[发明专利]距离测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种距离测量（计测）装置，具有红外图案光投影方式的距离测量功能和使用了多个摄像机影像的立体方式的距离测量功能。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，例如在专利文献1中，以“提供一种能够生成高精度的距离图像且不会导致装置体积增大、成本提高的距离图像生成装置”为技术问题，并且作为解决该问题的技术手段，公开了这样的技术，即，“在摄像机10中设置2个拍摄部PA、PB，从拍摄部PA和拍摄部PB获取以可见光波段的光成像的图像，使用立体匹配法生成距离图像A。另一方面，拍摄部PB能够获取以红外线成像的图像，从红外线照射部18对被摄体照射红外线，获取反射的红外线所生成的红外图像，使用TOF法生成距离图像B。然后，使用距离图像B的距离数据对距离图像A中距离数据不足的像素进行插补”。

专利文献1：日本专利第4452951号

发明内容

由于硬件性能的提高和各种需求的扩大，根据图像信息来测量距离被摄体间的三维距离和形状的各种技术正在被研究和实用化之中。这之中，主动型距离测量方法中最有代表性的是TOF（time offlight）方式和结构化光（图案光）投影方式，该TOF方式中对被摄体照射红外线，使用在被摄体上反射的光被传感器拍摄到之前所经过的时间和与照射光的相位差等信息，计算与被摄体间的距离；该结构化光（图案光）投影方式中，投影以特定图案构成的红外线并根据照射到被摄体时的图案光的表现（样子，视觉表现）来计算与被摄体的距离。这样的主动型距离测量方法能够对被摄体的形状和纹理进行鲁棒且高精度的距离测量，计算时间也比较短，但另一方面，存在对于红外光衰减严重的远处的被摄体或吸收红外光的黑色等颜色的被摄体不能得到正确的距离信息的问题。此外，用多个摄像机拍摄同一被摄体，根据两个摄像机影像中被摄体的表现（visual performance）的不同来测定与被摄体间的距离信息的立体方式的距离测量方法中，虽然不需要特殊的光源等，但对于没有纹理的被摄体等不能得到正确的距离，此外，存在图像处理的计算开销随距离精度而增大等问题。

专利文献1中提出了一种方法，使用多个摄像机和红外照射装置，同时使用TOF方式的距离测量和立体方式的距离测量，对于使用立体方式无法测量距离信息的被摄体，插补TOF方式测量的距离信息进行整合，由此防止距离信息的欠缺。但是，这样的结构中使用TOF方式中的可拍摄近红外波段的摄像机，和立体方式中仅可拍摄可见光波段的摄像机，需要准备3台以上的摄像机，或者在2台摄像机中至少1台具备能够装卸红外截止滤光器的光学系统，因此需要相应的部件成本。此外，因为使用TOF方式和立体方式分别计算距离信息，所以计算时间也变得庞大。

本发明为了解决上述技术问题，提供一种能够以低部件成本、低运算开销获得高性能距离信息的距离测量装置。

以下对本申请中公开的有代表性的技术方案的概要进行简单说明。

（1）一种距离测量装置，其特征在于，包括：第一拍摄单元，在可见光波段和不可见光的规定波段具有光谱灵敏度特性；第二拍摄单元，在可见光波段具有光谱灵敏度特性，但在不可见光的规定波段不具有光谱灵敏度特性；不可见光投影单元，将上述规定波段的不可见光投影到上述第一拍摄单元的视角内；利用不可见光的距离运算单元，对上述第一拍摄单元所输出的拍摄图像进行图像处理，基于从拍摄图像中检测出的投影到被摄体上的上述规定波段的不可见光的信息，运算并输出与上述被摄体间的距离的距离信息；立体距离运算单元，对上述第一拍摄单元所输出的拍摄图像和上述第二拍摄单元所输出的拍摄图像进行立体图像处理，运算并输出与上述被摄体间的距离的距离信息；和距离运算控制单元，对上述利用不可见光的距离运算单元和上述立体距离运算单元的距离运算的运算条件进行控制。

（2）一种距离测量装置，其特征在于，包括：第一拍摄单元，在可见光波段和不可见光的规定波段具有光谱灵敏度特性；第二拍摄单元，在可见光波段具有光谱灵敏度特性，但在不可见光的规定波段不具有光谱灵敏度特性；和立体距离运算单元，对上述第一拍摄单元所输出的包括不可见光的规定波段的拍摄图像和上述第二拍摄单元所输出的不包括不可见光的规定波段的拍摄图像进行立体图像处理，运算并输出与上述被摄体间的距离的距离信息。