特許 6119232 距離測定装置、距離測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6119232

(24)【登録日】2017年4月7日

(45)【発行日】2017年4月26日

(54)【発明の名称】距離測定装置、距離測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 3/06 20060101AFI20170417BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20170417BHJP

   G01S 17/48 20060101ALI20170417BHJP

【ＦＩ】

   G01C3/06 110A

   G01B11/00 H

   G01S17/48

【請求項の数】8

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2012-277015(P2012-277015)

(22)【出願日】2012年12月19日

(65)【公開番号】特開2014-119428(P2014-119428A)

(43)【公開日】2014年6月30日

【審査請求日】2015年8月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】514315159

【氏名又は名称】株式会社ソシオネクスト

(74)【代理人】

【識別番号】100094525

【弁理士】

【氏名又は名称】土井 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100094514

【弁理士】

【氏名又は名称】林 恒徳

(72)【発明者】

【氏名】西村 聡

【審査官】 八木 智規

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２０４４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１２２４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４１１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ０１Ｃ ３／００− ３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザー装置から格子状の複数のスポット光を対象物に出力し前記複数のスポット光の画像データに基づいて前記対象物との距離を測定する距離測定装置であって、
前記画像データにおける前記複数のスポット光の位置に基づいて前記対象物との距離を取得する距離測定手段と、
前記画像データの前記スポット光のサイズが基準サイズより大きいか否か判定する判定手段と、
前記スポット光のサイズが基準サイズより大きいと判定された場合に、前記レーザー装置のレーザー光の出力径を小さくする第１の制御と、前記画像データを生成する撮像装置のシャッター速度を速くする第２の制御のいずれか一方または両方を行い、前記画像データを再生成する制御手段と、を有する距離測定装置。

【請求項2】

レーザー装置から格子状の複数のスポット光を対象物に出力し前記複数のスポット光の画像データに基づいて前記対象物との距離を測定する距離測定装置であって、
前記画像データにおける前記複数のスポット光の位置に基づいて前記対象物との距離を取得する距離測定手段と、
前記画像データに基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズより大きい場合に、前記レーザー装置のレーザー光の出力径を小さくする第１の制御と、前記画像データを生成する撮像装置のシャッター速度を速くする第２の制御のいずれか一方または両方を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記画像データを二値化して二値化データを生成し、前記対象物との距離の変動によって前記スポット光の位置が移動する第１の方向について前記二値化データの各画素の値を総計した第１方向データを生成し、
前記第１方向データに基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否か判定する距離測定装置。

【請求項3】

請求項２において、
前記制御手段は、さらに、前記第１の方向と直行する第２の方向について前記二値化データの各画素の値を総計した第２方向データを生成し、
前記第２方向データに基づいて想定される前記スポット光の位置に基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否か判定する距離測定装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記基準サイズは、前回距離を取得した前記画像データの前記スポット光のサイズを基準度合い大きくしたサイズである距離測定装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記制御手段は、前記画像データに基づいて、前記スポット光が、前記対象物との距離の変動によって位置が移動する第１の方向における基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にある場合に、前記第１、２の制御のいずれか一方または両方を行う距離測定装置。

【請求項6】

請求項５において、
前記制御手段は、さらに、前記第１の方向と直行する第２の方向について前記二値化データの各画素の値を総計した第２方向データを生成し、
前記第２方向データに基づいて、前記スポット光の前記第１の方向における位置が、前記基準距離測定処理範囲を超えた近距離を示す位置にあるか否か判定する距離測定装置。

【請求項7】

請求項５または６において、
前記基準距離測定処理範囲は、隣接する前記スポット光の基準距離測定処理範囲と重複しない範囲である距離測定装置。

【請求項8】

レーザー装置から格子状の複数のスポット光を対象物に出力し前記複数のスポット光の画像データに基づいて前記対象物との距離を測定する距離測定方法であって、
前記画像データにおける前記複数のスポット光の位置に基づいて前記対象物との距離を取得する距離測定工程と、
前記画像データに基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズより大きい場合に、前記レーザー装置のレーザー光の出力径を小さくする第１の制御と、前記画像データを生
成する撮像装置のシャッター速度を速くする第２の制御のいずれか一方または両方を行う制御工程と、を有し、
前記制御工程では、前記画像データを二値化して二値化データを生成し、前記対象物との距離の変動によって前記スポット光の位置が移動する第１の方向について前記二値化データの各画素の値を総計した第１方向データを生成し、前記第１方向データに基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否か判定する距離測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、距離測定装置、距離測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、画像認識分野において、３次元空間における対象物とカメラとの距離を測定し、その距離情報を画像認識処理に使用する処理が行われる。そのために、例えば、ステレオカメラ構成による手法、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ(TOF)による手法等がとられる。

【0003】

ステレオカメラ構成による手法では、例えば、２つのカメラによる画像データに基づいて、三角測量法等を用いて対象物の距離が測定される。この手法によると、毎回、２つのカメラによる画像データを処理する必要があるため、処理速度が遅くなることがある。また、ＴＯＦの手法によると、光源から出力されたレーザー光が対象物で反射し、センサーに届くまでの光の飛行時間(遅れ時間)と光の速度に基づいて、対象物との距離が取得される。この手法によると、レーザー光が照射される点が１点であるため、対象物におけるある１点における距離しか測定できない。なお、レーザー光をスイングすることで対象物の面との距離を測定可能になるが、単一時間の観測ではないことにより、移動する対象物における距離の測定には適していない。

【0004】

そこで、例えば、レーザー光の先端に回折格子を備え、対象物に複数のスポット光を有するパターン光を投射し、各スポット光の基準の位置からの移動量に基づいて、対象物における面の距離の測定が行われる（例えば、特許文献１）。例えば、レーザー光出力部から所定の基準距離、離れた場合における画像データのスポット光の位置を基準位置とする。このとき、例えば、対象物が基準距離よりも遠くに位置する場合、画像データにおけるスポット光の位置は、基準位置より右方向に位置する。また、基準距離より近くに対象物が位置する場合、画像データにおけるスポット光の位置は、基準位置より左方向に位置する。このように、対象物との距離に応じて、画像データにおけるスポット光の位置が移動する。この移動量に基づいて、対象物との距離が算出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２−１７５５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、レーザー光出力部と対象物との距離が近い場合、画像データにおけるスポット光の光量は大きくなる。スポット光の光量が大きいことにより、画像データにおいて、例えば、スポット光の滲みが生じスポット光のサイズが拡大し、隣接するスポット光との距離が狭くなってしまう。これにより、測定可能なスポット光の基準位置からの移動量、即ち、距離測定範囲が狭くなってしまう。このように、レーザー出力部と対象物との距離が近い場合、距離測定範囲が狭く、対象物との距離を適切に測定できないことがある。

【0007】

本発明は、距離測定範囲を効率的に広くする距離測定装置、距離測定方法を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の側面は、レーザー装置から格子状の複数のスポット光を対象物に出力し前記複数のスポット光の画像データに基づいて前記対象物との距離を測定する距離測定装置であって、前記画像データにおける前記複数のスポット光の位置に基づいて前記対象物との距離を取得する距離測定手段と、前記画像データに基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズより大きい場合に、前記レーザー装置のレーザー光の出力径を小さくする第１の制御と、前記画像データを生成する撮像装置のシャッター速度を速くする第２の制御のいずれか一方または両方を行う制御手段と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

第１の側面によると、距離測定範囲が効率的に広くなる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施の形態例における距離測定装置の構成の一例を示す図である。

【図2】本実施の形態例における距離測定装置をレーザー光の投射方向から捉えた図を表す。

【図3】本実施の形態例における距離測定装置のブロック図を示す例図である。

【図4】レーザー部と対象物との距離が異なる３つの画像データにおけるスポット光の位置、及び、サイズの一例を表す図である。

【図5】距離測定装置の処理について説明するフローチャート図である。

【図6】図５のフローチャート図の距離測定処理部の処理を説明するフローチャート図である。

【図7】シャッター速度の制御データＳＤＡＴＡの一例を説明する図である。

【図8】図６のフローチャート図の画像処理の流れを説明するフローチャート図である。

【図9】行方向グラフ、列方向グラフの生成処理について説明する例図である。

【図10】第１の具体例における画像データ、行方向グラフ、列方向グラフを示す図である。

【図11】本実施の形態例における基準サイズについて説明する図である。

【図12】第２の具体例における画像データ、行方向グラフ、列方向グラフを示す図である。

【図13】第３の具体例における画像データ、行方向グラフ、列方向グラフを示す図である。

【図14】図１３の画像データに基づいて、シャッター速度の制御が行われた場合における画像データ、行方向グラフ及び列方向グラフを示す図である。

【図15】第４の具体例における画像データ、行方向グラフ、列方向グラフを示す図である。

【図16】図１５の画像データに基づいて、シャッター速度の制御が行われた場合における画像データ、行方向グラフ及び列方向グラフを示す図である。

【図17】第５の具体例における画像データ、行方向グラフ、列方向グラフを示す図である。

【図18】図１７の画像データに基づいて、シャッター速度の制御が行われた場合における画像データ、行方向グラフ及び列方向グラフを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。

【0012】

［距離測定装置の構成］
図１は、本実施の形態例における距離測定装置１００の構成の一例を示す図である。同図の距離測定装置１００は、例えば、レーザー１１、回折格子１２、撮像装置１４、制御装置１３を有する。レーザー１１の前部分には回折格子１２が実装され（以下、レーザー部１０と称する）、レーザー部１０から対象物２０にレーザー光が照射される。また、撮像装置１４の前部分には可視光カットフィルタが実装される。撮像装置１４は、レーザー光が照射された対象物２０の画像データ生成し、制御装置１３に送信する。撮像装置１４が生成する画像データは、可視光カットフィルタによって、レーザー光の照射によって投影されたスポット光のみの画像を有する。即ち、画像データは、輝度情報のみを有する。また、制御装置１３は、画像データに基づいて、対象物２０との距離を測定すると共に、必要に応じて、レーザー部１０へのレーザー光の出力径の制御指示や、撮像装置１４へのシャッター速度の制御指示を出力する。

【0013】

図２は、本実施の形態例における距離測定装置１００をレーザー光の投射方向から捉えた図を表す。同図のように、撮像装置１４は、レーザー部１０から距離ＤＴを置いて配置される。また、レーザー部１０は、対象物２０にレーザー光が向けられるように、対象物２０と直線上に配置される。このため、撮像装置１４は、対象物２０を斜め方向から撮像することになる。また、レーザー部１０と撮像装置１４との配置高さは同じである。これにより、本実施の形態例において、撮像装置１４によって生成される画像データにおけるスポット光の位置は、レーザー部１０と対象物２０との距離に応じて、画像データの左右方向に移動する。詳細については、別の図で後述する。

【0014】

［距離測定装置１００のブロック図］
図３は、本実施の形態例における距離測定装置１００のブロック図を示す例図である。同図において、距離測定装置１００は、例えば、レーザー駆動部１１、回折格子１２、撮像装置１４、制御装置１３を有する。レーザー駆動部１１は図１のレーザー１１、回折格子１２は、図１の回折格子１２に対応する。また、撮像装置１４は、図１における撮像装置１４及び可視光カットフィルタに対応する。

【0015】

また、図３の制御装置１３は、図１の制御装置１３に対応し、例えば、撮像装置入力処理部３３、距離測定処理部３１、制御処理部３２を有する。撮像装置入力処理部３３は、撮像装置１４からの画像データを記憶し、距離測定処理部３１は、画像データに基づいて対象物２０との距離を測定する。また、制御処理部３２は、画像データに基づいてレーザー光の出力径の制御、シャッター速度の制御の必要性の有無を判定する。制御が必要と判定された場合、制御処理部３２は、レーザー部１０へのレーザー光の出力径の制御指示、または、撮像装置１４へのシャッター速度の制御指示を行う。

【0016】

［スポット光の移動及びサイズ］
図４は、レーザー部１０と対象物２０との距離が異なる３つの画像データｇｇ１〜ｇｇ３におけるスポット光ｓｓのサイズ、及び、位置の一例を説明する図である。同図の例において、図１、図２で前述したように、撮像装置１４は、レーザー部１０の右側に平行に配置される。これにより、画像データｇｇ１〜ｇｇ３におけるスポット光ｓｓの位置は、レーザー部１０と対象物２０との距離に応じて画像データにおける左右方向に変動する。より具体的に、スポット光ｓｓの位置は、対象物２０がレーザー部１０に近づくに連れて左方向に、遠ざかるに連れて右方向に移動する。また、レーザー部１０と対象物２０との距離に応じて、画像データにおけるスポット光のサイズも変動する。画像データｇｇ１〜ｇｇ３に基づいて、具体的に説明する。

【0017】

図４の画像データｇｇ２は、レーザー部１０と対象物２０との距離が基準距離ｄ２である場合の画像データの一例を示す。基準距離とは、例えば、測定対象とする距離の中間程度の距離を示す。レーザー部１０と対象物２０との距離が基準距離ｄ２である場合、スポット光ｓｓは、例えば、画像データｇｇ２の中央部分に位置すると共に、隣接するスポット光と一定の間隔を有する。また、同図の矢印ｙ２は、スポット光の移動量を測定可能な範囲、即ち、距離測定範囲を示す。具体的に、矢印ｙ２は、隣接するスポット光との間隔における中間までの距離を示す。スポット光ｓｓの距離測定範囲が狭い場合、スポット光ｓｓが隣接するスポット光と融合し、移動量を測定できないことがある。ただし、画像データｇｇ２では、各スポット光は十分な間隔を有することから、隣接するスポット光との融合や重複は生じ難い。

【0018】

一方、図４の画像データｇｇ１は、レーザー部１０と対象物２０との距離が基準距離より近い距離ｄ１である場合における画像データの一例を示す。レーザー部１０と対象物２０との距離が基準距離より近い場合、スポット光ｓｓは、画像データｇｇ１の左部分に位置すると共に、画像データｇｇ１におけるスポット光同士の間隔が狭まる。また、このとき、スポット光ｓｓの光量が大きくなることにより、画像データｇｇ１におけるスポット光に滲み現象が生じる。これにより、画像データｇｇ１におけるスポット光ｓｓのサイズが拡大する。即ち、レーザー部１０と対象物２０との距離が近い場合、画像データｇｇ１におけるスポット光ｓｓ同士の間隔が狭い上に、スポット光ｓｓのサイズが拡大する。このため、画像データｇｇ１における距離測定範囲ｙ１は狭い。このような場合、画像データｇｇ１における隣接スポット光との融合や重なりが生じ易く、スポット光ｓｓの移動量の計測が行えないことがある。

【0019】

他方、図４の画像データｇｇ３は、レーザー部１０と対象物２０との距離が基準距離より遠い距離ｄ３である場合における画像データの一例を示す。レーザー部１０と対象物２０との距離が基準距離より遠い場合、スポット光ｓｓは、画像データｇｇ３の右部分に位置すると共に、画像データｇｇ３におけるスポット光同士の間隔は広まる。また、この場合、スポット光ｓｓのサイズは、レーザー部１０と対象物２０との距離が遠いことから、相対的に拡大するものの、スポット光の光量は増加しない。このため、スポット光の滲み現象が生じることはない。このため、画像データｇｇ３における距離測定範囲ｙ３は十分である。

【0020】

このように、レーザー部１０と対象物２０との距離に応じて画像データにおけるスポット光ｓｓのサイズ及び位置が変動することから、距離測定範囲も異なる。また、レーザー部１０と対象物２０との距離が近い場合、距離測定範囲ｙ２が狭まり、対象物２０との距離を測定できなくなることがある。このため、レーザー部１０と対象物２０との距離が近い場合、距離測定範囲ｙ２を拡大するため、スポット光のサイズが小さく抑えられることが望ましい。また、レーザー部１０と対象物２０との距離が近い場合であって、対象物２０が人物等である場合、光量の多いレーザー光が人物にとって有害となる。このため、光量についても、小さく抑えられることが望ましい。

【0021】

そこで、本実施の形態例における距離測定装置１００は、画像データにおける複数のスポット光の位置に基づいて対象物との距離を取得し、画像データに基づいてスポット光のサイズが基準サイズより大きい場合に、レーザー部１０のレーザー光の出力径を小さくする第１の制御と、画像データを生成した撮像装置１４のシャッター速度を速くする第２の制御のいずれか一方または両方を行う。これにより、距離測定装置１００は、画像データに基づいて、画像データにおけるスポット光のサイズの拡大を予め検知することができる。そして、距離測定装置１００は、検知に基づき、撮像装置１４のシャッター速度、または、レーザー光の出力径を調整することによって、画像データにおけるスポット光のサイズを抑え、距離測定範囲を広くすることができる。

【0022】

ここで、本実施の形態例における距離測定装置１００の処理の流れについて、フローチャートに基づいて順次説明する。

【0023】

［距離測定装置１００の処理の流れ］
図５は、本実施の形態例における距離測定装置１００の処理について説明するフローチャート図である。まず、距離測定装置１００の電源が投入されると（Ｓ１１）、レーザー光の出力径値、及び、シャッター速度値に、初期値であるデフォルト値が設定される（Ｓ１２）。続いて、レーザー部１０のレーザー光の出力がＯＮに制御される（Ｓ１３）。これにより、シャッターが押される間、レーザー部１０からシャッター速度に合わせてレーザー光が投射される。

【0024】

続いて、対象物に投影されたスポット光の１フレームの画像データが撮像装置１４によって生成され、制御装置１３の撮像装置１４入力処理部に入力される（Ｓ１４）。続いて、撮像装置１４入力処置部において受信された画像データが、距離測定処理部３１に入力される（Ｓ１５）。距離測定処理部３１は、画像データのスポット光の移動量、及び、レーザー部１０と撮像装置１４との距離に基づいて、三角測量法等の原理にしたがって、対象物との距離を算出する。このとき、本実施の形態例における距離測定装置１００は、画像データに基づいてスポット光の拡大を検知し、レーザー光の出力径、シャッター速度の値のいずれかまたは両方を必要に応じて制御する。処理の詳細については、後述する。

【0025】

そして、対象物との距離が測定されると、測定された距離が画像認識アプリケーションに入力される（Ｓ１６）。具体的に、画像認識アプリケーションは、測定された距離を使用して、画像データの加工や補正等の所定の画像処理を行う。続いて、距離測定装置１００は、距離測定装置１００が正常状態であるか否かを確認し（Ｓ１８）、正常状態である場合（Ｓ１８のＹＥＳ）、距離測定対象の対象物が変更されたか否かを判定する（Ｓ１９）。また、距離測定装置１００に温度の異常等の異常状態がみとめられた場合（Ｓ１８のＮＯ）、レーザー部１０のレーザー光の出力がＯＦＦに制御され（Ｓ２１）、距離測定装置１００の処理が終了される（Ｓ２２）。

【0026】

距離測定対象の対象物が変更されていない場合（Ｓ１９のＹＥＳ）、即ち、対象物が同一のままである場合、距離測定装置１００の処理は、撮像装置１４入力処理部（Ｓ１４）へ遷移し、新たな画像データの入力が受け付けられる。一方、距離測定対象の対象物が同一でない場合（Ｓ１９のＮＯ）、または、対象物がなくなった場合、レーザー光の出力径、シャッター速度の値が、初期値であるデフォルト値に設定し直される（Ｓ２０）。そして、同様にして、距離測定装置１００の処理は、撮像装置１４入力処理部（Ｓ１４）へ遷移し、新たな対象物に対応する画像データの入力を受け付け可能状態になる。

【0027】

［距離測定処理部３１の詳細な流れ］
図６は、図５のフローチャート図における距離測定処理部３１の処理について説明するフローチャート図である。まず、設定済みの値に基づいて、レーザー光の出力径、シャッター速度の値が制御される（Ｓ３１、Ｓ３２）。続いて、入力された画像データに基づいて、画像処理が行われる（Ｓ３３）。画像処理では、画像データに基づく対象物との距離の算出、及び、画像データに基づくグラフの生成が行われる。画像処理の詳細については後述する。

【0028】

続いて、画像処理（Ｓ３３）において生成されるグラフに基づいて、画像処理判定が行われる（Ｓ３４）。具体的に、画像処理判定では、画像データに対応するグラフに基づいて、画像データにおけるスポット光のサイズ、位置の判定が行われる（Ｓ３４）。画像処理判定が正常である場合（Ｓ３４のＹＥＳ）、レーザー光の出力径、シャッター速度の制御は行われない。一方、画像処理判定において異常と判定された場合（Ｓ３４のＮＯ）、シャッター速度が最大速度に達しているか否かが判定される（Ｓ３５）。シャッター速度が最大速度に到達していない場合は（Ｓ３５のＮＯ）、制御処理部３２によって、撮像装置１４に、一段階速いシャッター速度を示す制御データが出力されることにより、シャッター速度が制御される。また、既に、シャッター速度が最大速度である場合は（Ｓ３５のＹＥＳ）、制御処理部３２によって、レーザー部１０に、一段階小さい出力径を示す制御データが出力されることにより、レーザー光出力径が制御される。

【0029】

これにより、画像データにおけるスポット光のサイズが大きい場合、または、スポット光が基準距離測定処理範囲を超えた近距離を示す位置にある場合、シャッター速度、または、レーザー光の出力径が、画像データにおけるスポット光の光量が小さくなるように制御される。シャッター速度が速い速度に制御されることにより露光量が抑えられ、画像データにおけるスポット光のサイズが抑えられる。レーザー部１０からレーザー光の投射は、シャッター速度に合わせて行われる。このため、シャッター速度が速い速度に制御されることにより、レーザー光の投射時間が短くなり、レーザー光の光量についても小さく抑えられる。また、レーザー光の出力径が小さいサイズに調整されることによりレーザー光の光量が抑えられると共に、画像データにおけるスポット光のサイズが抑えられる。

【0030】

ここで、シャッター速度の制御時に、制御処理部３２から撮像装置１４に出力される制御データの一例について説明する。

【0031】

［制御データの一例］
図７は、制御処理部３２において制御装置１３から撮像装置１４に出力されるシャッター速度の制御データＳＤＡＴＡの一例を説明する図である。本実施の形態例において、制御データは、例えば、制御処理部３２と撮像装置１４とを接続するシリアルインタフェースを介して制御される。撮像装置１４は、例えば、クロック信号ＳＬＯＣＫが入力されたタイミングにおいて、シリアルインタフェースを介して、制御装置１３から出力された制御データＳＤＡＴＡを取り込む。同図の例において、制御データＳＤＡＴＡは、例えば、データＳ、データＡＤＤ、データＲｅｎｏ、データＤＡＴＡ、データＥを有する。

【0032】

具体的に、データＳは制御データＳＤＡＴＡの開始ビット、データＥは制御データＳＤＡＴＡの最終ビットを示す。データＳ、Ｅはそれぞれ、例えば、１ビットの値０ｘ１である。また、データＡＤＤは、情報格納アドレスであって、送信対象のアドレス、即ち、撮像装置１４のアドレスを示す。この例において、データＡＤＤは、例えば、８ビットの値０ｘ５５である。データＲｅｎｏは、制御内容を示すデータであって、シャッター速度制御を示す８ビットの値０ｘ８０である。また、データＤＡＴＡは、シャッター速度を示す１６ビットの値０ｘ１１１１１０１０００（１０進数では、１０００）である。この例において、値０ｘ１１１１１０１０００は、シャッター速度１／１０００秒を示す。

【0033】

このような制御データに基づいて、撮像装置１４のシャッター速度が制御される。なお、図７の例には図示していないが、レーザー光の出力径の制御処理においても、例えば、制御処理部３２から、または、制御処理部３２から撮像装置１４を介して、制御データがレーザー部１０に出力される。なお、レーザー光の出力径を制御する制御データは、例えば、制御処理部３２から撮像装置１４を介して、レーザー部１０に出力されてもよい。続いて、図６のフローチャート図で示した画像処理について、フローチャート図に基づいて説明する。

【0034】

［画像処理の詳細な流れ］
図８は、図６のフローチャート図における画像処理の流れについて説明するフローチャート図である。初めに、距離測定処理部３１は、撮像装置１４入力処理部に入力された画像データを二値化し、二値化データを生成する（Ｓ４１）。具体的に、距離測定処理部３１は、画像データの各画素について、基準値を超えた場合は値１を、基準値を超えない場合は値０を有する二値化データを生成する。これにより、スポット光に対応する画素は値１、スポット光に対応しない画素は値０を有する二値化データが生成される。続いて、距離測定処理部３１は、二値化データの行単位に、行を構成する各画素の値を総計し、行方向グラフを生成する（Ｓ４２）。同様にして、距離測定処理部３１は、二値化データの列単位に、列を構成する各画素の値を総計し、列方向グラフを生成する（Ｓ４３）。

【0035】

続いて、距離測定処理部３１は、画像データにおけるスポット光の基準位置からの移動量に基づいて、三角測量法の原理に従って、スポット光に対応する対象物の距離を算出する。これにより、画像データに基づいて、対象物の距離が算出される。このとき、画像データにおいて、スポット光の距離測定範囲が狭く、隣接するスポット光間で融合が生じると、距離測定処理部３１は、スポット光の移動量を計測できず、対象物との距離を算出することができない。そこで、本実施の形態例における制御処理部３２は、二値化データに基づいて生成された行方向グラフ、及び、列方向グラフに基づいて画像処理判定を行い、必要に応じて画像データにおけるスポット光のサイズが小さくなるように制御を行う。続いて、グラフの生成処理について、画像データの画素に対応して説明する。

【0036】

［グラフの生成処理の具体例］
図９は、行方向グラフＲＧ、列方向グラフＣＧの生成処理について説明する例図である。この例において、破線矢印Ｒ１〜Ｒｎは行方向グラフＲＧの生成処理を、点線矢印Ｃ１〜Ｃｍは列方向グラフＣＧの生成処理を表す。また、同図の画像データにおける各枠ＣＬは、画素を示す。

【0037】

行方向グラフＲＧの生成に当たり、制御処理部３２は、二値化データにおける１行目Ｒ１の全ての画素値（０または、１）を総計する。続いて、制御処理部３２は、二値化データにおける２行目Ｒ２の全ての画素値を総計する。同様にして、ｎＲｎ行目までの各行について、同行の画素値がそれぞれ総計される。行方向グラフは、１行目Ｒ１からｎ行目Ｒｍまでの各総計値の集合を示す。同様にして、制御処理部３２は、列方向グラフＣＧの生成に当たり、１列目Ｃ１における全ての画素の二値化値を総計する。他の列も同様にして、ｍ列目Ｃｍまでの各列について、同列の画素値がそれぞれ総計される。そして、列方向グラフＣＧは、１列目Ｃ１からｍ列目Ｃｍまでの各総計値の集合を示す。

【0038】

続いて、行方向グラフＲＧ、列方向グラフＣＧに基づく画像処理判定について具体的に説明する。

【0039】

［画像処理判定］
前述したとおり、本実施の形態例の画像データにおけるスポット光は、対象物との距離に応じて、画像データの行方向（左右方向）に変動する。これに対し、画像データにおけるスポット光は、列方向において、対象物との距離に応じて変動しない。これは、画像データの列方向において、スポット光の中心位置が変動しないことを示す。このため、画像データの行方向の値が総計された行方向グラフＲＧに基づくことにより、画像データにおけるスポット光のサイズが簡易に判定可能になる。また、画像データの列方向の値が総計された列方向グラフＣＧに基づくことにより、画像データにおけるスポット光の位置の変動が簡易に判定可能になる。

【0040】

つまり、本実施の形態例における距離測定装置１００は、対象物との距離の変動によってスポット光の位置が移動する第１の方向（本実施の形態例では、行方向）について二値化データの各画素の値を総計した第１方向データ（本実施の形態例では、行方向グラフＲＧ）に基づいて、スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否を判定する。また、距離測定装置１００は、さらに、第１の方向（本実施の形態例では、行方向）と直行する第２の方向（本実施の形態例では、列方向）について各画素の値を総計した第２方向データ（本実施の形態例では、列方向グラフＣＧ）に基づいて想定されるスポット光の位置に基づいて、スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否を判定する。また、基準サイズは、前回距離を取得した画像データ（二値化データ）のスポット光のサイズを基準度合い大きくしたサイズを示す。

【0041】

なお、本実施の形態例における距離測定装置１００は、第２方向データ（本実施の形態例では、列方向グラフＣＧ）に基づいて、スポット光が、対象物との距離の変動によって位置が移動する第１の方向（本実施の形態例では、行方向）における基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にある場合、異常と判定する。基準距離測定処理範囲は、隣接するスポット光との間隔における中間までの距離であって、隣接するスポット光の基準距離測定処理範囲と重複しない範囲を示す。

【0042】

ここで、本実施の形態例における画像処理判定を、具体例に基づいて順次、説明する。

【0043】

［第１の具体例］
図１０は、第１の具体例における画像データｇ１−１、及び、行方向グラフＲＧ１−１、列方向グラフＣＧ１−１を示す図である。同図の画像データｇ１−１は、対象物に投射された６つのスポット光Ｓ１〜Ｓ６を有する。同図の例において、対象物は図４で示した基準距離ｄ２に位置する。基準距離は、基準距離測定処理範囲に対応する距離範囲の約中心の距離を示す。このため、同図の例における画像データｇ１−１の行方向において、各スポット光Ｓ１〜Ｓ６は斜線で示す基準距離測定処理範囲の中心に位置する。また、同図の画像データｇ１−１における各スポット光Ｓ１〜Ｓ６のサイズは、１つの画素に対応する。

【0044】

具体的に、図１０の画像データｇ１−１において、４行目、１１行目それぞれに、サイズ１×１の３つのスポット光（Ｓ１〜Ｓ３／Ｓ４〜Ｓ６）が位置する。このため、画像データｇ１−１に基づく行方向グラフＲＧ１−１は、４行、１１行に対応して値３、それ以外の行に対応して値０を有する。また、同図の画像データｇ１−１において、８列、１８列、２８列それぞれに、２つのスポット光が位置する。このため、画像データｇ１−１に基づく列方向グラフＣＧ１−１は、８列、１８列、２８列に対応して値２、それ以外の列に対応して値０を有する。

【0045】

そして、行方向グラフＲＧ１−１に基づいて、スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否が判定される。前述したとおり、本実施の形態例における画像データｇ１−１のスポット光の位置は、対象物との距離に応じて、行方向において変動するものの、列方向においては変動しない。即ち、図１０の画像データｇ１−１において、スポット光の中心位置は、４行、１１行から変動しない。これは、スポット光Ｓ１〜Ｓ６がいずれのサイズであっても、スポット光の中心は４行、１１行に位置することを示す。このため、距離測定装置１００は、行方向グラフＲＧ１−１における、４行、１１行の前後行の値に基づいて、スポット光の最大サイズを想定することができる。

【0046】

具体的に、図１０の行方向グラフＲＧ１−１において、４行、１１行は値３であって、その前後行（３行、５行／１０、１２行）は値０である。このため、距離測定装置１００は、行方向グラフＲＧ１−１に基づいて、３つのスポット光（Ｓ１〜Ｓ３／Ｓ４〜Ｓ６）がサイズ１×１であることを想定することができる。なお、この例において、前回距離を取得した画像データの対応するスポット光は、サイズ１×１であって、基準サイズはサイズ２×２であるものとする。このため、スポット光Ｓ１〜Ｓ６のサイズは、基準サイズ２×２以内であり、正常であることが判定される。

【0047】

また、距離測定装置１００は、列方向グラフＣＧ１−１に基づいて、スポット光の位置を想定することができる。列方向グラフＣＧ１−１において、値０より大きい値を有する８列、１８列、２８列は、各スポット光（Ｓ１、Ｓ４／Ｓ２、Ｓ５／Ｓ３、Ｓ６）に対応する基準距離測定処理範囲に含まれる。これにより、距離測定装置１００は、列方向グラフＣＧ１−１に基づいて、画像データｇ１−１におけるスポット光が、基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置になく、正常であることを判定できる。さらに、距離測定装置１００は、スポット光が基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にないことにより、スポット光のサイズが基準サイズ以内であることが想定可能になる。

【0048】

このように、図１０の画像データｇ１−１に基づいて、画像データｇ１−１におけるスポット光のサイズが基準サイズ以内であり、正常であると判定される。このため、距離測定範囲が十分であると判定されるため、レーザー光の出力径、シャッター速度の制御は行われない。また、図１０の画像データｇ１−１に基づいて、画像データｇ１−１におけるスポット光が、基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にはなく、正常であると判定される。これにより、レーザー光の光量についても、制御の必要がないことから、レーザー光の出力径、シャッター速度の制御は行われない。このように、本実施の形態例における距離測定装置１００は、画像データｇ１−１を二値化した二値化データに基づいて画像処理判定を行うことによって、画像データｇ１−１におけるスポット光のサイズ、及び、位置の判定を簡易に行うことができる。

【0049】

ここで、基準サイズについて説明する。本実施の形態例において、基準サイズは、前回距離を取得した画像データ（二値化データ）において対応するスポット光のサイズを基準度合い大きくしたサイズである。

【0050】

［基準サイズ］
図１１は、本実施の形態例における基準サイズについて説明する図である。同図の例において、前回距離を取得した画像データ（二値化データ）のスポット光がサイズ１×１（図１１の（Ａ））、サイズ２×２（図１１の（Ｂ））である場合を例示する。本実施の形態例において、前回のスポット光ＳＡがサイズ１×１である場合（図１１の（Ａ））、例えば、基準サイズはサイズ２×２であるものとする（ＳＢ）。つまり、前回のスポット光ＳＡがサイズ１×１である場合、例えば、サイズ３×３のスポット光については基準サイズを超えていると判定される。一方、前回のスポット光ＳＣがサイズ２×２である場合（図１１の（Ｂ））、例えば、基準サイズはサイズ３×３である（ＳＤ）。

【0051】

このように、本実施の形態例において、例えば、前回のスポット光がサイズｎ×ｎである場合、基準サイズはサイズｎ＋１×ｎ＋１であると設定される。ただし、この例に限定されるものではない。例えば、前回のスポット光がサイズ１×１である場合、基準サイズがサイズ３×３、前回のスポット光がサイズ３×３である場合、基準サイズがサイズ５×５等であってもよい。

【0052】

続いて、モジュール部１０と対象物２０とが近づいた場合における第２の具体例に基づいて、画像処理判定を説明する。

【0053】

［第２の具体例］
図１２は、第２の具体例における画像データｇ２−１、及び、行方向グラフＲＧ２−１、列方向グラフＣＧ２−１を示す図である。図１２は、図１０の具体例１における画像データｇ１−１に対して、対象物との距離が基準距離より近い場合における画像データｇ２−１を示す。画像データｇ２−１において、黒丸はスポット光Ｓ１〜Ｓ６であり、白丸は、前回の画像データｇ１−１（図１０）におけるスポット光Ｓ１〜Ｓ６を示す。対象物との距離が近いことにより、図１２の画像データｇ２−１におけるスポット光は、図１０の画像データｇ１−１に対して左方向に位置する。

【0054】

前述したとおり、本実施の形態例において、画像データｇ２−１の列方向におけるスポット光の中心位置は、４行、１１行から変動しない。また、図１２の画像データｇ２−１において、スポット光Ｓ１〜Ｓ６はサイズ１×１であることにより、画像データｇ２−１に基づく行方向グラフＲＧ２−１は、図１０の画像データｇ１−１に基づく行方向グラフＲＧ１−１と同様である。一方、図１２の画像データｇ２−１において、６列、１６列、２６列それぞれに、２つのスポット光が位置する。このため、画像データｇ２−１に基づく列方向グラフＣＧ２−１は、６列、１６列、２６列に対応して値２、それ以外の列に対応して値０を有する。

【0055】

図１２の行方向グラフＲＧ２−１において、４行、１１行は値３であって、その前後行（３行、５行／１０、１２行）は値０である。このため、距離測定装置１００は、行方向グラフＲＧ２−１に基づいて、３つのスポット光Ｓ１〜Ｓ６が、それぞれサイズ１×１であることを想定することができる。これにより、スポット光Ｓ１〜Ｓ６のサイズ１×１が、基準サイズ２×２以内であることが判定される。また、図１２の列方向グラフＣＧ２−１において、値０より大きい値を有する６列、１６列、２６列はそれぞれ、スポット光に対応する基準距離測定処理範囲に含まれる。これにより、距離測定装置１００は、列方向グラフＣＧ２−１に基づいて、画像データｇ２−１におけるスポット光Ｓ１〜Ｓ６が、基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にないことを判定できる。

【0056】

これにより、図１２の画像データｇ２−１に基づいて、画像データｇ２−１におけるスポット光Ｓ１〜Ｓ６のサイズが基準サイズ以内であり、正常であると判定される。このため、レーザー光の出力径、シャッター速度の値の制御は行われない。また、画像データｇ２−１におけるスポット光が、基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にはなく、正常であると判定される。これにより、レーザー光の光量についても、調整の必要がないことから、レーザー光の出力径、シャッター速度の値の制御は行われない。

【0057】

続いて、図１２の画像データｇ２−１に対して、対象物２０との距離がさらに近い場合における具体例を、第３の具体例として示す。

【0058】

［第３の具体例］
図１３は、第３の具体例における画像データｇ３−１、及び、行方向グラフＲＧ３−１、列方向グラフＣＧ３−１を示す図である。図１３の画像データｇ３−１において、黒丸はスポット光Ｓ１〜Ｓ６であり、白丸は、前回の画像データｇ２−１（図１２）におけるスポット光を示す。図１３の画像データｇ３−１は、図１２の画像データｇ２−１に対して、対象物との距離がさらに近い場合における画像データを示す。対象物との距離がさらに近づいたことにより、画像データｇ３−１において、隣接画素もスポット光に対応する画素であると検知される。このため、画像データｇ３−１におけるスポット光は、図１２の画像データｇ２−１に対してサイズが拡大している。

【0059】

図１３の画像データｇ３−１において、３つのスポット光（Ｓ１〜Ｓ３／Ｓ４〜Ｓ６）が、３行〜５行、１０行〜１２行の各行それぞれに、２画素ずつかかっている。このため、画像データｇ３−１に基づく行方向グラフＲＧ３−１は、３〜５行、１０〜１２行の各行に対応して値６、その他の行に対応して値０を有する。また、画像データｇ３−１において、２つのスポット光（Ｓ１、Ｓ４／Ｓ２、Ｓ５／Ｓ３、Ｓ６）が、４列〜５列、１４列〜１５列、２４列〜２５列の各列それぞれに、２画素ずつかかっている。このため、画像データｇ３−１に基づく列方向グラフＣＧ３−１は、４列〜５列、１４列〜１５列、２４列〜２５列の各列に対応して値６、その他の列に対応して値０を有する。

【0060】

図１３の行方向グラフＲＧ３−１において、３〜５行、１０〜１２行が値６であって、３つのスポット光に対応することから、各スポット光はサイズ３×３程度であることが想定される。この例において、前回の画像データｇ２−１におけるスポット光のサイズに基づく基準サイズは、サイズ２×２である。このため、スポット光Ｓ１〜Ｓ６のサイズは基準サイズを超えており、異常である旨、判定される。なお、図１３の列方向グラフＣＧ３−１において、値０より大きい値を有する４列〜５列、１４列〜１５列、２４列〜２５列は、スポット光に対応する基準距離測定処理範囲に含まれる。即ち、列方向グラフＣＧ３−１に基づいて、画像データｇ３−１におけるスポット光が、基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にない。ただし、スポット光のサイズが基準サイズを超えることから、レーザー光の出力径、または、シャッター速度の制御が行われる。例えば、シャッター速度が最速に達していない場合、一段階早い速度（例えば、１／３０秒→１／６０秒）に制御される。

【0061】

図１４は、第３の具体例において、図１３の画像データｇ３−１に基づいて、シャッター速度の制御が行われた場合における画像データｇ３−２、行方向グラフＲＧ３−２及び列方向グラフＣＧ３−２を示す図である。

【0062】

図１４の画像データｇ３−２に基づく行方向グラフＲＧ３−２は、４行、１１行に対応して値６、その他の行に対応して値０を有する。また、画像データｇ３−２に基づく列方向グラフＣＧ３−２は、４列〜５列、１４列〜１５列、２４列〜２５列に対応して値２、その他の列に対応して値０を有する。行方向グラフＲＧ３−２において、４行、１１行の前後行が値０であることから、図１４の画像データｇ３−２におけるスポット光は、サイズ１×１であることが想定可能になる。これは、シャッター速度の制御が行われたことにより、画像データｇ３−２におけるスポット光のサイズが抑えられたことを示す。また、列方向グラフＣＧ３−２において、値０より大きい値を有する４列〜５列、１４列〜１５列、２４列〜２５列はそれぞれ、対応するスポット光の基準距離測定処理範囲に含まれる。即ち、列方向グラフＣＧ３−２に基づいて、画像データｇ３−２におけるスポット光が、基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にない。このため、図１４の画像データｇ３−２に基づいて、レーザー光の出力径、シャッター速度の制御は行われない。

【0063】

このように、画像データｇ３−２に基づくレーザー光の出力径、シャッター速度の制御によって、画像データｇ３−２におけるスポット光のサイズの拡大が回避される。これにより、対象物との距離が近く、画像データｇ３−２におけるスポット光同士の間隔が狭い場合であっても、距離測定装置１００は、スポット光のサイズを小さく抑えることにより、スポット光同士の間隔を広げることを可能にする。これにより、距離測定装置１００は、画像データｇ３−２におけるスポット光の移動許容量を広くすることができ、距離測定範囲を広くすることができる。

【0064】

続いて、図１４の画像データｇ３−２に対して、対象物との距離がさらに近い場合における具体例を、第４の具体例として示す。

【0065】

［第４の具体例］
図１５は、第４の具体例における画像データｇ４−１、及び、行方向グラフＲＧ４−１、列方向グラフＣＧ４−１を示す図である。図１５の画像データｇ４−１において、黒丸はスポット光Ｓ１〜Ｓ６であり、白丸は、前回の画像データｇ３−２（図１４）におけるスポット光Ｓ１〜Ｓ６を示す。図１５の画像データｇ４−１は、図１５の画像データｇ３−２に対して、対象物との距離がさらに近い場合における画像データを示す。このため、画像データｇ４−１におけるスポット光は、図１４の画像データｇ３−２に対して、さらに左方向に位置すると共にサイズが拡大している。

【0066】

図１５の画像データｇ４−１において、３つのスポット光（Ｓ１〜Ｓ３／Ｓ４〜Ｓ６）が、３行〜５行、１０行〜１２行の各行それぞれに、３画素ずつかかっている。このため、画像データｇ４−１に基づく行方向グラフＲＧ４−１は、３〜５行、１０〜１２行に対応して値９、その他の行に対応して値０を有する。また、画像データｇ４−１において、２つのスポット光（Ｓ１、Ｓ４／Ｓ２、Ｓ５／Ｓ３、Ｓ６）が、１列〜３列、１１列〜１３列、２１列〜２３列それぞれに、３画素ずつかかっている。このため、画像データｇ４−１に基づく列方向グラフＣＧ４−１は、１列〜３列、１１列〜１３列、２１列〜２３列に対応して値６、その他の列に対応して値０を有する。

【0067】

図１５の行方向グラフＲＧ４−１において、３〜５行、１０〜１２行が値９であって、３つのスポット光（Ｓ１〜Ｓ３／Ｓ４〜Ｓ６）に対応することから、各スポット光はサイズ３×３程度であることが想定可能にある。この例において、前回の画像データｇ３−２（図１４）におけるスポット光のサイズ１×１に基づく基準サイズは、サイズ２×２である。このため、スポット光Ｓ１〜Ｓ６のサイズは基準サイズを超えており、異常である旨、判定される。また、図１５の列方向グラフＣＧ４−１において、値０より大きい値を有する１列〜３列、１１列〜１３列、２１列〜２３列はそれぞれ、スポット光に対応する基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にある。即ち、列方向グラフＣＧ４−１に基づいて、画像データｇ４−１におけるスポット光Ｓ１〜Ｓ６の位置が異常である旨が判定される。このため、スポット光のサイズの拡大を抑えるため、及び、レーザー光の光量を抑えるために、レーザー光の出力径、シャッター速度の制御が行われる。例えば、シャッター速度が最速に達していない場合、さらに、一段階早い速度（例えば、１／６０秒→１／１２５秒）に制御される。

【0068】

図１６は、第４の具体例において、図１５の画像データｇ４−１に基づいてシャッター速度の制御が行われた場合の画像データｇ４−２、行方向グラフＲＧ４−２及び列方向グラフＣＧ４−２を示す図である。

【0069】

図１６の画像データｇ４−２に基づく行方向グラフＲＧ４−２は、４行、１１行に対応して値３、その他の行に対応して値０を有する。また、画像データｇ４−２に基づく列方向グラフＣＧ４−２は、２列、１２列、２２列に対応して値２、その他の列に対応して値０を有する。行方向グラフＲＧ４−２において、４行、１１行の前後行が値０であることから、図１６の画像データｇ４−２におけるスポット光は、サイズ１×１であることが想定可能になる。これは、シャッター速度の制御が行われたことにより、スポット光のサイズが縮小されたことを示す。また、列方向グラフＣＧ４−２において、値０より大きい値を有する２列、１２列、２２列はそれぞれ、基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にある。このため、異常と判定され、レーザー光の光量をさらに抑えるために、レーザー光の出力径、シャッター速度の制御が行われる。

【0070】

このとき、例えば、シャッター速度が最速に達していない場合、さらに、一段階早い速度（例えば、１／１２５秒→１／５００秒）に制御される。例えば、シャッター速度が最速（１／１０００）に達している場合は、レーザー光の出力径が一段階小さい値（例えば、３ｍｍ→１．５ｍｍ）に制御される。

【0071】

このように、画像データｇ４−２に基づくレーザー光の出力径、シャッター速度の両方、または、いずれか一方の制御によって、画像データｇ４−２におけるスポット光のサイズが抑えられると共に、レーザー光の光量が抑えられる。これにより、距離測定装置１００は、画像データｇ４−２におけるスポット光の移動許容量を大きくすることができ、距離測定範囲を広くすることができる。また、距離測定装置１００は、レーザー光の光量を抑えることにより、対象物が人物等であるような場合におけるレーザー光の有害度を抑え、距離測定範囲を実質的に広くすることができる。

【0072】

続いて、画像データにおけるスポット光のサイズ、及び、位置が一様ではない場合における具体例を、第５の具体例として示す。

【0073】

［第５の具体例］
図１７は、第５の具体例における画像データｇ５−１、及び、行方向グラフＲＧ５−１、列方向グラフＣＧ５−１を示す図である。図１７の画像データｇ５−１において、黒丸はスポット光Ｓ１〜Ｓ６であり、白丸は、対象物が基準距離に位置する場合の画像データｇ１−１（図１０／具体例１）におけるスポット光を示す。図１７の画像データｇ５−１は、スポット光のサイズ、及び、位置が一様ではない。例えば、画像データｇ５−１は、対象物の形状が平らではない場合やレーザー光が複数の対象物に照射される場合等における画像データｇ５−１を示す。

【0074】

図１７の画像データｇ５−１に基づく行方向グラフＲＧ５−１は、３行、５行に対応して値６、４行に対応して値７を、１０行、１２行に対応して値５、１１行に対応して値６を有する。そして、画像データｇ５−１に基づく列方向グラフＣＧ５−１は、５列、６列に対応して値３、７列に対応して値４を、１３列、１６列に対応して値３、１４列、１５列に対応して値６、２５列、２６列に対応して値３、２７列に対応して値１を有する。

【0075】

行方向グラフＲＧ５−１に基づくと、４行、１１行が値９を超えておらず、３〜５行、１０〜１２行の周辺行が値０であることから、スポット光の最大サイズはサイズ３×３程度であることが想定可能になる。例えば、基準サイズがサイズ２×２である場合、異常である旨、判定される。また、列方向グラフＣＧ５−１において、値０より大きい値を有する各列はそれぞれ、スポット光に対応する基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にないことから、正常である旨、判定される。ただし、スポット光Ｓ１〜Ｓ６の最大サイズが基準サイズを超えることから、レーザー光の出力径、シャッター速度の制御が行われる。同様にして、シャッター速度、レーザー光のいずれかの値が小さい値に制御される。なお、両方の値が小さい値に制御されてもよい。

【0076】

図１８は、第５の具体例において、図１７の画像データｇ５−１に基づいて、レーザー光の出力径、または、シャッター速度の制御が行われた場合の画像データｇ５−２、行方向グラフＲＧ５−２及び列方向グラフＣＧ５−２を示す図である。

【0077】

図１８の画像データｇ５−２に基づく行方向グラフＲＧ５−２は、３行、５行に対応して値４、４行に対応して値５、１０行、１２行に対応して値４、１１行に対応して値５を有する。行方向グラフＲＧ５−２において、行方向に３つのスポット光Ｓ１〜Ｓ３が位置することから、スポット光Ｓ１〜Ｓ３のうち、最大のスポット光は、サイズ２×２であることが想定される。また、行方向グラフＲＧ５−２において、行方向に３つのスポット光Ｓ４〜Ｓ６が位置することから、スポット光Ｓ４〜Ｓ６のうち、最大のスポット光はサイズ２×２であることが想定される。これは、レーザー光の出力径、または、シャッター速度の制御が行われたことにより、前回の画像データｇ５−１におけるスポット光のサイズが抑えられたことを示す。また、列方向グラフＣＧ５−２において、値０より大きい値を有する各列はそれぞれ、スポット光に対応する基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にないことから、正常である旨、判定される。

【0078】

このように、画像データｇ５−２におけるスポット光のサイズ、位置が一様ではない場合であっても、行方向グラフＲＧ５−２、列方向グラフＣＧ５−２に基づいて、スポット光のサイズが想定可能になる。これにより、スポット光のサイズが基準サイズを超える場合に、距離測定装置１００は、レーザー光の出力径、シャッター速度の両方、または、いずれか一方を制御することによって、スポット光のサイズを抑えることができる。これにより、距離測定装置１００は、対象物との距離が近い場合であっても、画像データにおけるスポット光の移動許容量を大きくすることができ、距離測定範囲を広くすることができる。

【0079】

以上のようにして、本実施の形態例における距離測定装置１００は、画像データにおける複数のスポット光の位置に基づいて対象物との距離を取得する距離測定手段（距離測定処理部３１）と、制御手段（制御処理部３２）とを有する。制御手段は、画像データに基づいて、スポット光のサイズが基準サイズより大きい場合に、レーザー装置のレーザー光の出力径を小さくする第１の制御と、画像データを生成した撮像装置１４のシャッター速度を速くする第２の制御のいずれか一方または両方を行う。

【0080】

このように、本実施の形態例における距離測定装置１００は、画像データに基づいてスポット光のサイズを検知し、撮像装置のシャッター速度、または、レーザー光の出力径の制御を行うことにより、スポット光のサイズを抑える。これにより、距離測定装置１００は、対象物がレーザー部１０の近傍に位置する場合においても、画像データにおけるスポット光の間隔を広くすることができ、距離測定範囲を広くすることができる。距離測定範囲が広くなることにより、画像データにおけるスポット光同士の融合や重なりが抑えられ、対象物の距離が測定できなくなることが回避される。このように、距離測定装置１００は、画像データに基づいて撮像装置のシャッター速度、または、レーザー光の出力径の制御を行うことにより、距離測定範囲を広くし、対象物との距離が測定できなくなることを事前に回避する。この結果、対象物の近傍において、より広範囲の距離に位置する対象物との距離を計測可能になり、画像処理における有用性が高くなる。

【0081】

また、本実施の形態例における距離測定装置１００において、制御手段は、画像データを二値化して二値化データを生成し、対象物との距離の変動によってスポット光の位置が移動する第１の方向について二値化データの各画素の値を総計した第１方向データを生成する。そして制御手段は、第１方向データに基づいて、スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否か判定する。

【0082】

これにより、本実施の形態例における距離測定装置１００は、画像データの二値化データにおける、対象物との距離に対応してスポット光の中心位置が変動しない方向（この例では、列方向）と直行する方向（この例では、行方向）の画素の総計値を示すグラフに基づくことにより、スポット光の最大サイズを簡易に想定可能になる。このため、距離測定装置１００は、スポット光の最大サイズが基準サイズ以内であるか否かを容易に判定可能になり、低コストで、効率的に距離測定範囲を広くすることができる。

【0083】

さらに、本実施の形態例における距離測定装置１００において、制御手段は、さらに、第１の方向と直行する第２の方向について二値化データの各画素の値を総計した第２方向データを生成する。そして、制御手段は、第２方向データに基づいて想定されるスポット光の位置に基づいて、スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否か判定する。

【0084】

これにより、本実施の形態例における距離測定装置１００は、画像データの二値化データにおける、対象物との距離に対応してスポット光の中心位置が変動する方向（この例では、行方向）と直行する方向（この例では、列方向）の画素の総計値を検知可能なグラフに基づくことにより、スポット光の位置、及び、位置の変動を簡易に想定可能になる。このため、距離測定装置１００は、さらに、想定されるスポット光の位置に基づくことにより、より効果的に、スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否かを判定可能になる。これにより、距離測定装置１００は、効率的に距離測定範囲を広くすることができる。

【0085】

また、本実施の形態例における距離測定装置１００において、基準サイズは、前回距離を取得した画像データのスポット光のサイズを基準度合い大きくしたサイズである。これにより、距離測定装置１００は、スポット光のサイズの拡大を簡易に判定可能になり、スポット光のサイズの拡大を回避することができる。

【0086】

また、本実施の形態例における距離測定装置１００において、制御手段は、画像データに基づいて、スポット光が、対象物との距離の変動によって位置が移動する第１の方向における基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にある場合に、第１、２の制御のいずれか一方または両方を行う。このように、距離測定装置１００は、画像データにおけるスポット光のサイズが拡大する場合だけでなく、対象物との距離が近づいたことにより、レーザー光の光量が大きくなった場合についても、シャッター速度、レーザー光の出力光径を調整することにより、レーザー光の光量を抑える。これにより、対象物が人物等である場合に、レーザー光の有害性を抑えることができる。これにより、対象物の近傍において、実質的により広範囲の距離に位置する対象物との距離が計測可能になり、距離測定範囲が広くなる。

【0087】

そして、本実施の形態例における距離測定装置１００において、制御手段は、さらに、第１の方向と直行する第２の方向について二値化データの各画素の値を総計した第２方向データを生成する。そして、制御手段は、第２方向データに基づいて、スポット光の第１の方向における位置が、基準距離測定処理範囲を超えた近距離を示す位置にあるか否か判定する。

【0088】

これにより、本実施の形態例における距離測定装置１００は、画像データの二値化データにおける、対象物との距離に対応してスポット光の中心位置が変動する方向（この例では、行方向）と直行する方向（この例では、列方向）の画素の総計値を検知可能なグラフに基づくことにより、スポット光の位置、及び、位置の変動を簡易に判定可能になる。このため、距離測定装置１００は、対象物との距離が近すぎてレーザー光の光量が大きいか否かを簡易に判定可能になり、実質的に距離測定範囲を広くすることができる。

【0089】

また、本実施の形態例における距離測定装置１００において、基準距離測定処理範囲は、隣接するスポット光の基準距離測定処理範囲と重複しない範囲である。これにより、距離測定装置は、画像データにおけるスポット光が隣接するスポット光と融合し、スポット光の移動量を測定できないことにより、対象物との距離が測的できないことを回避することができる。

【0090】

なお、本実施の形態例では、行方向グラフ、列方向グラフを生成する場合を例示したが、この例に限定されるものではない。第１方向データ、第２方向データは、必ずしも、グラフ化される必要はない。第１方向データ、第２方向データは、数値の集合を示す。

【0091】

なお、本実施の形態例における距離測定処理は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体にプログラムとして記憶され、当該プログラムをコンピュータが読み出して実行することによって行われてもよい。

【0092】

以上の実施の形態をまとめると、次の付記のとおりである。

【0093】

（付記１）
レーザー装置から格子状の複数のスポット光を対象物に出力し前記複数のスポット光の画像データに基づいて前記対象物との距離を測定する距離測定装置であって、
前記画像データにおける前記複数のスポット光の位置に基づいて前記対象物との距離を取得する距離測定手段と、
前記画像データに基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズより大きい場合に、前記レーザー装置のレーザー光の出力径を小さくする第１の制御と、前記画像データを生成する撮像装置のシャッター速度を速くする第２の制御のいずれか一方または両方を行う制御手段と、を有する距離測定装置。

【0094】

（付記２）
付記１において、
前記制御手段は、前記画像データを二値化して二値化データを生成し、前記対象物との距離の変動によって前記スポット光の位置が移動する第１の方向について前記二値化データの各画素の値を総計した第１方向データを生成し、
前記第１方向データに基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否か判定する距離測定装置。

【0095】

（付記３）
付記２において、
前記制御手段は、さらに、前記第１の方向と直行する第２の方向について前記二値化データの各画素の値を総計した第２方向データを生成し、
前記第２方向データに基づいて想定される前記スポット光の位置に基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズ以内であるか否か判定する距離測定装置。

【0096】

（付記４）
付記１乃至３のいずれかにおいて、
前記基準サイズは、前回距離を取得した前記画像データの前記スポット光のサイズを基準度合い大きくしたサイズである距離測定装置。

【0097】

（付記５）
付記１乃至４のいずれかにおいて、
前記制御手段は、前記画像データに基づいて、前記スポット光が、前記対象物との距離の変動によって位置が移動する第１の方向における基準距離測定処理範囲を超えて近距離を示す位置にある場合に、前記第１、２の制御のいずれか一方または両方を行う距離測定装置。

【0098】

（付記６）
付記５において、
前記制御手段は、さらに、前記第１の方向と直行する第２の方向について前記二値化データの各画素の値を総計した第２方向データを生成し、
前記第２方向データに基づいて、前記スポット光の前記第１の方向における位置が、前記基準距離測定処理範囲を超えた近距離を示す位置にあるか否か判定する距離測定装置。

【0099】

（付記７）
付記５または６において、
前記基準距離測定処理範囲は、隣接する前記スポット光の基準距離測定処理範囲と重複しない範囲である距離測定装置。

【0100】

（付記８）
レーザー装置から格子状の複数のスポット光を対象物に出力し前記複数のスポット光の画像データに基づいて前記対象物との距離を測定する距離測定方法であって、
前記画像データにおける前記複数のスポット光の位置に基づいて前記対象物との距離を取得する距離測定工程と、
前記画像データに基づいて、前記スポット光のサイズが基準サイズより大きい場合に、前記レーザー装置のレーザー光の出力径を小さくする第１の制御と、前記画像データを生成する撮像装置のシャッター速度を速くする第２の制御のいずれか一方または両方を行う制御工程と、を有する距離測定方法。

【符号の説明】

【0101】

１００：距離測定装置、１１：レーザー、１２：回折格子、１３：制御装置、１４：撮像装置、２０：対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】