次作
って行き、各組み合わせＣｋごとに両部分群ｄ１とｄ２
間の相関を検定する。

【００１０】このように映像Ｉ１とＩ２を表す光強度デ
ータを含んだ部分群ｄ１とｄ２を互いにずらせながら、
両者が最大相関を示す組み合わせ番号ｋを求めると、こ
の番号ｋと、視野部分Ｄｐ１とＤｐ２の角度θに対応す
る基準位置Ｐ１とＰ２に対する抽出位置とから、求める
距雉指標σをごく簡単な加減算によって算出することが
できる。

【００１１】自動焦点カメラの場合には、このようにし
て得られる距離指標σに応じて撮像レンズの位置を調整
することにより、ファインダの正面から特定の角度θの
方向にある対象１に焦点合わせすることができる。

【００１２】しかし上述のような従来技術では、角度θ
を指定してその方向にある対象１の距離を検出すること
はできるが、例えば自勤車の衝突防止のため不特定の方
向に存在する先行自動車等の対象１を見付けることはで
きず、ましてその角度方向や距離を検出することができ
ない。

【００１３】衝突防止の場合は、運転者に検出対象を特
定する負担を掛けることなく未知の対象を検出できるこ
とが必要である。また、イメージセンサ２１や２２が持
つ視界内には遠近の位置にある背景や道路や複数台の自
動車が混在するのが普通であるから、先行自動車等であ
る対象１をそれらとできるだけ明確に識別しながら見付
け、且つそれまでの距離を混在物に惑わされることなく
正確に検出できることが必要である。さらに、衝突を確
実に防止するには対象１を可能な限り短時間内に検出で
きることが望ましい。

【００１４】本出願人の先願になる特開平９−７３５３
９号には、この課題を解決するための技術が開示されて
いる。以下、図面を用いてその概要を説明する。図１４
は検出対象を捉えるべき視野の設定要領を示すイメージ
センサ手段２０と先行自動車１の関係を示す模式図であ
る。図の左側に示す自動車３の先頭部分に円内に拡大し
て示すレンズ１１と１２を備える光学手段１０と、イメ
ージセンサ２１と２２を備えるイメージセンサ手段２０
とが小形のモジュールの形で搭載されており、はぼ垂直
方向に配置されたイメージセンサ２１と２２の対はその
ほぼ垂直な視界内に正面前方にある先行自動車である検
出対象１を捉える。

【００１５】図１５は諸手段の構成例をイメージセンサ
手段２０上に映像を結像させる光学手段と共に示す模式
図である。図１５の上部に示す光学手段１０とイメージ
センサ手段２０は実際には図１４のように垂直に置かれ
るが、図示の都合から水平な姿勢で示されている。

【００１６】各イメージセンサ手段２０内のイメージセ
ンサ２１や２２は光学手段１０の対応するレンズ１１，
１２を介して受光し、その各光センサから順次取り出さ
れるアナログの光検出信号は増幅器２３により増幅さ
れ、かつＡ／Ｄ変換器２４によってディジタルのデータ
に変換されてメモリ２５に一時記憶され、さらに後述の
距離検出手段７０内に１対の映像データＤｌとＤ２とし
て読み込まれる。

【００１７】イメージセンサ２１や２２が持つ垂直な視
野内の対象を捉えるために複数個設定される視野の一つ
が光学手段１０の方に視野角φで示されており、その方
向は図１４に示すように水平方向に対して角度（方向
角）θをなすものとする。

【００１８】距離検出手段７０は複数の視野方向に対す
る距離検出速度を高めるためにハードウェアないしは電
子回路で構成するのが良く、図１５の例では上述の映像
データＤｌやＤ２を記憶するメモリ７１と、並行動作す
る複数個の単位距離検出回路７２等を集積化し、例えば
いわゆるゲートアレイである集積回路をこれに用いる。

【００１９】各単位距離検出回路７２は図１３を参照し
て説明したような要領で各視野方向について距離を検出
するもので、各映像データＤｌやＤ２からそれぞれ視野
部分ＤＰｌやＤＰ２を抽出して対とし、それから部分群
ｄｌ，ｄ２をそれぞれ逐次抽出していきながら部分群対
毎に相関を検定した上で、最高相関を示した部分群ｄ
ｌ，ｄ２の視野部分ＤＰｌ，ＤＰ２からの抽出位置のず
れから各視野方向に対する距離を普通はその指標σの形
で計算する。

【００２０】なお、この方法の特長を活かすには複数個
の視野でイメージセンサ２１や２２の垂直視野内の所望
の範囲を漏れなく覆うよう、即ち隣合う視野が少なくと
も重なり合うようにするのが良く、実際には各視野の角
度を比較的狭めに設定して視野の数を多くとり、視野間
の重なり合いも大きく設定するのが良い。例えば、イメ
ージセンサの数百個の光センサ中２０〜３０個分の広さ
をもつ視野を光センサ１個分ずつずらして多数個設定す
るのが望ましい。

【００２１】各単位距離検出回路７２は距離指標σの計
算に際してメモリ７１内の映像データＤｌとＤ２から、
関わる視野に相当する視野部分ＤＰｌとＤＰ２または部
分群ｄｌとｄ２を切り取ってデータ毎に順次ないしは纏
めて読み込むが、図ではかかるメモリ７１と単位距離検
出回路７２の関連が両者を紀ぶ細線で簡略に示されてい
る。

【００２２】対象検出手段８０は距離検出手段７０の検
出結果、図示の例ではその単位距離検出回路７２により
計算された複数の距離指標σから対象１を検出するもの
で、図示のように小形のプロセッサ９０にソフトウェア
としてあらかじめ装荷しておき、そのメモリ９１に距離
検出手段７０から複数の距離指標σを読み込んで一旦記
憶した上でこれに与えるようにするのがよい。

【００２３】この対象検出手段８０に各視野の方向につ
いての距離検出手段７０による検出距離が所期値、例え
ば図１４に示すように角度θの視野方向に対する路面上
の距離Ｄより近い距離を連続して示す場合に限り、かか
る視野方向の範囲に検出対象１が実際に存在するものと
判定させる。

【００２４】また、上記距離検出においては、映像デー
タＤｌとＤ２から抽出した部分群ｄｌとｄ２の対間の相
関値を対応データの差の絶対値の和の形で計算するよう
にし、かつ単位距離検出回路７２に計算させる各相関値
をその隣の単位回路による相関値に対する相関値の差分
だけの加減算により求めるようにするのが非常に有利で
ある。以下に図１６を参照して説明する。

【００２５】図１６（ａ）は映像データＤｌとＤ２から
各視野に相当する視野部分ＤＰｌとＤＰ２の対を抽出
し、且つそれらから相関値を計算すべき部分群ｄｌとｄ
２の対を抽出する様子を示すものである。図の各２個の
視野部分ＤＰｌとＤＰ２は隣合う２個の視野に対するも
ので、例えば光センサ１個ずつ互いにずれている。各２
個の部分群ｄｌとｄ２中のハッチング部分に関する相関
値の計算が共通な点に着目して計算を簡単化する。

【００２６】図１６（ｂ）はかかる簡易化計算のための
回路例の要部を示すもので、図の上部に示す映像データ
ＤｌとＤ２には、それらから上述の各２個の部分群ｄｌ
とｄ２が抽出される位置が示されている。図の右下部に
単位距離検出回路７２の要部が２個分示されおり、その
左側に共通計算回路７３が示されている。共通計算部分
を読み取って対応するデータの差の絶対値の和Σを計算
するもので、右側の小円を付した入力は各入力データの
補数の加算によって差をとることを意味している。

【００２７】単位距離検出回路７２の図示の部分は加算
回路から構成されており、入力の一方に小円が付された
加算回路７２ａと７２ｂは上と同様にデータの補数の加
算により差をとる実際には減算用であり、入力に小円が
ない加算回路７２Ｃはそのまま加算用であることを意味
するものとする。

【００２８】また、図１６（ｂ）中の２個の単位距離検
出回路７２の内の左側は同図（ａ）の上側の部分群の対
について，右側は下側の剖分群の対についてそれぞれ相
関値を計算するためのものである。

【００２９】左側の単位距離検出回路７２の加算回路７
２ａは上側の部分群対の内の左側の非共通部分である光
センサ１個分のデータを入力して差の絶対値をとり、加
算回路７２Ｃはこれを共通計算回路７３の計算結果に加
算して上側の部分群の対に関する相関値を作る。

【００３０】この左側の単位距離検出回路７２により計
算された相関値と、その加算回路７２ａによる減算結果
は右側の単位距離検出回路７２の加算回路７２ｂに与え
られて両者の差が作られる。

【００３１】右側の単位距離検出回路７２内の加算回路
７２ａは下側の部分群の対の右側の非共通部分である光
センサ１個分のデータを入力して差の絶対値をとり、加
算回路７２Ｃはこの結果を加算回路７２ｂの減算結果に
対して加算することにより下側の部分群の対に関する相
関値を作る。

【００３２】以上から容易にわかるように、右側の単位
距離検出回路７２と同じ回路をさらに繰り返して設ける
ことにより、順次に方向がずらされる視野方向に対する
図１６（ａ）の視野部分ＤＰｌとＤＰ２の対から抽出す
る同じｋ番目の組み合わせＣｋの部分群の対に関する相
関値を計算できる。

【００３３】部分群対のその他の組み合わせについても
もちろん同様である。このように、図１６の態様によれ
ば各単位距離検出回路７２の相関値の計算部分を加算回
路の簡単な組み合わせで構成できる。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】上述の先願技術を使用
することで全視野方向の距離計算をする場合にも計算負
荷を大幅に軽減し、高速な測距が可能になる。ところ
で、特に高速道路において走行車などの測距を行う場
合、数十メートルから百数十メートル先に走行する自動
車を正確に検出し、同時に自車との相対速度を測定する
ため高速に測距を繰り返さなければならない。この場
合、計算負荷を軽くするために、測距する視野を狭くす
ることは、他車線からの車の急な進入や自車の車線変更
などの場合に必要な車を検出することが難しくなるた
め、困難である。

【００３５】測距の精度や速度を高めるには、図１５の
ような構成の回路を大規模化し、イメージセンサの画素
数を増加して映像の分解能を高める一方、動作周波数を
高め測距演算を高速化することが考えられる。

【００３６】しかしながら、回路のこのままの大規模化
はコストアップにつながり、動作周波数の上昇は信頼性
に悪影響を与える可能性があることなどからあまり望ま
しくない。

【００３７】そこで本発明は、イメージセンサの画素密
度（従って画素数）を増加しながらも、距離検出手段の
回路規模をイメージセンサに比して相対的に小規模と
し、且つ回路の動作周波数の増大を抑えることで、コス
卜や信頼性上の問題なく、しかも測距精度の向上と測距
速度の高速化との両立を計ることができる測距演算装置
を提供することを課題とする。

【００３８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の測距演算装置は、光軸が互いに平行で
同一平面上に結像する対のレンズ（１１，１２）の結像
面上に、一列又は複数列のラインセンサ（２１ａ〜２１
ｎ，または２２ａ〜２２ｎ）を持つ対の受光手段（２０
Ａ）が、それぞれのレンズに対応し、対となるラインセ
ンサの列同士がそれぞれ同一直線上にあるように配置さ
れ、対の受光手段が対のラインセンサの各１ライン分の
画素データ列を、対となる画素相互の視野方向が一致す
るように同期してラインセンサの一端側から他端側に向
けて（Ａ／Ｄ変換器２４，１画素分メモリ２５等を介
し）順次出力し、さらにこの出力を（ラインセンサセレ
クタ２６を介し）対のラインセンサの配列順に全列行う
ことを露光周期（Ｔ）毎に繰り返し、ラインセンサの１
ライン分の画素数（例えば１０２４個）より少なく、こ
の１ラインに対応する全視野角領域内の測距対象物が存
在し得る一部視野角領域を少なくとも検出できる所定の
第１の画素数（例えば２５６個）の画素データ（センサ
データＤ１，Ｄ２）を収容する対の画素データ記憶手段
（センサデータメモリ７１）と、この対の画素データ記
憶手段に収容された画素データを用いて、この画素デー
タ記憶手段の画素データに対応する全視野の各方向毎の
測距を行う距離検出手段（距離検出回路７２Ｓ）とを持
つ第１及び１又は複数個の第２の測距分担手段（全視野
角分担の距離検出部７０Ｖ及び一部視野角分担の距離検
出部７０Ａ（７０Ａ１，７０Ａ２等））と、対の受光手
段の各ラインセンサに対応する全視野角領域の測距を行
うために、対の受光手段より出力される画素データか
ら、画素データの選択，変換等の処理により、ラインセ
ンサ１ライン当たりの画素データ数が前記第１の画素数
に等しい対のラインセンサ全列分の画素データ（以下、
転送単位画面データという）のこの１単位分又は複数単
位分（例えば２つ又は４つ分）をそれぞれ一括又は分割
生成し、この各転送単位画面データを露光周期毎に１単
位分ずつ第１の測距分担手段に与える第１のデータ加工
手段（データ加工部１００）と、第１の測距分担手段が
この第１のデータ加工手段から１又は複数露光周期にわ
たり与えられた各転送単位画面データについて行った各
対のラインセンサに対応する画素データごとの測距の情
報から各ラインセンサの全視野角領域内の、前記１又は
複数個の第２の測距分担手段にそれぞれ対応する一部視
野角領域の位置を検出する一部視野角領域抽出手段（測
距対象抽出部９０Ａ）と、この一部視野角領域抽出手段
の位置検出情報（測距対象位置情報Ｓ９０Ｆ）に基づ
き、対の受光手段より１露光周期分として出力される全
画素データから、それぞれ前記の検出された第２の測距
分担手段別の一部視野角領域の位置にある前記転送単位
画面データを選択し、１露光周期にそれぞれ対応する第
２の測距分担手段に与える第２のデータ加工手段（デー
タ加工部１００）と、第２の各測距分担手段がそれぞれ
第２のデータ加工手段より与えられた転送単位画面デー
タについて行った各対のラインセンサに対応する画像デ
ータごとの測距の情報から、各一部視野角領域内の測距
対象物の距離を検出する手段（測距対象抽出部９０Ａ）
とを備えたものとする。

【００３９】また、請求項２の測距演算装置は、請求項
１に記載の測距演算装置において、前記第１のデータ加
工手段が（１００（１１２）となって）、対の受光手段
の全画素に対応する画素データを、対の受光手段より露
光周期順にそれぞれ出力される各全画素データ又は１露
光周期に出力されて一時記憶手段（メモリ１０１）に記
憶された全画素データから、露光周期毎に前記転送単位
画面データの１単位分ずつを画素配列の順に分割選択す
ることを繰り返すことにより複数単位分（例えば４つ）
の転送単位画面データとして生成し、この生成した各転
送単位画面データを露光周期毎に順次第１の測距分担手
段に与えるようにする。

【００４０】また請求項３の測距演算装置は、請求項１
に記載の測距演算装置において、前記第１のデータ加工
手段が（１００（１２２）となって）、対の受光手段か
ら１露光周期分として出力される全画素データに対し、
画素配列の順に所定の複数（例えば４つの）画素分毎の
平均又は間引き選択を行うことにより、この各複数画素
分の画素データをそれぞれ１画素分ずつの画素データに
変換して前記転送単位画面データの１単位分を生成し、
この生成した転送単位画面データを１露光周期に第１の
測距分担手段に与えるようにする。

【００４１】また請求項４の測距演算装置は、請求項１
に記載の測距演算装置において、対の受光手段から１露
光周期分として出力される全画素データに対し、画素配
列の順に所定の複数（例えば２つの）画素分毎の平均又
は間引き選択を行うことにより、この各複数画素分の画
素データをそれぞれ１画素分ずつの画素データに変換
し、ラインセンサ１ライン当たりの画素数が、その全画
素数より少なく前記第１の画素数より多い第２の画素数
（例えば５１２個）であるようにした画素データを１次
変換画素データと呼ぶとき、前記第１のデータ加工手段
が（１００（１３２）となって）、対の受光手段の全１
次変換画素データに対応する画素データを、対の受光手
段より露光周期順にそれぞれ出力される各全画素データ
から得られる各全１次変換画素データ、又は対の受光手
段より１露光周期分として出力された全画素データから
前記のように変換されて一時記憶手段（メモリ１０１）
に記憶された全１次変換画素データから、露光周期毎に
前記転送単位画面データの１単位分の１次変換画素デー
タずつを、画素配列の順に分割選択することを繰り返す
ことにより複数単位分（例えば２つ）の転送単位画面デ
ータとして生成し、この生成した各転送単位画面データ
を露光周期毎に順次第１の測距分担手段に与えるように
する。

【００４２】また請求項５の測距演算装置は、請求項１
ないし４のいずれかに記載の測距演算装置において、前
記第１の測距分担手段が（距離検出部７０となって）第
２の測距分担手段の機能を兼ねるようにする。

【００４３】即ち本発明では、イメージセンサについて
は、１ライン（１本）ずつのイメージセンサ（ラインセ
ンサ）の画素数を増加し画素配列の密度を高めて画像検
出の分解能を高める。一方、距離検出手段は、測距のた
めに露光周期毎に取り込む１ラインセンサ当たりの画素
データ（センサデータ）の数を、１ラインセンサ分の画
素数より少なくし、露光周期毎一度に全視野角の領域
（つまり、図１５にてイメージセンサ２１又は２２の全
体で見渡すことができる視野角φの領域）を測距するに
は足りないが、測距対象物が存在すると推定される一部
の視野角領域のみを測距するには充分な数とすること
で、距離検出手段の回路の規模をイメージセンサに比べ
小さくし、計算負荷、装置コスト、動作周波数等の増大
を抑える。

【００４４】そして、先ず全視野角領域の測距情報から
測距対象が存在し得る一部視野角領域の位置（方向）を
検出したのち、次にこの一部視野角領域内のみの測距を
行うという一連の動作を繰り返すが、全視野角領域内の
測距については、測距点が多く計算負荷が大きくなり高
速の測距が困難になることを防ぐため、次に述べるよう
に時間的分解能または空間的分解能（なお、空間的分解
能は距離の遠近の間隔にも対応するので距離の測定精度
（距離の分解能）にも対応する）を低くした測距を行
う。

【００４５】他方、一部視野角領域内の測距について
は、露光周期毎に（つまり最高の測定速度で）空間的に
も時間的にも最高の精度（分解能）の測距を行うこと
で、高い測距の精度，速度の両立を計る。

【００４６】このような全視野角領域と一部視野角領域
の異なる方式の測距演算を高速で行うために、イメージ
センサと距離検出手段との間にセンサデータを加工する
手段１００を追加し、このデータ加工手段がイメージセ
ンサからのセンサデータに対して、全視野角領域測距用
と一部視野角領域測距用とで異なる加工を行い、加工さ
れた異なる加工のセンサデータを周期的に切替えて出力
したり、並列に出力して距離検出手段に与えるようにす
る。

【００４７】なお、これらのセンサデータの加工は、セ
ンサデータの選択とか、非常に単純な平均や間引きとな
るため、センサデータ加工手段１００を単純な小規模の
電子回路で実現することができる。

【００４８】ところで、全視野角領域内について分解能
を下げた測距を行うといっても測距対象や測距の用途に
より、下げてもよい分解能に対する許容条件が異なるの
で、本発明では測距の態様を次のように３つの場合に分
ける。

【００４９】（１）全視野角領域内の測距対象の検出に
複数露光周期掛かっても空間的に高密度（高分解能）の
測距を行う必要がある場合（つまり時間的分解能より空
間的分解能が必要な場合) 、（２）全視野角領域内の測
距対象の検出に精度が粗くなっても１露光周期で測距を
終える必要がある場合（つまり各露光周期毎（高速）に
全視野角領域内の測距を繰り返さなければならないよう
な、空間的分解能より時間的分解能が必要な場合）、
（３）上記（１），（２）の中間の場合で、全視野角領
域内の測距対象の検出に程々の精度と速度が必要な場合
( つまり程々に空間的分解能も時間的分解能も必要な場
合）。

【００５０】図３，４は上記（１），（２）の概念の説
明図である。この両図において、Ｖｗはイメージセンサ
２１，２２が複数列からなる場合における、各列のイメ
ージセンサから捉える全視野角領域の全て（全列分）と
しての視界、Ｖｏは各列のイメージセンサから捉える全
視野角領域内の測距対象物が存在すると推定される一部
視野角領域の全て（全列分）からなる注目領域で、この
２つの領域Ｖｗ，Ｖｏ内の各点Ｐｍは視界Ｖｗや注目領
域Ｖｏ中に測距される各点としての測距点である。そし
て、注目領域Ｖｏにおける測距点Ｐｍはイメージセンサ
の画素１点ずつに対応する最高の密度であり、この注目
領域Ｖｏ内の各点Ｐｍの測距は露光周期毎に行われるも
のとする。

【００５１】図３は上記（１）の場合の測距の概念を示
し、視界Ｖｗと注目領域Ｖｏでの測距点Ｐｍの密度は同
様に高密度である。この場合、視界Ｖｗ領域の各点Ｐｍ
の測距は複数の露光周期を掛けて行われる。

【００５２】他方、図４は上記（２）の場合の測距の概
念を示し、視界Ｖｗの領域の測距点Ｐｍの密度は注目領
域Ｖｏでの測距点Ｐｍの密度に比べ粗である。この場
合、視界Ｖｗ領域の各点Ｐｍの測距は露光周期毎に行わ
れるが、この各点はイメージセンサの複数画素分に相当
し、この複数画素毎に１個の画素のデータを間引き又は
平均化によって求め、測距に用いる。以下では上記
（１），（２），（３）の各場合を、それぞれ発明の実
施の形態の１，２，３として説明する。

【００５３】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）先ず、全視野角
領域内の測距において、時間的分解能より空間的分解能
が必要な場合の実施の形態を説明する。本形態では視界
Ｖｗから測距対象物が存在し得る注目領域Ｖｏを検出す
る処理（換言すれば、全視野角領域内から一部全視野角
領域を検出する処理）に複数露光周期（本例では４露光
周期）を掛け、全てのイメージセンサの画素データ（セ
ンサデータ）を使用し１画素の間隔で測距する。

【００５４】しかし、一部視野角領域内の測距には、そ
の一部分のセンサデータしか使用しないことで、測距に
用いるセンサデータ数を減らして測距時間を速め、１露
光周期毎に測距を行って測距対象の時間的変化を捉えや
すくする。この測距方式は全視野角領域内の測距にも精
度が必要で、かつ測距対象の高速な測距が必要な場合に
有効である。

【００５５】以下では全視野角領域内の測距と一部視野
角領域内の測距を１つの距離検出手段で行う場合（実施
例１−１）と２つの距離検出手段がそれぞれを分担する
場合（実施例１−２）に分けて説明する。

【００５６】（実施例１−１）図１のデータ加工部１０
０を１００（１１１）としたものが、本実施例１−１に
おける測距演算装置の構成を示すブロック図である。こ
の図１の図１５に対する相違点、又は補足すべき点を述
べると、２１と２２はそれぞれ並設された複数の個別の
イメージセンサ２１ａ〜２１ｎと２２ａ〜２２ｎからな
るイメージセンサで、以下ではこの１ライン（１本）ず
つの個別のイメージセンサをラインセンサとも呼んで区
別する。なお、ラインセンサ上の光センサ（画素）の配
列をセンサラインともいう。ここで、ラインセンサ２１
ａと２２ａ、・・・、２１ｎと２２ｎはそれぞれ対にな
っている。

【００５７】また、２６は、対のラインセンサを同時に
１対ずつ順次選択し、露光周期ごとに全てのラインセン
サ２１ａ〜２１ｎ及び２２ａ〜２２ｎを選択することを
繰り返すラインセンサセレクタである。

【００５８】なお、各ラインセンサは本例では１０２４
個の画素（光センサ）からなるものとし、各画素の受光
量（画素データ，センサデータ，映像データ，光強度デ
ータ）は、対のラインセンサ上の対となる当該画素同士
の視野の方向が一致するように、ラインセンサの一端か
ら他端（本例では右端から左端）へ向かいクロックに同
期して順次転送され、セレクタ２６，増幅器２３を経て
Ａ／Ｄ変換器２４に入る。

【００５９】そしてＡ／Ｄ変換器２４により１画素分ず
つ８ビットのデジタルデータに変換され、１画素分のメ
モリ２５を経て露光センサデータＳ２０として次段のデ
ータ加工部１００に送られる。

【００６０】従って、イメージセンサ２１，２２内の全
てのセンサデータは露光周期ごとにデータ加工部１００
に送られることになる。なお、図１では２１〜２６の各
手段を一括して受光手段２０Ａと呼ぶ。

【００６１】データ加工部１００（１１１、後述の１２
１，１３１も同様）は、イメージセンサ側から入力した
露光センサデータＳ２０に対して、全視野角領域測距モ
ード，一部視野角領域測距モードのモード別に、後述の
ように当該データ加工部１００の種類（１１１〜１３
１）に応じた加工を施し、加工済センサデータＳ１００
として距離検出部７０に送る。

【００６２】距離検出部７０は、図１５に示された距離
検出手段７０と基本的には同構成であるが、本実施例１
−１（なお、後述の実施例２−１，３−１でも同様）で
は、最低一部視野角領域内を測距するに必要な、この例
では対のラインセンサに対応する２５６バイトずつの対
のセンサデータ（画素データ，映像データ）Ｄ１，Ｄ２
をそれぞれ格納するセンサデータメモリ７１と、１画素
の間隔で図１６に示す視野部分ＤＰ１，ＤＰ２の設定が
できる（従って１画素間隔で視野方向毎の測距ができ
る）ように多数の並行動作する単位距離検出回路７２か
らなる距離検出回路７２Ｓとを備えるものとする。

【００６３】そして距離検出部７０は、本実施例１−１
（後述の実施例２−１，３−１も同様）では、データ加
工部１００から送出される全視野角領域分又は一部視野
角領域分の加工済センサデータＳ１００（Ｓ１００Ｖ又
はＳ１００Ａ）に応じ、それぞれ当該センサデータＳ１
００を用いた測距演算により全視野角領域内又は一部視
野角領域内の視野方向毎の距離を検出し、それぞれ距離
データＳ７０（Ｓ７０Ｖ又はＳ７０Ａ）として出力す
る。

【００６４】９０Ａはプロセッサからなる測距対象抽出
部で、全視野角領域測距モードでは距離検出部７０から
１又は複数（本実施例１−１では４つ、なお後述の実施
例２−１では１つ、実施例３−１では２つ）の露光周期
にわたり出力される、全視野角領域分の距離データＳ７
０Ｖから詳しく見たい部分、つまり実際に測距すペき対
象（例えば自車の走行する道路の前方にある車のうち最
も至近距離にある車）が存在すると推定される一部視野
角領域の位置（方向）を検出し、測距対象位置情報Ｓ９
０Ｆとしてデータ加工部１００へ知らせる。

【００６５】また、本実施例１−１（なお、後述の実施
例２−１，３−１も同様）では測距対象抽出部９０Ａは
データ加工部１００に対しこの他、全視野角領域測距モ
ードと一部視野角領域測距モードの切替え指令も送るも
のとする。

【００６６】また測距対象抽出部９０Ａは、一部視野角
領域測距モードでは距離検出部７０から１露光周期毎に
出力される一部視野角領域分の距離データＳ７０Ａから
測距対象の距離を検出し測距対象距離データＳ９０とし
て（例えば運転者もしくは自動車の制御部へ）出力す
る。

【００６７】図５は本実施例において、図１の各手段間
を流れるデータとその切換わり状況の概略を示す。図７
は本実施例１−１におけるデータ加工部１００（１１
１）の構成と、その入出力センサデータである露光セン
サデータＳ２０と加工済センサデータＳ１００の流れの
例を示す。データ加工部１００は測距対象抽出部９０Ａ
よりの指示に従って、全視野角領域測距モードと一部視
野角領域測距モードとで出力する加工済センサデータＳ
１００をそれぞれＳ１００ＶとＳ１００Ａに切り換え
る。

【００６８】なお、図７（なお、図８〜図１２も同様）
において、広幅矢印で示されるデータ加工部１００の入
出力センサデータの、矢印内に記された＃１〜＃１２の
番号は、説明の便宜上、そのセンサデータがイメージセ
ンサ２１または２２の露光によって取得されたのち、デ
ータ加工部１００に入力するときの露光周期の番号を意
味するものとし、また、矢印の長さの尺度Ｔは１露光周
期分に相当するものとする。

【００６９】本例ではイメージセンサ２１又は２２は、
各ラインセンサ１ライン当たり１０２４画素で構成され
ており、１画素分のデータはデジタル値１バイトで表現
される。ここで、イメージセンサ２１，２２のラインセ
ンサの対数をｍ対とすると、イメージセンサ２１，２２
からはそれぞれＴ／１０２４×ｍ秒ごとに対の各１画素
分の１バイトデータが出力され、よってＴ／ｍ秒毎にラ
インセンサの１対のセンサデータが送信され、イメージ
センサ２１又は２２の全センサデータとしてのラインセ
ンサｍ対分の送信はＴ秒で終了し、Ｔ秒毎に新しく露光
した全センサデータ（ｍ対）がＳ２０としてデータ加工
部１００へ送信されることになる。

【００７０】距離検出部７０内の計算機能部分である距
離検出回路７２ＳはＴ／ｍ秒ごとに、２５６画素分の対
のセンサデータを用いた距離計算処理能力しかなく、対
のセンサデータメモリ７１の容量も各々２５６バイトで
あり、距離検出部７０はデータ加工部１００からはＴ／
ｍ秒間にｌラインセンサ当たり２５６画素分の対の加工
済センサデータＳ１００しか受け取らないものとする。

【００７１】図７では、全視野角領域測距モードでは、
測距対象抽出部９０Ａの指令により、データ加工部１１
１は、露光周期＃１にイメージセンサ２１，２２から到
来したラインセンサ１ライン当たり１０２４バイト分の
ｍ対の露光センサデータＳ２０を一旦メモリ１０１に格
納し、このメモリ１０１から露光周期＃１〜＃４の間、
Ｔ秒毎に画素配列のアドレス順に、ラインセンサ１ライ
ン当たり２５６バイトずつのｍ対のセンサデータを取り
出し、加工済センサデータＳ１００Ｖとして送出するこ
とを４露光周期繰り返し、計４Ｔ秒かけて全視野角分の
センサデータＳ１００Ｖを距離検出部７０に送信する。
よって露光周期＃２〜＃４の間、イメージセンサ２１，
２２からデータ加工部１１１に到来する露光センサデー
タＳ２０は無視されることになる。

【００７２】距離検出部７０は、データ加工部１１１か
ら送信されるラインセンサ１ライン当たり２５６バイト
分の対のセンサデータＳ１００Ｖを受信するつど、その
２５６バイト分の視野角内の測距を行い、測距データを
全視野角分の距離データＳ７０Ｖとして測距対象抽出部
９０Ａに送る。

【００７３】これにより、測距対象抽出部９０Ａは計４
Ｔ秒の間に受け取る全視野角分距離データＳ７０Ｖから
測距対象物が存在すると推定される一部の視野角の位置
（方向）を検出し、露光周期＃４中にその位置を測距対
象位置情報Ｓ９０Ｆとしてデータ加工部１１１の通信部
１０５に伝える。

【００７４】いま、測距対象抽出部９０Ａが、距離検出
部７０から入力した全視野角分距離データＳ７０Ｖか
ら、仮に或るラインセンサの１ライン１０２４個の画素
中の２５６番目の画素を中心に対象物が写っていること
を検出したとすると、この中心画素の番号を測距対象位
置情報Ｓ９０Ｆとしてデータ加工部１００に送信する。

【００７５】これによりデータ加工部１１１は一部視野
角領域測距モードの動作に移り、続く露光周期＃５〜＃
８の間は露光周期Ｔ秒毎に、イメージセンサから入力し
た露光センサデータＳ２０内の測距対象位置情報Ｓ９０
Ｆによって指定された位置にあるラインセンサ１ライン
当たり２５６バイトの対のセンサデータのｍ対分（前記
の例では当該のラインセンサについては画素２５６番目
を中心に２５６バイト分、具体的には１２８番目から３
８３番目までの画素のデータ）を取り出し一部視野角分
センサデータＳ１００Ａとして距離検出部７０へ送信す
ることを繰り返す。

【００７６】このように露光周期＃５〜＃８の間の一部
視野角分データＳ１００Ａの４回の送信が行われると、
再び露光周期＃９から次回の全視野角領域測距モードの
動作に移行する。

【００７７】データ加工部１１１は、その構成手段とし
て図７に示すように、全視野角領域分の１露光周期分の
露光センサデータＳ２０（本例ではラインセンサ１ライ
ン当たり１０２４バイトのｍ対分）を距離検出部７０へ
送信する間、記憶するためのメモリ１０１と、露光周期
Ｔ／ｍ毎の距離検出部７０への送信データ（本例では２
５６バイトの１対分ずつ）の領域指定のためにそのメモ
リ１０１のアドレスを制御するための制御部１０３と、
一部視野角領域測距モードの場合に、イメージセンサか
らＴ／ｍ秒毎に到来する、ラインセンサ１ライン当たり
１０２４バイトの１対分ずつの露光センサデータＳ２０
内の測距対象物の存在し得る一部視野角領域の位置のセ
ンサデータ（前記の例では当該ラインセンサについては
１２８番画素〜３８３番画素のデータ）だけを選択して
出力するための選択器１０２と、メモリ１０１からの出
力と選択器１０２からの出力を測距モード毎に切替える
ための切替え器１０４と、測距対象抽出部９０Ａから一
部視野角領域としてどの視野方向を見るかの指示として
の測距対象位置情報Ｓ９０Ｆ等を受け取るための通信部
１０５等によって構成される。

【００７８】（実施例１−２）図２のデータ加工部１０
０を１００（１１２）としたものが、本実施例１−２に
おける測距演算装置の構成を示すブロック図である。図
２においては距離検出部を７０Ｖと７０Ａの２つ並列に
設け、図１の距離検出部７０の全視野角領域の測距の機
能を７０Ｖに、一部視野角領域の測距の機能を７０Ａに
それぞれ分担させるようにし、測距演算の高速化を計っ
たものである。

【００７９】なお、この実施例１−２でも（なお、実施
例２−２，３−２でも同様）、距離検出部７０Ｖと７０
Ａの構成を実施例１−１で述べた距離検出部７０の構成
と同じとする。

【００８０】図６は本実施例１−２において図２の各手
段間を流れるデータの概略を示す。但し図６では一部視
野角領域内の測距を分担する距離検出部７０Ａを複数設
け、測距対象物が存在し得る一部視野角領域が複数ある
場合にも、それぞれの一部視野角領域内の測距を距離検
出部７０Ａ１，７０Ａ２・・・によって分担できるよう
した例を示す。

【００８１】図６では図５のように距離検出部の測距モ
ードを全視野角領域と一部視野角領域に切り換える必要
がないので、流れるデータにも測距モード別の切替えは
生じない。

【００８２】図８は本実施例１−２におけるデータ加工
部１１２の構成とその入出力センサデータＳ２０，Ｓ１
００の流れの例を示す。本例ではデータ加工部１１２
は、距離検出部７０Ｖに対しては、露光周期＃１にメモ
リ１０１へ取り込んだイメージセンサからのラインセン
サ１ライン当たり１０２４バイトのｍ対の露光センサデ
ータＳ２０を、露光周期＃１〜＃４までの間、画素配列
順に１露光周期毎にラインセンサ１ライン当たり２５６
バイトのｍ対ずつのセンサデータに分割し、計４露光周
期（４Ｔ秒）かけて、全視野角分の加工済センサデータ
Ｓ１００Ｖとして送り、露光周期＃５〜＃８に再び、つ
まり４露光周期ごとに同様な動作を繰り返す。

【００８３】また、距離検出部７０Ｖは２５６バイトの
１対の加工済センサデータＳ１００Ｖを受信するつど、
直ちにその受信データについての測距を行い、その測距
結果を全視野角分の距離データＳ７０Ｖとして測距対象
抽出部９０Ａに送る。

【００８４】測距対象抽出部９０Ａは４露光周期分の全
ての全視野角分距離データＳ７０Ｖから直ちに測距対象
物の存在位置を検出し、４露光周期毎の露光周期＃４，
＃８，・・・中にデータ加工部１１２へ測距対象位置情
報Ｓ９０Ｆを送信する。

【００８５】従って、データ加工部１１２は、距離検出
部７０Ａに対しては、露光周期＃１〜＃４の間は、露光
周期毎に入力するラインセンサ１ライン当たり１０２４
バイトのｍ対の露光センサデータＳ２０の内、図外の露
光周期＃０においてデータ加工部１１２へ送信された測
距対象位置情報Ｓ９０Ｆによって指定された位置にあ
る、ラインセンサ１ライン当たり２５６バイトのｍ対の
センサデータをそれぞれ当該の１露光周期＃１，＃２，
・・・＃４毎に一部視野角分の加工済センサデータＳ１
００Ａとして送信する。

【００８６】同様に露光周期＃５〜＃８の間は、露光周
期＃４においてデータ加工部１１２へ送信された測距対
象位置情報Ｓ９０Ｆによって指定された位置にある、一
部視野角分の加工済センサデータＳ１００Ａを各露光周
期＃５，＃６，・・・＃８毎に送信するというように、
４露光周期毎に、新たな測距対象位置情報Ｓ９０Ｆによ
って指定される位置の加工済センサデータＳ１００Ａの
送信に切り換えることを繰り返す。

【００８７】このようにして、実施例１−１では組とな
る全視野角領域の測距及び一部視野角領域の測距が８露
光周期ごとに繰り返されたのに対し、実施例１−２では
４露光周期ごとに繰り返され、時間的分解能が２倍にな
っている。なお、図８におけるデータ加工部１１２の構
成については、図７から切替器１０４をは省いた構成と
なる。

【００８８】（実施の形態２）次に、全視野角領域内の
測距において、空間的分解能より時間的分解能が必要な
場合の実施の形態を説明する。本形態では視界Ｖｗから
測距対象物が存在し得る注目領域Ｖｏを検出する処理
（換言すれば、全視野角領域内から一部全視野角領域を
検出する処理）を１露光周期に（つまり最高速で）行
う。

【００８９】このため、全視野角領域内の測距には露光
周期毎に出力されるイメージセンサのラインごとのセン
サデータ列から一定の個数間引いたセンサデータ、もし
くは一定の個数ずつ平均したセンサデータを使用するこ
とで、測距に用いるセンサデータ数を減らして計算負荷
を軽減する。但し一部視野角領域内の測距には間引いて
いないセンサデータを使用する。

【００９０】以下では全視野角領域内の測距と一部視野
角領域内の測距を１つの距離検出手段で行う場合（実施
例２−１）と２つの距離検出手段がそれぞれを分担する
場合（実施例２−２）に分けて説明する。

【００９１】（実施例２−１）図１のデータ加工部１０
０を１００（１２１）としたものが、本実施例２−１に
おける測距演算装置の構成を示すブロック図である。図
５は本実施例においても同様に当てはまる。

【００９２】図９は本実施例２−１におけるデータ加工
部１２１の構成とその入出力センサデータＳ２０，Ｓ１
００の流れの例を示す。本例ではデータ加工部１２１は
全視野角領域内の測距の場合、露光周期毎に出力される
イメージセンサ２１，２２からのラインセンサの１ライ
ン毎１０２４バイトのｍ対の露光センサデータＳ２０の
各列のセンサデータの各１ライン上において、順に並ぶ
４画素分のデータ４バイトずつを、それぞれ平均し１バ
イトずつのセンサデータに変換する。

【００９３】（なお、４画素分のデータ４バイトずつを
１バイトずつに変換する方法としては、この他、単に元
の１画素間隔の画素データ列を間引いて４画素間隔の画
素データのみを取出す方法も考えられる。）結果として
全視野角領域の測距に用いる画素データはラインセンサ
１ライン毎２５６バイトになるので、データ加工部１２
１はＴ／ｍ秒毎にラインセンサ１ライン毎２５６バイト
の１対ずつ、１露光周期に全ｍ対分を、図９の黒く塗り
込まれた広幅矢印のような平均全視野角分センサデータ
Ｓ１００Ｖｍとして距離検出部７０に送信する。

【００９４】本例では露光周期＃１にデータ加工部１２
１に入力された露光センサデータＳ２０が上記のように
直ちに加工されて、露光周期＃１内に平均全視野角分セ
ンサデータＳ１００Ｖｍとして距離検出部７０に送ら
れ、距離検出部７０は、このセンサデータＳ１００Ｖｍ
を用いた測距結果から、この露光周期＃１内に測距対象
位置情報Ｓ９０Ｆをデータ加工部１００へ送る。

【００９５】これによりデータ加工部１２１は、イメー
ジセンサから入力する続く３つの露光周期＃２，＃３，
＃４にそれぞれ到来するラインセンサ１ライン毎１０２
４バイトのｍ対の露光センサデータＳ２０内の、露光周
期＃１内に測距対象位置情報Ｓ９０Ｆにより指定された
位置にあるラインセンサ１ライン毎２５６バイトのｍ対
の一部視野角分センサデータＳ１００Ａを距離検出部７
０へ送る。

【００９６】データ加工部１２１は、以後の露光周期＃
５〜＃８の露光センサデータＳ２０にも、それぞれ露光
周期＃１〜＃４の露光センサデータＳ２０と同様な処理
を繰り返す。

【００９７】この場合のデータ加工部１２１の構成とし
ては、図７のメモリ１０１が、全視野角領域内の測距の
場合に前記平均全視野角分センサデータＳ１００Ｖｍを
作るための、図外の加算器と１バイト分もしくは４バイ
ト分のレジスタとによって実現できる平均回路１０６に
置き換わった構成となる。

【００９８】（実施例２−２）図２のデータ加工部１０
０を１００（１２２）としたものが、本実施例２−２に
おける測距演算装置の構成を示すブロック図である。図
６は本実施例においても同様に当てはまる。

【００９９】図１０は本実施例２−２におけるデータ加
工部１２２の構成とその入出力センサデータＳ２０，Ｓ
１００の流れの例を示す。本例ではデータ加工部１２２
は、全視野角領域分担の距離検出部７０Ｖに対しては、
露光周期＃１，＃２，＃３，・・・の各露光センサデー
タＳ２０を実施例２−１の露光周期＃１，＃５，・・・
の各露光センサデータＳ２０と同様に加工してラインセ
ンサ１ライン毎２５６バイトのｍ対の平均全視野角分セ
ンサデータＳ１００Ｖｍとして送り、距離検出部７０Ｖ
はこの送信されたセンサデータＳ１００Ｖｍを用いた測
距結果により、各当該の露光周期＃１，＃２，＃３，・
・・内に測距対象位置情報Ｓ９０Ｆをデータ加工部１０
０に送る。

【０１００】これにより、データ加工部１２２は、各露
光周期＃２，＃３，＃４，・・・毎のラインセンサ１ラ
イン毎１０２４バイトのｍ対の入力センサデータＳ２０
内の、それぞれ１つ前の露光周期＃１，＃２，＃３内に
測距対象位置情報Ｓ９０Ｆで指定された位置にあるライ
ンセンサ１ライン毎２５６バイトのｍ対を、一部視野角
分センサデータＳ１００Ａとして距離検出部７０Ａに送
る。この場合のデータ加工部１２２の構成としては、図
８のメモリ１０１が、図９と同様な平均回路１０６に置
き換わった構成となる。

【０１０１】（実施の形態３）次に、全視野角領域内の
測距において、ある程度の時間的分解能も空間的分解能
も必要な場合の実施の形態を説明する。本形態では、例
えば視界Ｖｗから測距対象物が存在し得る注目領域Ｖｏ
を検出する処理（換言すれば、全視野角領域内から一部
全視野角領域を検出する処理）の露光周期の数を実施の
形態１と２の中間で（本例では２露光周期毎に）、また
画素の間引き又は平均化する間隔も実施の形態１と２の
中間で（本例では２画素間隔で）行う。但し一部視野角
領域内の測距には間引いていないセンサデータを使用す
る。

【０１０２】以下でも全視野角領域の測距と一部視野角
領域の測距を１つの距離検出手段で行う場合（実施例３
−１）と２つの距離検出手段がそれぞれを分担する場合
（実施例３−２）に分けて説明する。

【０１０３】（実施例３−１）図１のデータ加工部１０
０を１００（１３１）としたものが、本実施例３−１に
おける測距演算装置の構成を示すブロック図である。図
５は本実施例においても同様に当てはまる。

【０１０４】図１１は本実施例３−１におけるデータ加
工部１３１の構成とその入出力センサデータＳ２０，Ｓ
１００の流れの例を示す。本例ではデータ加工部１３１
は全視野角領域内の測距の場合、露光周期毎にイメージ
センサ２１，２２から出力されるラインセンサ１ライン
毎１０２４バイトのｍ対の露光センサデータＳ２０内
の、センサデータ１ライン毎の列上において、順に並ぶ
２画素分のデータ２バイトずつをそれぞれ平均し１バイ
トずつのセンサデータに変換する。

【０１０５】（なお、２画素分のデータ２バイトずつを
１バイトずつに変換する方法としては、この他、単に元
の１画素間隔の画素データ列を間引いて２画素間隔の画
素データのみを取出す方法も考えられる。）結果として全視野角領域内の測距に用いる画素データは
ラインセンサ１ライン毎５１２バイトのｍ対になるの
で、データ加工部１３１はこのラインセンサ１ライン毎
５１２バイトのｍ対分のデータを、１露光周期に１ライ
ン毎２５６バイトのｍ対分ずつ、２露光周期かけて平均
全視野角分センサデータＳ１００Ｖｍとして距離検出部
７０に送信する。

【０１０６】本例ではデータ加工部１３１は、イメージ
センサから露光周期＃１に到来したセンサデータＳ２０
を平均回路１０６を介して直ちに上記のように加工して
メモリ１０１に格納し、この格納されたラインセンサ１
ライン毎５１２バイトのｍ対のデータのうちの画素配列
の順に並ぶ２５６バイトのｍ対分を露光周期＃１に、残
りの２５６バイトを露光周期＃２に平均全視野角分セン
サデータＳ１００Ｖｍとして距離検出部７０に送る。従
ってイメージセンサから露光周期＃２にデータ加工部１
００に入力されるべき露光センサデータＳ２０は無視さ
れる。

【０１０７】距離検出部７０はこの２露光周期かけて受
信したセンサデータＳ１００Ｖｍを用いた測距結果か
ら、露光周期＃２内に測距対象位置情報Ｓ９０Ｆをデー
タ加工部１３１へ送る。

【０１０８】これにより、データ加工部１３１は続く露
光周期＃３，＃４に到来するラインセンサ１ライン毎１
０２４バイトのｍ対の露光センサデータＳ２０内におけ
る、露光周期＃２内に測距対象位置情報Ｓ９０Ｆで指定
された位置にあるラインセンサ１ライン毎２５６バイト
のｍ対の露光センサデータＳ２０を一部視野角分センサ
データＳ１００Ａとして距離検出部７０Ａに送る。

【０１０９】本実施例３−１におけるデータ加工部１３
１の構成としては図７と図９の組み合わせとなり、図１
１は図９のデータ加工部１１１の平均回路１０６の次段
にセンサデータを一部記憶するためのメモリ１０１を加
えた構成となる。

【０１１０】（実施例３−２）図２のデータ加工部１０
０を１００（１３２）としたものが、本実施例３−２に
おける測距演算装置の構成を示すブロック図である。図
６は本実施例においても同様に当てはまる。

【０１１１】図１２は本実施例３−２におけるデータ加
工部１３２の構成とその入出力センサデータＳ２０，Ｓ
１００の流れの例を示す。本例ではデータ加工部１３２
は、全視野角領域分担の距離検出部７０Ｖに対しては、
露光周期＃１に到来したラインセンサ１ライン毎１０２
４バイトのｍ対の露光センサデータＳ２０を、平均回路
１０６を介し、実施例３−１の露光周期＃１の入力セン
サデータＳ２０で述べたようなラインセンサ１ライン毎
５１２バイトのｍ対の平均全視野角分センサデータＳ１
００Ｖｍに加工して、メモリ１０１に記憶したうえ、ラ
インセンサ１ライン毎２５６バイトのｍ対ずつ２つの露
光周期＃１，＃２にわけて送信し、同様に露光周期＃３
に到来した露光センサデータＳ２０を加工し、露光周期
＃３，＃４にわけて送るという動作を２露光周期の間隔
で繰り返す。

【０１１２】そこで、距離検出部７０Ｖは２露光周期の
間に受け取ったラインセンサ１ライン毎５１２バイトの
ｍ対分の平均全視野角分センサデータＳ１００Ｖｍにつ
いての、２露光周期分の測距結果に基づく測距対象位置
情報Ｓ９０Ｆを、それぞれ露光周期＃２，＃４，・・・
中にデータ加工部１３２へ送信する。

【０１１３】これにより、データ加工部１３２は一部視
野角領域分担の距離検出部７０Ａに対しては、露光周期
＃３，＃４にイメージセンサから到来したラインセンサ
１ライン毎１０２４バイトのｍ対の露光センサデータＳ
２０からは、露光周期＃２中に距離検出部７０Ｖから受
信した測距対象位置情報Ｓ９０Ｆによって指定された位
置にあるラインセンサ１ライン毎２５６バイトのｍ対の
一部視野角分センサデータＳ１００Ａを取り出して、そ
れぞれ当該の露光周期＃３，＃４に送り、同様に露光周
期＃５，＃６にイメージセンサから到来した露光センサ
データＳ２０からは、露光周期＃４中に距離検出部７０
Ｖから受信した測距対象位置情報Ｓ９０Ｆによって指定
された位置にある一部視野角分センサデータＳ１００Ａ
を取り出し、それぞれ当該の露光周期＃５，＃６に送る
という動作を２露光周期の間隔で繰り返す。

【０１１４】本実施例３−２におけるデータ加工部１３
２の構成としては、図１２では図１０のデータ加工部１
２２の平均回路１０６の次段にセンサデータを一部記憶
するためのメモリ１０１を加えた構成となる。

【０１１５】なお、図８，１０，１２では距離検出部が
２つの場合を示したが、距離検出部７０Ｖが測距対象物
が存在し得る一部視野角領域を、予め定めた複数個検出
できるようにした場合にも、データ加工部１１２，１２
２，１３２において、それぞれイメージセンサより到来
した露光センサデータＳ２０から一部視野角分センサデ
ータＳ１００Ａを選択する選択器１０２を増やすこと
で、図６のように複数設けた一部視野角領域の測距を分
担する距離検出部７０Ａ１，７０Ａ２・・・に、それぞ
れに対応する一部視野角分センサデータＳ１００Ａ１，
Ｓ１００Ａ２・・・を送って測距を行わせること（つま
り図３，４において注目領域Ｖｏを複数個設定するこ
と）も可能である。

【０１１６】

【発明の効果】本発明によれば、対のレンズの結像面上
に、一列又は複数列のラインセンサからなる対のイメー
ジセンサを配置し、対のイメージセンサ上のセンサデー
タからイメージセンサの視界内の各視野方向の測距を行
い、対象物の距離を検出する装置において、ラインセン
サの画素密度（従って画素数）を増加して測距の分解能
を高める一方、距離検出手段が測距のために露光周期毎
に一度に取り込むラインセンサ１ラインあたりのセンサ
データ数を、ラインセンサ１ライン分の画素数より少な
く、露光周期毎一度に全視野角領域内を測距するには足
りないが、測距対象物が存在し得る一部視野角領域内の
みを測距するには充分な数とし、イメージセンサと距離
検出手段との間にイメージセンサが露光周期毎に出力す
るセンサデータを加工する手段を設け、距離検出手段
が、先ず、測距点が多い全視野角領域に対して計算負荷
が少なくなるよう、センサデータの取込み時間を複数露
光周期として長く（時間的分解能を低く）したり、１露
光周期に取り込むセンサデータの数を全視野角領域分の
センサデータから間引き又は平均化により減らして（空
間的分解能（従って距離分解能）を低くして）測距を行
い、その測距情報から測距すべき対象が存在し得る一部
視野角領域の位置を検出したのち、この一部視野角領域
内のみを時間的にも空間的にも最高の分解能で測距する
一連の動作を繰り返すようにしたので、次のような効果
を得ることができる。

【０１１７】（１）測距演算装置の回路規模や回路の動
作速度を極端に上げること無く、測距対象物を高速かつ
高精度に測距することができる。（２）センサデータを加工する手段を電子回路で実現す
る場合、従来の測距演算回路部分をほとんど変更するこ
となく実現することができる。

【０１１８】（３）従来の単純な全視野角領域内のみを
測距し、一部視野角領域を区別せぬ装置に対し、センサ
データを加工する手段だけ付け加えるだけで本発明の測
距演算装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項５に関わる発明の実施例としての測距演
算装置の構成を示すブロック図

【図２】請求項１〜４に関わる発明の実施例としての測
距演算装置の構成を示すブロック図

【図３】主として請求項２に関わる発明の概念図

【図４】主として請求項３，４に関わる発明の概念図

【図５】図１における各部の入出力データの流れの例を
示す図

【図６】図２における各部の入出力データの流れの例を
示す図

【図７】実施例１−１におけるデータ加工部の構成と入
出力センサデータの流れの例を示す図

【図８】実施例１−２におけるデータ加工部の構成と入
出力センサデータの流れの例を示す図

【図９】実施例２−１におけるデータ加工部の構成と入
出力センサデータの流れの例を示す図

【図１０】実施例２−２におけるデータ加工部の構成と
入出力センサデータの流れの例を示す図

【図１１】実施例３−１におけるデータ加工部の構成と
入出力センサデータの流れの例を示す図

【図１２】実施例３−２におけるデータ加工部の構成と
入出力センサデータの流れの例を示す図

【図１３】従来の距離検出方法を示す模式図

【図１４】従来の検出対象を捉えるべき視野の設定要領
を示すイメージセンサ手段と先行自動車の関係を示す模
式図

【図１５】従来の諸手段の構成をイメージセンサ手段上
に映像を結像させる光学手段と共に示す模式図

【図１６】従来の距離検出手段の有利な態様を示し、
（ａ）はその説明のための映像データと視野部分と部分
群の関連を示す模式図、（ｂ）は単位距離検出回路の要
部構成を部分群と関連させて示す回路図である。

【符号の説明】

１０光学手段１１，１２レンズ２０Ａ受光手段２１（２１ａ〜２１ｎ），２２（２２ａ〜２２ｎ）
イメージセンサ２１ａ〜２１ｎ，２２ａ〜２２ｎラインセンサ２３増幅器２４Ａ／Ｄ変換器２５１画素分メモリ２６ラインセンサセレクタ７０（７０Ｖ，７０Ａ）距離検出部７０Ｖ全視野角分担距離検出部７０Ａ一部視野角分担距離検出部７１センサデータメモリ７２Ｓ距離検出回路９０Ａ測距対象抽出部１００（１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１
３２）データ加工部Ｄ１，Ｄ２センサデータメモリ７１内のセンサデ
ータＳ２０イメージセンサからの露光センサデー
タＳ７０（Ｓ７０Ｖ，Ｓ７０Ａ）距離データＳ７０Ｖ全視野角分距離データＳ７０Ａ（Ｓ７０Ａ１，Ｓ７０Ａ２，・・・）一部
視野角分距離データＳ９０測距対象距離データＳ９０Ｆ測距対象の位置情報Ｓ１００（Ｓ１００Ｖ，Ｓ１００Ａ）加工済センサ
データＳ１００Ｖ全視野角分加工済センサデータＳ１００Ａ（Ｓ１００Ａ１，Ｓ１００Ａ２，・・・）一
部視野角分加工済センサデータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA02 AA06 BB05 BB15 CC11 DD03 DD06 FF05 FF09 FF24 FF44 HH02 HH13 JJ02 JJ05 JJ09 JJ25 LL04 QQ03 QQ23 QQ25 QQ42 UU05 2F112 AC06 BA05 BA06 CA05 CA12 DA28 DA32 FA03 FA07 FA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸が互いに平行で同一平面上に結像する
対のレンズの結像面上に、一列又は複数列のラインセン
サを持つ対の受光手段が、それぞれのレンズに対応し、
対となるラインセンサの列同士がそれぞれ同一直線上に
あるように配置され、対の受光手段が対のラインセンサの各１ライン分の画素
データ列を、対となる画素相互の視野方向が一致するよ
うに同期してラインセンサの一端側から他端側に向けて
順次出力し、さらにこの出力を対のラインセンサの配列
順に全列行うことを露光周期毎に繰り返し、ラインセンサの１ライン分の画素数より少なく、この１
ラインに対応する全視野角領域内の測距対象物が存在し
得る一部視野角領域を少なくとも検出できる所定の第１
の画素数の画素データを収容する対の画素データ記憶手
段と、この対の画素データ記憶手段に収容された画素デ
ータを用いて、この画素データ記憶手段の画素データに
対応する全視野の各方向毎の測距を行う距離検出手段と
を持つ第１及び１又は複数個の第２の測距分担手段と、対の受光手段の各ラインセンサに対応する全視野角領域
の測距を行うために、対の受光手段より出力される画素
データから、画素データの選択，変換等の処理により、
ラインセンサ１ライン当たりの画素データ数が前記第１
の画素数に等しい対のラインセンサ全列分の画素データ
（以下、転送単位画面データという）のこの１単位分又
は複数単位分をそれぞれ一括又は分割生成し、この各転
送単位画面データを露光周期毎に１単位分ずつ第１の測
距分担手段に与える第１のデータ加工手段と、第１の測距分担手段がこの第１のデータ加工手段から１
又は複数露光周期にわたり与えられた各転送単位画面デ
ータについて行った各対のラインセンサに対応する画素
データごとの測距の情報から各ラインセンサの全視野角
領域内の、前記１又は複数個の第２の測距分担手段にそ
れぞれ対応する一部視野角領域の位置を検出する一部視
野角領域抽出手段と、この一部視野角領域抽出手段の位置検出情報に基づき、
対の受光手段より１露光周期分として出力される全画素
データから、それぞれ前記の検出された第２の測距分担
手段別の一部視野角領域の位置にある前記転送単位画面
データを選択し、１露光周期にそれぞれ対応する第２の
測距分担手段に与える第２のデータ加工手段と、第２の各測距分担手段がそれぞれ第２のデータ加工手段
より与えられた転送単位画面データについて行った各対
のラインセンサに対応する画像データごとの測距の情報
から、各一部視野角領域内の測距対象物の距離を検出す
る手段とを備えたことを特徴とする測距演算装置。
【請求項２】請求項１に記載の測距演算装置において、前記第１のデータ加工手段が、対の受光手段の全画素に
対応する画素データを、対の受光手段より露光周期順に
それぞれ出力される各全画素データ又は１露光周期に出
力されて一時記憶手段に記憶された全画素データから、
露光周期毎に前記転送単位画面データの１単位分ずつを
画素配列の順に分割選択することを繰り返すことにより
複数単位分の転送単位画面データとして生成し、この生
成した各転送単位画面データを露光周期毎に順次第１の
測距分担手段に与えるようにしたことを特徴とする測距
演算装置。
【請求項３】請求項１に記載の測距演算装置において、前記第１のデータ加工手段が、対の受光手段から１露光
周期分として出力される全画素データに対し、画素配列
の順に所定の複数画素分毎の平均又は間引き選択を行う
ことにより、この各複数画素分の画素データをそれぞれ
１画素分ずつの画素データに変換して前記転送単位画面
データの１単位分を生成し、この生成した転送単位画面
データを１露光周期に第１の測距分担手段に与えるよう
にしたことを特徴とする測距演算装置。
【請求項４】請求項１に記載の測距演算装置において、対の受光手段から１露光周期分として出力される全画素
データに対し、画素配列の順に所定の複数画素分毎の平
均又は間引き選択を行うことにより、この各複数画素分
の画素データをそれぞれ１画素分ずつの画素データに変
換し、ラインセンサ１ライン当たりの画素数が、その全
画素数より少なく前記第１の画素数より多い第２の画素
数であるようにした画素データを１次変換画素データと
呼ぶとき、前記第１のデータ加工手段が、対の受光手段の全１次変
換画素データに対応する画素データを、対の受光手段よ
り露光周期順にそれぞれ出力される各全画素データから
得られる各全１次変換画素データ、又は対の受光手段よ
り１露光周期分として出力された全画素データから前記
のように変換されて一時記憶手段に記憶された全１次変
換画素データから、露光周期毎に前記転送単位画面データの１単位分の１次
変換画素データずつを、画素配列の順に分割選択するこ
とを繰り返すことにより複数単位分の転送単位画面デー
タとして生成し、この生成した各転送単位画面データを
露光周期毎に順次第１の測距分担手段に与えるようにし
たことを特徴とする測距演算装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の測距
演算装置において、前記第１の測距分担手段が第２の測距分担手段の機能を
兼ねるようにしたことを特徴とする測距演算装置。