[发明专利]距离测量装置和距离测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种向对象物照射强度调制后的照射光来测量到对象物的距离的距离测量装置和距离测量方法。

背景技术

已知有如下一种光学式的距离测量装置：朝向对象物照射照射光，使由对象物反射的反射光在CCD等摄像元件中成像，根据获取到的摄像数据来测量到对象物的距离或对象物的形状。在这样的距离测量装置中，存在如下情况：当照射光被对象物反射的反射光比背景光弱时，导致反射光被埋没于背景光(噪声)中，从而无法正确地识别对象物。

因此，以往提出了如下一种距离测量装置(例如，参照专利文献1)：通过反射光变弱的远距离用的光发送和接收部以及反射光非常强的近距离用的光发送和接收部利用波长、闪烁周期不同的照射光，由此能够独立地对远距离和近距离进行测量。

专利文献1：日本特开2010-107448号公报

发明内容

考虑为了提高针对噪声的稳健性而利用以正弦波等进行强度调制后的发送信号来测量距离的情况。在背景光的光量位于摄像元件的亮度灵敏度特性中的线性观测区域的上端部或下端部附近的情况下，当相对于背景光来观测叠加有发送信号的反射光时，有时该反射光进入到了摄像元件的非线性区域。

在这种情况下，导致从摄像部所拍摄到的图像中获取的强度调制后的信号的上端部(正弦波的上部峰区域)或下端部(正弦波的下部峰区域)饱和，从而针对发送信号执行同步检波处理时的同步检波判断产生错误。因此，存在如下问题：尽管有足够的反射信息，也会导致检测不出强度调制信号，从而到对象物的距离测量、形状测量的精度下降。

本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种即使在摄像部的亮度灵敏度特性中的非线性区域检测出从所拍摄到的图像获取的强度调制信号的情况下也能够高精度地测量到对象物的距离或形状的距离测量装置和距离测量方法。

为了达到上述目的，本发明的第一方式所涉及的距离测量装置具有：光投射部，其搭载于移动体，在水平方向上具有照射区域，照射出进行强度调制后的照射光；摄像部，其搭载于移动体，对照射光所照射的对象物进行拍摄；光投射控制部，其与摄像部的摄像定时相应地对照射光的强度进行控制；同步检波部，其从摄像部所拍摄到的图像中提取亮度与照射光的强度调制同步地变动的区域来作为同步检波区域；边缘检测部，其检测同步检波区域的边缘；以及距离计算部，其根据由边缘检测部检测出的同步检波区域的边缘，计算到对象物的距离。同步检波部在由摄像部拍摄到的图像的亮度变动为摄像部的非线性区域的亮度输出值的情况下，计算使图像的亮度变动移动到摄像部的线性区域所需的照射光的振幅和直流成分。光投射控制部根据由照射强度校正运算部计算出的照射光的振幅和直流成分来控制照射光的强度。

本发明的第二方式所涉及的距离测量装置具有：光投射部，其搭载于移动体，在水平方向上具有照射区域，照射出进行强度调制后的照射光；摄像部，其搭载于移动体，对照射光所照射的对象物进行拍摄；光投射控制部，其与摄像部的摄像定时相应地对照射光的强度进行控制；同步检波部，其从摄像部所拍摄到的图像中提取亮度与照射光的强度调制同步地变动的区域来作为同步检波区域；以及距离计算部，其根据同步检波区域，计算到对象物的距离。光投射控制部在入射到摄像部的光的强度变化超过规定范围的情况下，使照射光的振幅减小。

本发明的第三方式所涉及的距离测量方法利用搭载于移动体的光投射部向对象物照射进行强度调制后的照射光，利用搭载于移动体的摄像部对照射光所照射的对象物进行拍摄，与摄像的定时相应地控制照射光的强度，从拍摄到的图像中提取亮度与照射光的强度调制同步地变动的区域来作为同步检波区域，检测同步检波区域的边缘，根据检测出的边缘计算到对象物的距离，在拍摄到的图像的亮度变动为摄像部的非线性区域的亮度输出值的情况下，计算使图像的亮度变动移动到摄像部的线性区域所需的照射光的振幅和直流成分，根据计算出的照射光的振幅和直流成分来控制照射光的强度。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的距离测量装置100的结构的框图。

图2是表示图1的同步检波处理部15的详细结构的框图。

图3是表示图1的同步检波处理部15的处理动作的过程的框图。

图4是表示图3中的各信号的变化的时序图，图4的(a)表示发送信号S(t)，图4的(b)表示BPSK发送信号，图4的(c)表示载波乘法后的信号，图4的(d)表示解码信号a_n。

图5是表示搭载于车辆Q的图1的距离测量装置对到观测对象物P的距离进行测量的情形的说明图。