JPH0875454A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対応点検索を行わないことで，測距装置から
対象物までの距離の測定の高速化および高精度化を図る
ようにする。 【構成】 複数のカメラ（カメラ１〜Ｎ）を用いて，か
つ，前記隣り合うカメラの水平方向または垂直方向の視
差が数画素になるように対象物を撮像する撮像手段１０
１と，前記撮像手段１０１の複数のカメラで撮像した複
数の映像信号を同時に取り込み，前記複数の映像信号の
水平方向または垂直方向の同一座標ラインの映像信号を
合成して視差検出用画像を作成する視差検出用画像作成
手段１０２と，前記視差検出用画像作成手段１０２で作
成した視差検出用画像を用いて，前記対象物のエッジ部
分に対応する点で形成された直線の傾きから視差を求め
る視差算出手段１０３と，前記視差算出手段１０３で求
めた視差に基づいて，対象物までの距離を算出する距離
算出手段１０４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，複数のカメラで対象物
を撮像して，対象物までの距離を算出する測距装置に関
し，特に，距離の算出の高速化を図った測距装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の測距装置として，例えば，図１０
に示す構成のものがある。この測距装置は，対象物を撮
像するカメラ１００１と，カメラ１００１と同じ焦点距
離を持ち対象物を撮像するカメラ１００２とで構成され
る。ここで，カメラ１００１とカメラ１００２は，それ
ぞれの光軸が平行で，かつ，カメラ１００１とカメラ１
００２の撮像面のｙ軸が同一ライン上にのるような位置
および姿勢に配置されている。なお，一般的に，このよ
うな位置および姿勢に配置する条件をエピポーラ条件と
呼び，以下この条件をエピポーラ条件と記載する。

【０００３】図１１は，カメラ１００１とカメラ１００
２で撮像した画像１１０１と画像１１０２を示し，図に
おいて，１１０３は，撮像した２枚の画像１１０１，１
１０２において，同一ｙ座標上に投影される対象物のあ
る一点を対応点として示したものである。従来の測距装
置は，通常，エッジ検出処理，パターンマッチング処理
等の画像処理を施して，２枚の画像上で類似したパター
ンを検出し，そのパターンの位置により，各ｙ座標の対
応点１１０３を決定し，求めた対応点１１０３の座標値
に幾何計算を施すことで対象物までの距離を求める。

【０００４】ここで，図１２を参照して，従来の測距装
置の対象物までの距離の算出例を具体的に説明する。図
１２は，カメラ１００１，１００２における２つの対応
点と，対応点に対応する対象物上の点の関係を示す。図
において，１２０４がカメラ１００１の撮像面１２０１
上での対応点を示し，１２０５がカメラ１００２の撮像
面１２０２上での対応点を示し，１２０３が対象物上の
点を示す。

【０００５】エピポーラ条件にて撮像した２枚の画像
（撮像面１２０１，１２０２の画像）からエッジ検索，
パターンマッチングなどの処理を施し，２枚の画像上で
類似したパターンを検出し，検出したパターン位置より
各ｙ座標毎の対応点１２０４，１２０５を決定する。決
定した対応点１２０４，１２０５に基づいて，カメラ１
００１，１００２のそれぞれのカメラレンズ中心から対
象物までの距離ｌを求める。カメラ１００１にて撮像し
得た対応点１２０４の座標値を（ｘ１，ｙｅ），カメラ
１００２にて撮像し得た対応点１２０５の座標値を（ｘ
２，ｙｅ）とすると，対象物までの距離ｌは式１によっ
て求められる。また，ここで，（ｘ２−ｘ１）が視差に
相当する。

【０００６】 ｌ：（ｌ＋ｆ） ＝ ｄ：（ｄ＋ｋ（ｘ２−ｘ１）） ｌ＝ｄ・ｆ／（ｋ（ｘ２−ｘ１）） ‥‥‥‥（１） ここで， ｆ：カメラレンズの焦点距離 ｄ：カメラ１００１とカメラ１００２のレンズの中心距
離 ｋ：カメラの撮像面の一素子の大きさ（ただし，一素子
は画像の一画素に対応）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来の測距装置によれば，２つのカメラを用いて対象物を
撮像し，撮像した２枚の画像上の同一ｙ座標上で対応点
を探索して，対象物までの距離を算出しているものの，
２つのカメラの視差が大きいため，対応点探索に時間が
かかり，全体の処理時間の高速化が困難であるという問
題点や，対応点探索の結果が必ずしも正しいとは限らな
いため，必ずしも対象物までの距離を正確に求められ
ず，精度が悪いという問題点があった。

【０００８】この発明は，このような従来の問題点に着
目してなされたもので，対応点検索を行わないことで，
測距装置から対象物までの距離の測定の高速化および高
精度化を図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，請求項１に係る測距装置は，図１のクレーム対応
図に示すように，複数のカメラ（カメラ１〜Ｎ）を用い
て，かつ，前記隣り合うカメラの水平方向または垂直方
向の視差が数画素になるように対象物を撮像する撮像手
段１０１と，前記撮像手段１０１の複数のカメラで撮像
した複数の映像信号を同時に取り込み，前記複数の映像
信号の水平方向または垂直方向の同一座標ラインの映像
信号を合成して視差検出用画像を作成する視差検出用画
像作成手段１０２と，前記視差検出用画像作成手段１０
２で作成した視差検出用画像を用いて，前記対象物のエ
ッジ部分に対応する点で形成された直線の傾きから視差
を求める視差算出手段１０３と，前記視差算出手段１０
３で求めた視差に基づいて，対象物までの距離を算出す
る距離算出手段１０４とを備えたものである。

【００１０】また，請求項２に係る測距装置は，前記視
差算出手段１０３が，前記直線の傾きとして前記視差検
出用画像上における勾配ベクトルの向きを求めるもので
ある。

【００１１】また，請求項３に係る測距装置は，前記視
差算出手段１０３が，あらかじめ記憶されている勾配ベ
クトルのテーブルを参照することにより，前記勾配ベク
トルを求めるものである。

【００１２】また，請求項４に係る測距装置は，前記視
差算出手段１０３が，前記対象物のエッジ部分に対応す
る点で形成された直線の水平微分成分および垂直微分成
分と所定のしきい値を比較して，所定のしきい値以下の
部分をノイズ部分として前記視差検出用画像から除去し
た後，前記対象物のエッジ部分に対応する点で形成され
た直線の傾きを求めるものである。

【００１３】

【作用】この発明の測距装置（請求項１）は，複数のカ
メラ（カメラ１〜Ｎ）を用いて，かつ，前記隣り合うカ
メラの水平方向または垂直方向の視差が数画素になるよ
うに対象物を撮像する撮像手段１０１と，前記撮像手段
１０１の複数のカメラで撮像した複数の映像信号を同時
に取り込み，前記複数の映像信号の水平方向または垂直
方向の同一座標ラインの映像信号を合成して視差検出用
画像を作成する視差検出用画像作成手段１０２と，前記
視差検出用画像作成手段１０２で作成した視差検出用画
像を用いて，前記対象物のエッジ部分に対応する点で形
成された直線の傾きから視差を求める視差算出手段１０
３と，前記視差算出手段１０３で求めた視差に基づい
て，対象物までの距離を算出する距離算出手段１０４と
を備えたことにより，対応点検索を行わないことで，測
距装置から対象物までの距離の測定を高速かつ正確に求
められる。

【００１４】また，この発明の測距装置（請求項２）
は，前記視差算出手段１０３が，前記直線の傾きとして
前記視差検出用画像上における勾配ベクトルの向きを求
めることにより，求めた前記直線の傾きを距離に換算で
きる。

【００１５】また，この発明の測距装置（請求項３）
は，前記視差算出手段１０３が，あらかじめ記憶されて
いる勾配ベクトルのテーブルを参照することにより，前
記勾配ベクトルを求められ，対応点でできる直線の勾配
ｔａｎθを高速かつ正確に求められる。

【００１６】また，この発明の測距装置（請求項４）
は，前記視差算出手段１０３が，前記対象物のエッジ部
分に対応する点で形成された直線の水平微分成分および
垂直微分成分と所定のしきい値を比較して，所定のしき
い値以下の部分をノイズ部分として前記視差検出用画像
から除去した後，前記対象物のエッジ部分に対応する点
で形成された直線の傾きを求めることにより，カメラＮ
台のうち数台にノイズがのっている場合も正確に直線の
傾きを求められる。

【００１７】

【実施例】以下，この発明の測距装置について，〔実施
例１〕，〔実施例２〕，〔実施例３〕の順で図面を参照
して詳細に説明する。

【００１８】〔実施例１〕図２（ａ）は，実施例１の測
距装置の概略構成を示し，対象物２０１を撮像するカメ
ラ２０２〜２０４と，カメラ２０２の光軸を変更するハ
ーフミラー２０５と，カメラ２０３の光軸を変更するハ
ーフミラー２０６と，カメラ２０２〜２０４から画像
（映像信号）を同時に入力し，複数の映像信号の水平方
向（または垂直方向）の同一座標ラインの映像信号を合
成して視差検出用画像を作成し，作成した視差検出用画
像を用いて，対象物２０１のエッジ部分に対応する点で
形成された直線の傾きから視差を求め，求めた視差に基
づいて，対象物２０１までの距離を算出する画像処理装
置２０７とから構成される。

【００１９】なお，上記カメラ２０２〜２０４は，同機
種で同じ焦点距離を有するものであり，かつ，対象物２
０１に対してエピポーラ条件下で視差が撮像する画像の
数画素分に相当し，さらに，カメラ２０２〜２０４の光
軸は，それぞれ隣り合う光軸の間隔が等距離になるよう
に設定されている。

【００２０】また，上記の構成において，カメラ２０２
〜２０４，ハーフミラー２０５，２０６が，この発明の
撮像手段に相当し，画像処理装置２０７が，この発明の
視差検出用画像作成手段，視差算出手段および距離算出
手段に相当する。

【００２１】また，カメラ２０２〜２０４は，図２
（ｂ）に示すように，視差を数画素にするためにレンズ
間の中心距離を至極近づける必要があるが，実際には，
各々のカメラ２０２〜２０４を至極近づけることはカメ
ラの物理的な大きさの問題から不可能であることが予想
される。したがって，実施例１では，図２（ａ）に示す
ように，ハーフミラー２０５，２０６を配置してカメラ
２０２，２０４の光軸を曲げ，各々のカメラ２０２〜２
０４を至極近づけることなく設置し，視差が数画素の範
囲で対象物の画像を得ることが出来るようにしている。
なお，このとき，カメラ２０２〜２０４は，対象物２０
１の同じ方向の画像が得られるように位置および姿勢を
調整して設置する。

【００２２】以上の構成において，図３のフローチャー
トを参照して，その動作を説明する。先ず，３台のカメ
ラ２０２〜２０４を用いて，対象物２０１を撮像する
（Ｓ３０１）。前述したように実施例１では，水平方向
の視差が数画素になるように各カメラ２０２〜２０４が
配置されているので，カメラ２０２〜２０４で撮像され
た画像は，水平方向をｘ軸，垂直方向をｙ軸とした座標
系において，ｘ軸方向に視差分（数画素分）ずれた画像
となる。

【００２３】図４（ａ）〜（ｃ）は，カメラ２０２〜２
０４で撮像された３枚の画像を示す。ここで，同図
（ａ）が，カメラ２０２で撮像した画像であり，対象物
のエッジ部分に対応する１つの点４０１の座標を（ｘ
１，ｙｅ）とする。また，同図（ｂ）が，カメラ２０３
で撮像した画像であり，対象物のエッジ部分に対応する
１つの点４０２の座標を（ｘ２，ｙｅ）とする。さら
に，同図（ｃ）が，カメラ２０４で撮像した画像であ
り，対象物のエッジ部分に対応する１つの点４０３の座
標を（ｘ３，ｙｅ）とする。

【００２４】次に，画像処理装置２０７が，カメラ２０
２〜２０４で撮像した３枚の画像を同時に取り込み，３
枚の画像の垂直方向（ｙ軸方向）の同一座標ラインの映
像信号を合成して視差検出用画像を作成する（Ｓ３０
２）。具体的には，図４（ａ）〜（ｃ）に示すように，
ｙ座標がｙｅの座標ラインの３つの映像信号を，図４
（ｄ）に示すように，３ライン分並べて配置することに
より，視差検出用画像を作成する。なお，隣り合うカメ
ラで撮像した画像はその視差が数画素になるように設定
したので，図４（ｄ）を微分したときにｙ軸方向に３画
素連なるようにできるエッジ（直線）はそれぞれの画像
の対応点で構成されていることになる。

【００２５】続いて，図４（ｄ）に示す視差検出用画像
を用いて，対象物のエッジ部分に対応する点で形成され
た直線４０４の傾きから視差を求める（Ｓ３０３）。具
体的には，直線４０４の傾きをＡとすると，Ａ＝２／
（ｘ３−ｘ１），ここで，カメラ２０２とカメラ２０４
の画素の視差が（ｘ３−ｘ１）であるので，２／Ａから
視差（ｘ３−ｘ１）を求めることができる。

【００２６】最後に，求めた視差に基づいて，対象物ま
での距離を算出する（Ｓ３０４）。具体的には，対象物
までの距離ｌは次式（２）によって求められる。 ｌ＝２・ｄ・ｆ／（ｋ（ｘ３−ｘ１）） ‥‥‥‥（２） ここで， ｆ：カメラレンズの焦点距離 ２・ｄ：カメラ２０２とカメラ２０４のレンズの中心距
離 ｋ：カメラの撮像面の一素子の大きさ（ただし，一素子
は画像の一画素に対応）

【００２７】ここで，視差（ｘ３−ｘ１）＝２／Ａであ
るので，式（２）は，式（３）のように書き換えること
ができる。 ｌ＝Ａ・ｆ・ｄ／ｋ ‥‥‥‥（３）

【００２８】前述したように，エピポーラ条件で撮像し
た画像の対応点によりできる直線の傾きがわかれば視差
が求められるので，式（３）より対象物までの距離ｌを
求めることができる。

【００２９】前述したように実施例１では，３台のカメ
ラを用いて対象物を撮像する例を示したが，カメラの台
数が異なる場合でも同様である。例えば，カメラ１〜カ
メラＮのＮ台のカメラを用いた場合の算出方法を数式で
説明すると，カメラ１の対応点の座標を（ｘ１’，ｙ
ｅ），カメラＮの対応点の座標を（ｘｎ，ｙｅ）とする
と，対象物までの距離ｌは，式（４）に示すようにな
る。 ｌ＝（Ｎ−１）・ｄ・ｆ／（ｋ（ｘｎ−ｘ１’）） ‥‥‥‥（４）

【００３０】一方，Ｎ台のカメラで撮像した画像から作
成した視差検出用画像は，Ｎ本のラインよりできる。こ
の視差検出用画像上の直線の傾きＡは，Ａ＝（Ｎ−１）
／（ｘｎ−ｘ１’）であり，視差は（ｘｎ−ｘ１’）＝
（Ｎ−１）／Ａとなるので，式（４）は，式（５）のよ
うに書き換えることができる。 ｌ＝Ａ・ｆ・ｄ／ｋ ‥‥‥‥（５）

【００３１】換言すれば，カメラの台数が異なる場合で
も実施例１と同様に距離ｌを求めることができる。

【００３２】次に，図５を参照して，図３のステップＳ
３０４において，画像処理装置２０７が直線４０４の傾
きから視差を求める方法を具体的に説明する。視差を表
す直線４０４の傾きは，濃度勾配ベクトルの向きと考え
ることができる。ここで，図示の如く，図５（ａ）は濃
度を表す原画像であり，濃度が変化する境界に直線４０
４がある。直線４０４の勾配ｔａｎθは次式で求められ
る。輝度Ｉとし，輝度Ｉの変化量ｄＩとすると， ｔａｎθ＝（ｄＩ／ｄｘ）／（ｄＩ／ｄｙ） ＝水平微分成分／垂直微分成分 ‥‥‥‥（６） ここで，ｄｘは水平方向の変化量，ｄｙは垂直方向の変
化量

【００３３】式（６）でｔａｎθは，直線の傾きＡ＝ｙ
の増加量／ｘの増加量である。式（６）の水平微分は，
図５（ｂ）に示す水平微分用ソーベルオペレータをかけ
ることで求める。また，式（６）の垂直微分は，図５
（ｃ）に示す垂直微分用ソーベルオペレータをかけるこ
とで求める。

【００３４】このように視差検出用画像の勾配ベクトル
（傾き）から視差を求め，前記視差を距離に換算するこ
とで，高速に対象物までの距離を求めることができる。

【００３５】前述したように実施例１によれば，３台の
カメラを対象物２０１に対してエピポーラ条件下で，視
差が数画素分で，かつ，各カメラはそれぞれ隣り合う光
軸の間隔が等距離になるように設定し，また，各カメラ
で撮像した画像の同一ｙ座標の１ライン分の画像を順番
に写し連続したｙ座標３ライン分の画像を形成する合成
画像を作成し，合成画像を微分したときにｙ軸方向に３
画素連なるように各カメラで撮像した画像の対応点で構
成されているエッジ（直線）の傾きを求めれば対象物ま
での距離ｌを求められるため，従来における対応点検索
が不必要となり，視差を高速かつ単純なアルゴリズムで
求めることで処理全体の高速化を図ることができる。ま
た，ハード化も容易におこなえる。さらに，対応点探索
の結果に影響されることなく，傾きから視差を求めるた
め，対象物までの距離を正確に求めることができる。

【００３６】〔実施例２〕実施例２では，勾配ベクトル
を算出して直線の傾きを求める方法に代えて，あらかじ
め記憶した勾配ベクトルのテーブル（以下，勾配テーブ
ルと記載する）を参照することにより，直線の傾きを得
るようにしたものである。

【００３７】図６は，実施例２の測距装置の概略構成を
示し，複数のカメラ１〜Ｎを用いて，かつ，隣り合うカ
メラの水平方向または垂直方向の視差が数画素になるよ
うに対象物（図示せず）を撮像する撮像部６００と，撮
像部６００の複数のカメラ１〜Ｎで撮像した複数の映像
信号を同時に取り込み，複数の映像信号の水平方向また
は垂直方向の同一座標ラインの映像信号を合成して視差
検出用画像を作成する視差検出用画像作成部６０１と，
視差検出用画像作成部６０１で作成した視差検出用画像
を用いて，対象物のエッジ部分に対応する点で形成され
た直線の傾きによって作りだされる垂直微分成分ｄＩ／
ｄｙを求める垂直微分部６０２と，視差検出用画像作成
部６０１で作成した視差検出用画像を用いて，対象物の
エッジ部分に対応する点で形成された直線の傾きによっ
て作りだされる水平微分成分ｄＩ／ｄｘを求める水平微
分部６０３と，あらかじめ垂直微分成分ｄＩ／ｄｙおよ
び水平微分成分ｄＩ／ｄｘに対応させて，直線の傾き
（勾配ベクトルの向き）ｔａｎθを記憶した勾配テーブ
ル６０４と，直線の傾きｔａｎθの値を用いて視差を算
出し，求めた視差に基づいて，対象物までの距離を算出
する距離算出部６０５とで構成される。

【００３８】なお，上記の構成において，垂直微分部６
０２，水平微分部６０３，勾配テーブル６０４および距
離算出部６０５の一部によって，この発明の視差算出手
段が形成されている。また，距離算出部６０５が距離算
出手段に相当する。

【００３９】図７は，勾配テーブル６０４の作成方法を
示す説明図である。あらかじめ直線の傾き（勾配ベクト
ルの向き）ｔａｎθの値は，勾配テーブル６０４の座標
上にはめておき，座標の表引きによりｔａｎθの値が求
められるようにする。具体的には，水平微分成分ｄＩ／
ｄｘ＝ａ，垂直微分成分ｄＩ／ｄｙ＝ｂの時のｔａｎθ
の値を勾配テーブル６０４の座標（ａ，ｂ）の位置に記
憶させる。これによって，水平微分成分ｄＩ／ｄｘ＝
ａ，垂直微分成分ｄＩ／ｄｙ＝ｂの座標（ａ，ｂ）の内
容を参照することにより，ｔａｎθ＝（ｄＩ／ｄｘ）／
（ｄＩ／ｄｙ）の値が導き出せる。

【００４０】以上の構成において，その動作を説明す
る。先ず，視差検出用画像作成部６０１が，Ｎ台のカメ
ラ１〜Ｎからの映像信号を１ラインずつ合成しながら入
力し，視差検出用画像を作成する。それと同時に，垂直
微分部６０２および水平微分部６０３で，水平微分成分
ｄＩ／ｄｘ＝ａおよび垂直微分成分ｄＩ／ｄｙ＝ｂを求
める。次に，求めたａ，ｂの値を用いて，勾配テーブル
６０４から直線の傾きｔａｎθを求め，距離算出部６０
５で，直線の傾きｔａｎθの値を用いて視差を算出し，
さらに求めた視差に基づいて，対象物までの距離を算出
する。

【００４１】前述したように実施例２によれば，勾配テ
ーブルを利用することで，水平微分成分であるｄＩ／ｄ
ｘと垂直微分成分であるｄＩ／ｄｙを求めるだけで計算
なしに直線の傾きｔａｎθを求めることができ，また，
求めたｔａｎθから対象物までの距離を容易に求めるこ
とが可能となる。

【００４２】〔実施例３〕実施例３は，対象物を撮像す
るカメラをＮ台使用したとき距離の算出方法の他の例を
示し，対象物のエッジ部分に対応する点で形成された直
線の水平微分成分および垂直微分成分と所定のしきい値
を比較して，所定のしきい値以下の部分をノイズ部分と
して視差検出用画像から除去した後，対象物のエッジ部
分に対応する点で形成された直線の傾きを求めるもので
ある。基本的な構成および動作は実施例２と共通につ
き，ここでは異なる部分のみを説明する。

【００４３】図８は，実施例３の勾配テーブル８０１を
示す。ここでは，勾配テーブル８０１の大きさを２５６
×２５６とする。実施例２では，水平微分成分ｄＩ／ｄ
ｘ＝ａ，垂直微分成分ｄＩ／ｄｙ＝ｂの時のｔａｎθの
値を勾配テーブル６０４（図７参照）の座標（ａ，ｂ）
の位置に記憶させたが，実施例３では，勾配テーブル８
０１にｔａｎθの値を記憶させる代わりに，所定のしき
い値を用いて，勾配テーブル８０１上の座標値がｄＩ／
ｄｘ＜しきい値およびｄＩ／ｄｙ＜しきい値の部分（以
下，フラグ部分８０２と記載する）にエッジが存在しな
いことを示すフラグを記憶させておく。

【００４４】ここで，図９は，勾配テーブル８０１のテ
ーブルを利用して作成する勾配画像９０１と，カメラＮ
台で撮像した画像の同一ｙ座標の各１ライン分の画像を
順番に写しＮラインで構成する視差検出用画像９０２を
示す。

【００４５】先ず，Ｎ台のカメラからの映像信号を１ラ
インずつ合成しながら入力し，Ｎラインの視差検出用画
像９０２を作成する。それと同時に，水平微分成分ｄＩ
／ｄｘ＝ａおよび垂直微分成分ｄＩ／ｄｙ＝ｂを求め
る。次に，求めたａ，ｂの値を用いて，勾配テーブル８
０１からｄＩ／ｄｘ，ｄＩ／ｄｙがフラグ部分８０２に
該当するか否かを参照し，フラグ部分８０２に該当する
場合には，その部分の画素（映像信号）を削除し，フラ
グ部分８０２に該当しない場合には，その部分の画素を
記憶した勾配画像９０１を作成する。

【００４６】次に，この勾配画像９０１に対して，Ｈｏ
ｕｇｈ変換を施すことにより，直線の傾きを求め，ま
た，直線の傾きの値を用いて視差を算出し，さらに求め
た視差に基づいて，対象物までの距離を算出する。

【００４７】このようにして直線の傾きを求めることに
より，例えば，カメラＮ台のうち数台にノイズがのって
いた場合も，精度良く直線の傾きを求めることができ
る。また，Ｎ台のカメラを用いることにより，精度良く
直線の傾きを求めることができるため，対象物までの距
離の測定精度を向上させることができる。なお，Ｎ台の
カメラを用いる場合に，Ｎの値が大きくなるほど，傾き
の検出精度が向上するのは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように，この発明の測距装
置（請求項１）は，複数のカメラ（カメラ１〜Ｎ）を用
いて，かつ，前記隣り合うカメラの水平方向または垂直
方向の視差が数画素になるように対象物を撮像する撮像
手段と，前記撮像手段の複数のカメラで撮像した複数の
映像信号を同時に取り込み，前記複数の映像信号の水平
方向または垂直方向の同一座標ラインの映像信号を合成
して視差検出用画像を作成する視差検出用画像作成手段
と，前記視差検出用画像作成手段で作成した視差検出用
画像を用いて，前記対象物のエッジ部分に対応する点で
形成された直線の傾きから視差を求める視差算出手段
と，前記視差算出手段で求めた視差に基づいて，対象物
までの距離を算出する距離算出手段とを備えたため，従
来における対応点検索が不必要となり，視差を高速かつ
単純なアルゴリズムで求めることで処理全体の高速化を
図ることができ，また，ハード化も容易におこなえる。
さらに，対応点探索の結果に影響されることなく，傾き
から視差を求めるため，測距装置から対象物までの距離
の測定を高速かつ正確に求めることができる。

【００４９】また，この発明の測距装置（請求項２）
は，前記視差算出手段が，前記直線の傾きとして前記視
差検出用画像上における勾配ベクトルの向きを求めたた
め，求めた勾配ベクトルの向きを距離に換算すること
で，高速に対象物までの距離を求めることができる。

【００５０】また，この発明の測距装置（請求項３）
は，前記視差算出手段が，あらかじめ記憶されている勾
配ベクトルのテーブルを参照する構成としたため，前記
勾配ベクトルを求め，計算なしに直線の傾きを高速かつ
正確に求めることができ，求めた直線の傾きから対象物
までの距離を容易に求めることができる。

【００５１】また，この発明の測距装置（請求項４）
は，前記視差算出手段が，前記対象物のエッジ部分に対
応する点で形成された直線の水平微分成分および垂直微
分成分と所定のしきい値を比較して，所定のしきい値以
下の部分をノイズ部分として前記視差検出用画像から除
去した後，前記対象物のエッジ部分に対応する点で形成
された直線の傾きを求める構成としたため，複数台のカ
メラのうち，例えば，数台にノイズがのっている場合も
正確に直線の傾きを求めることができ，また，例えば，
Ｎ台のカメラを用いる場合に，Ｎの値が大きくなるほ
ど，傾きの検出精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のクレーム対応図である。

【図２】実施例１の測距装置の概略構成を示す説明図で
ある。

【図３】実施例１の概略フローチャートである。

【図４】実施例１の動作を示す説明図である。

【図５】実施例１の画像処理装置が直線の傾きから視差
を求める方法を示す説明図である。

【図６】実施例２の測距装置の概略構成を示す説明図で
ある。

【図７】実施例２の勾配テーブルを示す説明図である。

【図８】実施例３の勾配テーブルを示す説明図である。

【図９】実施例３の勾配画像および視差検出用画像を示
す説明図である。

【図１０】従来の測距装置を示す構成図である。

【図１１】従来の測距装置のカメラで撮像した画像を示
す説明図である。

【図１２】従来の測距装置のカメラで撮像した撮像面と
対応点の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１０１ 撮像手段 １０２ 視差検
出用画像作成手段 １０３ 視差算出手段 １０４ 距離算
出手段 ２０１ 対象物 ２０２〜２０４
カメラ ２０５，２０６ ハーフミラー ２０７ 画像処
理装置 ４０１〜４０３ 対象物のエッジ部分に対応する１つの
点 ４０４ 直線 ６００ 撮像部 ６０１ 視差検出用画像作成部 ６０２ 垂直微
分部 ６０３ 水平微分部 ６０４ 勾配テ
ーブル ６０５ 距離算出部 ８０１ 勾配テ
ーブル ８０２ フラグ部分 ９０１ 勾配画
像 ９０２ 視差検出用画像 １００１，１０
０２ カメラ １１０１，１１０２ 画像 １１０３，１２０４，１２０５ 対応点 １２０１，１２０２ 撮像面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のカメラを用いて，かつ，前記隣り
   合うカメラの水平方向または垂直方向の視差が数画素に
   なるように対象物を撮像する撮像手段と，前記撮像手段
   の複数のカメラで撮像した複数の映像信号を同時に取り
   込み，前記複数の映像信号の水平方向または垂直方向の
   同一座標ラインの映像信号を合成して視差検出用画像を
   作成する視差検出用画像作成手段と，前記視差検出用画
   像作成手段で作成した視差検出用画像を用いて，前記対
   象物のエッジ部分に対応する点で形成された直線の傾き
   から視差を求める視差算出手段と，前記視差算出手段で
   求めた視差に基づいて，対象物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。
2. 【請求項２】 前記視差算出手段は，前記直線の傾きと
   して前記視差検出用画像上における勾配ベクトルの向き
   を求めることを特徴とする請求項１記載の測距装置。
3. 【請求項３】 前記視差算出手段は，あらかじめ記憶さ
   れている勾配ベクトルのテーブルを参照することによ
   り，前記勾配ベクトルを求めることを特徴とする請求項
   ２記載の測距装置。
4. 【請求項４】 前記視差算出手段は，前記対象物のエッ
   ジ部分に対応する点で形成された直線の水平微分成分お
   よび垂直微分成分と所定のしきい値を比較して，所定の
   しきい値以下の部分をノイズ部分として前記視差検出用
   画像から除去した後，前記対象物のエッジ部分に対応す
   る点で形成された直線の傾きを求めることを特徴とする
   請求項１記載の測距装置。