JP2002139304A - 距離測定装置、及び距離測定方法 - Google Patents
距離測定装置、及び距離測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定視野角を狭めることなく外乱光を入射を
防止することを可能にする光切断法を用いた距離測定装
置を提供する。 【解決手段】 自己が発したレーザ光の反射光を撮像
し、レーザ光の発光位置と撮像位置の位置関係から測定
対象物体までの距離を測定する距離測定装置であって、
レーザ光を発するレーザ発光手段と、レーザ光の物体表
面における反射光を撮像する画像撮像手段と、画像撮像
手段に対して反射光の像を結像させるテレセントリック
光学系レンズと、テレセントリック光学系レンズと画像
撮像手段との間に該画像撮像手段の受光面と平行に設け
られ、レーザ発光手段から発せられるレーザ光の波長域
の光のみを透過する光学フィルタとを備える。
防止することを可能にする光切断法を用いた距離測定装
置を提供する。 【解決手段】 自己が発したレーザ光の反射光を撮像
し、レーザ光の発光位置と撮像位置の位置関係から測定
対象物体までの距離を測定する距離測定装置であって、
レーザ光を発するレーザ発光手段と、レーザ光の物体表
面における反射光を撮像する画像撮像手段と、画像撮像
手段に対して反射光の像を結像させるテレセントリック
光学系レンズと、テレセントリック光学系レンズと画像
撮像手段との間に該画像撮像手段の受光面と平行に設け
られ、レーザ発光手段から発せられるレーザ光の波長域
の光のみを透過する光学フィルタとを備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己が発したレー
ザ光の反射光を撮像し、レーザ光の発光位置と撮像位置
の位置関係から物体までの距離を測定する距離測定装
置、及び距離測定方法に関する。
ザ光の反射光を撮像し、レーザ光の発光位置と撮像位置
の位置関係から物体までの距離を測定する距離測定装
置、及び距離測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、CCDカメラやコンピュータ画像
処理の発展に伴って画像を使用した3次元計測が一般的
になってきている。CCDカメラとコンピュータ画像処
理を用いた3次元計測の一つとして光切断法がある。こ
の光切断法は、測定対象物体に対してスリット光を投影
し、あたかも光の帯で物体を切断するかのようにして、
別の方向からその光による切断面を観察するものであ
る。また、レーザの出現により非常に細かく高輝度な光
束が得られるようになったため、光切断法による3次元
計測は、自由曲面を有している物体であっても高速で高
精度な計測が行えるようになっている。
処理の発展に伴って画像を使用した3次元計測が一般的
になってきている。CCDカメラとコンピュータ画像処
理を用いた3次元計測の一つとして光切断法がある。こ
の光切断法は、測定対象物体に対してスリット光を投影
し、あたかも光の帯で物体を切断するかのようにして、
別の方向からその光による切断面を観察するものであ
る。また、レーザの出現により非常に細かく高輝度な光
束が得られるようになったため、光切断法による3次元
計測は、自由曲面を有している物体であっても高速で高
精度な計測が行えるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光切断法は、自己が発
したスリット光を自己に備えられたCCDカメラによっ
て物体の表面におけるスリット光の反射光を撮像し、ス
リット光を発した方向、光源の位置、及びCCDカメラ
の位置から、自己と物体との間の距離を測定するもので
ある。したがって、CCDカメラによって撮像されたス
リット光の反射光強度は、一定であることが望ましい。
また、自己が発した光をCCDカメラ等で撮像する場
合、自己が発したものでない光は、CCDカメラに入射
しない方が、画像処理を行う上で都合がよい。そのた
め、光を使用した計測においては、自己が発した光の波
長域の光のみを透過する光学フィルタを用いて、周囲の
環境の光が入射しないようにするのが一般的である。
したスリット光を自己に備えられたCCDカメラによっ
て物体の表面におけるスリット光の反射光を撮像し、ス
リット光を発した方向、光源の位置、及びCCDカメラ
の位置から、自己と物体との間の距離を測定するもので
ある。したがって、CCDカメラによって撮像されたス
リット光の反射光強度は、一定であることが望ましい。
また、自己が発した光をCCDカメラ等で撮像する場
合、自己が発したものでない光は、CCDカメラに入射
しない方が、画像処理を行う上で都合がよい。そのた
め、光を使用した計測においては、自己が発した光の波
長域の光のみを透過する光学フィルタを用いて、周囲の
環境の光が入射しないようにするのが一般的である。
【0004】ところで、自律移動ロボット等の視覚セン
サとして光切断法を応用して床面及び床面に存在する障
害物を検出する場合、視野角の測定範囲は広い方が多く
の移動経路の候補を選定することが可能となるため、広
角視野を有した光学系を用いることが望ましい。一方、
干渉を利用し、特定の波長域のみを透過するように構成
された光学フィルタは、入射光の入射角に応じて、透過
中心波長が変化する特性を有している。
サとして光切断法を応用して床面及び床面に存在する障
害物を検出する場合、視野角の測定範囲は広い方が多く
の移動経路の候補を選定することが可能となるため、広
角視野を有した光学系を用いることが望ましい。一方、
干渉を利用し、特定の波長域のみを透過するように構成
された光学フィルタは、入射光の入射角に応じて、透過
中心波長が変化する特性を有している。
【0005】このため、自己が発するレーザ光の波長域
のみを透過するように構成された光学フィルタをCCD
カメラの光学系に取り付けて測定を行うと視野角が狭く
なってしまい、結果的に測定可能な範囲が狭くなり経路
選定の処理が困難になるという問題がある。また、自己
が発するレーザ光を広い画角で撮像しようとする場合、
光学フィルタの透過波長帯域を広げる必要がある。しか
し、透過波長帯域を広げてしまうと、レーザ光以外の外
乱光も撮像されてしまうため、得られた画像からレーザ
光のみを抽出する処理を画像処理のみで行わなければな
らず、画像処理が複雑になり、結果的に処理速度の低下
を招いて、自律移動ロボットの移動速度を低下させてし
まうという問題がある。
のみを透過するように構成された光学フィルタをCCD
カメラの光学系に取り付けて測定を行うと視野角が狭く
なってしまい、結果的に測定可能な範囲が狭くなり経路
選定の処理が困難になるという問題がある。また、自己
が発するレーザ光を広い画角で撮像しようとする場合、
光学フィルタの透過波長帯域を広げる必要がある。しか
し、透過波長帯域を広げてしまうと、レーザ光以外の外
乱光も撮像されてしまうため、得られた画像からレーザ
光のみを抽出する処理を画像処理のみで行わなければな
らず、画像処理が複雑になり、結果的に処理速度の低下
を招いて、自律移動ロボットの移動速度を低下させてし
まうという問題がある。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、測定視野角を狭めることなく外乱光を入射を
防止することを可能にする光切断法を用いた距離測定装
置及び距離測定方法を提供することを目的とする。
たもので、測定視野角を狭めることなく外乱光を入射を
防止することを可能にする光切断法を用いた距離測定装
置及び距離測定方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、自己が発したレーザ光の反射光を撮像し、レーザ光
の発光位置と撮像位置の位置関係から測定対象物体まで
の距離を測定する距離測定装置であって、前記距離測定
装置は、前記レーザ光を発するレーザ発光手段と、前記
レーザ光の前記物体表面における反射光を撮像する画像
撮像手段と、前記画像撮像手段に対して前記反射光の像
を結像させるテレセントリック光学系レンズと、前記テ
レセントリック光学系レンズと前記画像撮像手段との間
に該画像撮像手段の受光面と平行に設けられ、前記レー
ザ発光手段から発せられるレーザ光の波長域の光のみを
透過する光学フィルタとを備えたことを特徴とする。
は、自己が発したレーザ光の反射光を撮像し、レーザ光
の発光位置と撮像位置の位置関係から測定対象物体まで
の距離を測定する距離測定装置であって、前記距離測定
装置は、前記レーザ光を発するレーザ発光手段と、前記
レーザ光の前記物体表面における反射光を撮像する画像
撮像手段と、前記画像撮像手段に対して前記反射光の像
を結像させるテレセントリック光学系レンズと、前記テ
レセントリック光学系レンズと前記画像撮像手段との間
に該画像撮像手段の受光面と平行に設けられ、前記レー
ザ発光手段から発せられるレーザ光の波長域の光のみを
透過する光学フィルタとを備えたことを特徴とする。
【0008】請求項2に記載の発明は、自己が発したレ
ーザ光の反射光を撮像し、レーザ光の発光位置と撮像位
置の位置関係から物体までの距離を測定する距離測定方
法であって、前記距離測定方法は、自己が発したレーザ
光の波長域の光のみを透過する光学フィルタの入射面に
対して、前記反射光が垂直に入射するように撮像光学系
を構成したことを特徴とする。
ーザ光の反射光を撮像し、レーザ光の発光位置と撮像位
置の位置関係から物体までの距離を測定する距離測定方
法であって、前記距離測定方法は、自己が発したレーザ
光の波長域の光のみを透過する光学フィルタの入射面に
対して、前記反射光が垂直に入射するように撮像光学系
を構成したことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
距離測定装置を図面を参照して説明する。初めに、図3
を参照して、距離測定装置が取り付けられる2足歩行ロ
ボットについて説明する。図3において、符号1は、自
律型の2足歩行ロボット(以下、単にロボットと称す
る)である。符号2は、ロボット1の腰の高さに取り付
けられた距離測定装置の光学系装置である。符号3は、
距離測定装置2が照射するレーザ光の照射範囲であり、
レーザ光を一方向に60°拡散し、スリット光にして床
面4に照射する。さらに、このスリット光は、ロボット
1のつま先から前方の床面を照射するように光学系装置
2の向きを調整する。
距離測定装置を図面を参照して説明する。初めに、図3
を参照して、距離測定装置が取り付けられる2足歩行ロ
ボットについて説明する。図3において、符号1は、自
律型の2足歩行ロボット(以下、単にロボットと称す
る)である。符号2は、ロボット1の腰の高さに取り付
けられた距離測定装置の光学系装置である。符号3は、
距離測定装置2が照射するレーザ光の照射範囲であり、
レーザ光を一方向に60°拡散し、スリット光にして床
面4に照射する。さらに、このスリット光は、ロボット
1のつま先から前方の床面を照射するように光学系装置
2の向きを調整する。
【0010】図1は同実施形態の構成を示すブロック図
である。この図において、符号11は、測定対象の物体
に対して照射するレーザ光を発するレーザ光源である。
符号12は、レーザ光源11との配置距離が短い短基線
長カメラであり、CCDカメラで構成される。この短基
線長カメラ12は、基線長が短いために、距離測定精度
が低い代わりにロボット1の前方を広い距離範囲で見渡
すことができるという特徴を有している。符号13は、
レーザ光源11との配置距離が長い長基線長カメラであ
り、CCDカメラで構成される。この長基線長カメラ1
3は、基線長が長いために距離測定精度が高い代わりに
ロボット1の前方を見渡す距離範囲が制限されるという
特徴を有している。符号2は、図3に示す光学系装置で
あり、レーザ光源11、短基線長カメラ12、及び長基
線長カメラ13からなる。符号14は、レーザ光源11
に対して、レーザ光の発光を制御する制御信号を出力し
てレーザ光源を制御する発光制御部である。符号15
は、2台のカメラから出力される画像信号を取り込むた
めの画像メモリを備えた画像取り込み部である。
である。この図において、符号11は、測定対象の物体
に対して照射するレーザ光を発するレーザ光源である。
符号12は、レーザ光源11との配置距離が短い短基線
長カメラであり、CCDカメラで構成される。この短基
線長カメラ12は、基線長が短いために、距離測定精度
が低い代わりにロボット1の前方を広い距離範囲で見渡
すことができるという特徴を有している。符号13は、
レーザ光源11との配置距離が長い長基線長カメラであ
り、CCDカメラで構成される。この長基線長カメラ1
3は、基線長が長いために距離測定精度が高い代わりに
ロボット1の前方を見渡す距離範囲が制限されるという
特徴を有している。符号2は、図3に示す光学系装置で
あり、レーザ光源11、短基線長カメラ12、及び長基
線長カメラ13からなる。符号14は、レーザ光源11
に対して、レーザ光の発光を制御する制御信号を出力し
てレーザ光源を制御する発光制御部である。符号15
は、2台のカメラから出力される画像信号を取り込むた
めの画像メモリを備えた画像取り込み部である。
【0011】符号16は、画像取り込み部15に取り込
まれた画像データに基づいて、前景の物体の高さを推定
する高さ推定部である。符号17は、高さ推定部16に
おいて推定された物体の状態に応じて、ロボット1の移
動経路を決定する移動経路決定部である。符号18は、
移動経路決定部17において決定された経路と高さ推定
部16において推定された物体高さとからロボット1の
足の着地位置を決定する着地位置決定部である。符号1
9は、着地位置決定部18において決定された着地位置
へ足を着地させるための制御を行う脚制御部である。
まれた画像データに基づいて、前景の物体の高さを推定
する高さ推定部である。符号17は、高さ推定部16に
おいて推定された物体の状態に応じて、ロボット1の移
動経路を決定する移動経路決定部である。符号18は、
移動経路決定部17において決定された経路と高さ推定
部16において推定された物体高さとからロボット1の
足の着地位置を決定する着地位置決定部である。符号1
9は、着地位置決定部18において決定された着地位置
へ足を着地させるための制御を行う脚制御部である。
【0012】次に、図2を参照して、図1に示すレーザ
光源11の詳細な構成を説明する。図2は、図1に示す
レーザ光源11の構成を示すブロック図である。図2に
おいて、符号21は、レーザ光を発光するレーザ発光部
である。符号22は、レーザ発光部21から発せられた
レーザ光を集光して細いビームにする集光レンズであ
る。符号23は、集光レンズ22によって細いビームに
されたレーザ光を複数のビームに分ける回折格子であ
り、図2の紙面に垂直な方向へビームを分けるものであ
る。符号24は、シリンドリカルレンズ等で構成される
ビーム拡散レンズであり、レーザ光のビームを1方向に
拡散してスリット光を生成するものである。このビーム
拡散レンズ24によって、複数のビームのそれぞれは、
拡散の角度が60°になるようにする。
光源11の詳細な構成を説明する。図2は、図1に示す
レーザ光源11の構成を示すブロック図である。図2に
おいて、符号21は、レーザ光を発光するレーザ発光部
である。符号22は、レーザ発光部21から発せられた
レーザ光を集光して細いビームにする集光レンズであ
る。符号23は、集光レンズ22によって細いビームに
されたレーザ光を複数のビームに分ける回折格子であ
り、図2の紙面に垂直な方向へビームを分けるものであ
る。符号24は、シリンドリカルレンズ等で構成される
ビーム拡散レンズであり、レーザ光のビームを1方向に
拡散してスリット光を生成するものである。このビーム
拡散レンズ24によって、複数のビームのそれぞれは、
拡散の角度が60°になるようにする。
【0013】なお、図2において、床面の位置関係を示
すと、符号4で示す直線が床面となり、符号Aの地点
が、ロボット1のつま先の位置となる。また、光学系装
置2をロボット1の腰の位置に取り付け、レーザ光を発
光した状態を図5の模式図で示す。図5において、符号
11はレーザ光源である。符号3は、床面4におけるレ
ーザ光源から発せられたレーザ光の照射範囲を示してい
る。ここでは、回折格子23によって、5つのビームに
分けられており、さらにビーム拡散レンズ24によって
5つのビームが60°に拡散されている。これらのレー
ザ光は、床面4に対して照射され、その反射光が基線長
カメラ12及び長基線長カメラ13によって撮像され
る。図5においては、図を分かり易くするために回折格
子23によって分けるビームの数を「5」としたが、実
際には、図5に示す角度Bが32°であり、角度Cが
1.6°である。したがって、ビームの数は「21」と
なる。
すと、符号4で示す直線が床面となり、符号Aの地点
が、ロボット1のつま先の位置となる。また、光学系装
置2をロボット1の腰の位置に取り付け、レーザ光を発
光した状態を図5の模式図で示す。図5において、符号
11はレーザ光源である。符号3は、床面4におけるレ
ーザ光源から発せられたレーザ光の照射範囲を示してい
る。ここでは、回折格子23によって、5つのビームに
分けられており、さらにビーム拡散レンズ24によって
5つのビームが60°に拡散されている。これらのレー
ザ光は、床面4に対して照射され、その反射光が基線長
カメラ12及び長基線長カメラ13によって撮像され
る。図5においては、図を分かり易くするために回折格
子23によって分けるビームの数を「5」としたが、実
際には、図5に示す角度Bが32°であり、角度Cが
1.6°である。したがって、ビームの数は「21」と
なる。
【0014】次に、図4を参照して、図1に示す短基線
長カメラ12及び長基線長カメラ13に備えられるレン
ズ系と光学フィルタについて説明する。図4は、2台の
カメラに備えられるレンズ系と光学フィルタの位置関係
を示す図である。この図において、符号31は、反射光
の像を撮像するためカメラ内に備えられたCCDであ
り、その受光面はカメラに備えられたレンズ系の光軸と
垂直になるように配置される。符号32は、光波長程度
の薄膜による干渉を利用し、特定の波長域の光のみを透
過する光学フィルタであり、CCD31の受光面と平行
になるように配置されている。
長カメラ12及び長基線長カメラ13に備えられるレン
ズ系と光学フィルタについて説明する。図4は、2台の
カメラに備えられるレンズ系と光学フィルタの位置関係
を示す図である。この図において、符号31は、反射光
の像を撮像するためカメラ内に備えられたCCDであ
り、その受光面はカメラに備えられたレンズ系の光軸と
垂直になるように配置される。符号32は、光波長程度
の薄膜による干渉を利用し、特定の波長域の光のみを透
過する光学フィルタであり、CCD31の受光面と平行
になるように配置されている。
【0015】この光学フィルタ32の透過波長帯域は、
図2に示すレーザ発光部21から発せられるレーザ光の
波長域に合わせられている。符号33は、測定対象の物
体表面において反射した光をCCD31の受光面に結像
させる像側テレセントリック光学系レンズである。像側
テレセントリック光学系レンズ33は、入射した光を全
て垂直にして出射するレンズであるため、出射する光
は、レンズ系の光軸に平行となる。ここでいう平行と
は、図4に示す点Dにおいて反射した光が、CCD31
において結像するときの光路(図4に示す符号E)と像
側テレセントリック光学系レンズ33の光軸とのなす角
が平行になることである。すなわち、光学フィルタ32
の入射面及びCCD31の受光面に対しては、垂直に入
射する。
図2に示すレーザ発光部21から発せられるレーザ光の
波長域に合わせられている。符号33は、測定対象の物
体表面において反射した光をCCD31の受光面に結像
させる像側テレセントリック光学系レンズである。像側
テレセントリック光学系レンズ33は、入射した光を全
て垂直にして出射するレンズであるため、出射する光
は、レンズ系の光軸に平行となる。ここでいう平行と
は、図4に示す点Dにおいて反射した光が、CCD31
において結像するときの光路(図4に示す符号E)と像
側テレセントリック光学系レンズ33の光軸とのなす角
が平行になることである。すなわち、光学フィルタ32
の入射面及びCCD31の受光面に対しては、垂直に入
射する。
【0016】この像側テレセントリック光学系レンズ3
3を用いることによって、CCD31の受光面と平行に
なるように配置された光学フィルタ32に対しても、反
射光が垂直になるように入射することが可能となる。こ
れによって、光学フィルタ32の透過波長帯域を、レー
ザ発光部21が発するレーザ光の波長域と一致させるこ
とが可能となり、外乱光がCCD31へ入射することを
防止することができる。また、光学フィルタ32を像側
テレセントリック光学系レンズ33とCCD31との間
に配置したため、広い視野角にしても光学フィルタ32
を透過する光の波長域を広げる必要がなくなる。
3を用いることによって、CCD31の受光面と平行に
なるように配置された光学フィルタ32に対しても、反
射光が垂直になるように入射することが可能となる。こ
れによって、光学フィルタ32の透過波長帯域を、レー
ザ発光部21が発するレーザ光の波長域と一致させるこ
とが可能となり、外乱光がCCD31へ入射することを
防止することができる。また、光学フィルタ32を像側
テレセントリック光学系レンズ33とCCD31との間
に配置したため、広い視野角にしても光学フィルタ32
を透過する光の波長域を広げる必要がなくなる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、自己が発したスリット光の反射光を撮像し、スリッ
ト光の発光位置と撮像位置の位置関係から物体までの距
離を測定する場合に、自己が発したレーザ光の波長域の
光のみを透過する光学フィルタの入射面に対して、前記
反射光が垂直に入射するように撮像光学系を構成したた
め、測定視野角を狭めることなく外乱光を除去すること
が可能となり、撮像される画像には、レーザ光の反射光
のみが撮像されるため、床面の測定や床面上に存在する
障害物の認識処理を簡単にすることができる。
ば、自己が発したスリット光の反射光を撮像し、スリッ
ト光の発光位置と撮像位置の位置関係から物体までの距
離を測定する場合に、自己が発したレーザ光の波長域の
光のみを透過する光学フィルタの入射面に対して、前記
反射光が垂直に入射するように撮像光学系を構成したた
め、測定視野角を狭めることなく外乱光を除去すること
が可能となり、撮像される画像には、レーザ光の反射光
のみが撮像されるため、床面の測定や床面上に存在する
障害物の認識処理を簡単にすることができる。
【図1】 本発明の一実施形態の構成を示すブロック図
である。
である。
【図2】 図1に示すレーザ光源11の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図3】 2足歩行ロボット1の外観を示す説明図であ
る。
る。
【図4】 図1に示す短基線長カメラ12及び長基線長
カメラ13に備えられるレンズ系と光学フィルタの位置
関係を示す図である。
カメラ13に備えられるレンズ系と光学フィルタの位置
関係を示す図である。
【図5】 光学系装置2からレーザ光を発光した状態を
示す模式図である。
示す模式図である。
1・・・ロボット、 2・・・光学系装置、 3・・・レーザ照射範囲、 4・・・床面、 11・・・レーザ光源、 12・・・短基線長カメラ、 13・・・長基線長カメラ、 14・・・発光制御部、 15・・・画像取り込み部、 16・・・高さ推定部、 17・・・移動経路決定部、 18・・・着地位置決定部、 19・・・脚制御部、 21・・・レーザ発光部、 22・・・集光レンズ、 23・・・回折格子、 24・・・ビーム拡散レンズ、 31・・・CCD、 32・・・光学フィルタ、 33・・・像側テレセントリック光学系レンズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA06 AA24 BB29 DD12 FF01 FF02 FF09 GG04 HH05 HH06 JJ03 JJ05 JJ26 LL04 LL08 LL22 LL42 LL59 NN20 PP01 PP25 QQ24 QQ28 5J084 AA05 AD05 AD07 BA03 BA34 BB02 BB10 CA03
Claims (2)
- 【請求項1】 自己が発したレーザ光の反射光を撮像
し、レーザ光の発光位置と撮像位置の位置関係から測定
対象物体までの距離を測定する距離測定装置であって、 前記距離測定装置は、 前記レーザ光を発するレーザ発光手段と、 前記レーザ光の前記物体表面における反射光を撮像する
画像撮像手段と、 前記画像撮像手段に対して前記反射光の像を結像させる
テレセントリック光学系レンズと、 前記テレセントリック光学系レンズと前記画像撮像手段
との間に該テレセントリック光学系レンズの光軸と垂直
に設けられ、前記レーザ発光手段から発せられるレーザ
光の波長域の光のみを透過する光学フィルタと、 を備えたことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項2】 自己が発したレーザ光の反射光を撮像
し、レーザ光の発光位置と撮像位置の位置関係から物体
までの距離を測定する距離測定方法であって、 前記距離測定方法は、 自己が発したレーザ光の波長域の光のみを透過する光学
フィルタの入射面に対して、前記反射光が垂直に入射す
るように撮像光学系を構成したことを特徴とする距離測
定方法。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2247321C1 (ru) * | 2003-06-30 | 2005-02-27 | Ледовский Анатолий Дмитриевич | Определитель местоположения объекта (варианты) |
| WO2011142462A1 (ja) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | 株式会社ブリヂストン | 帯状部材の形状測定方法とその装置 |
| CN103604371A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-02-26 | 上海华勤通讯技术有限公司 | 移动终端及其物体测量方法 |
| JP2017020876A (ja) * | 2015-07-10 | 2017-01-26 | 新日鐵住金株式会社 | 形状測定装置及び形状測定方法 |
| RU2669189C1 (ru) * | 2017-09-08 | 2018-10-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационный Центр Самоцвет" | Способ активной нелинейной фазовой радиодальнометрии |
| JP2019529957A (ja) * | 2016-10-03 | 2019-10-17 | ゼノマティクス ナムローゼ フェンノートシャップ | 物体までの距離を測定するためのシステム |
| CN111256606A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-06-09 | 北京航空航天大学 | 一种实时测量转静结构缝隙的设备及方法 |
| US11874374B2 (en) | 2016-12-30 | 2024-01-16 | Xenomatix Nv | System for characterizing surroundings of a vehicle |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7327440B2 (en) * | 2004-08-16 | 2008-02-05 | James N. Horn | Distance measuring device |
| US7358997B2 (en) * | 2004-12-30 | 2008-04-15 | Lexmark International, Inc. | Multiple resolution optical imager using single size image elements |
| JP5124864B2 (ja) * | 2006-06-07 | 2013-01-23 | 本田技研工業株式会社 | 光学装置および移動装置 |
| JP5252184B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2013-07-31 | アイシン精機株式会社 | 凹凸表面検査装置 |
| KR101686170B1 (ko) * | 2010-02-05 | 2016-12-13 | 삼성전자주식회사 | 주행 경로 계획 장치 및 방법 |
| CN103090845B (zh) * | 2013-01-15 | 2015-01-14 | 浙江成功软件开发有限公司 | 一种基于多影像的远程测距方法 |
| CN103499337B (zh) * | 2013-09-26 | 2015-07-15 | 北京航空航天大学 | 一种基于立式标靶的车载单目摄像头测距测高装置 |
| WO2015148604A1 (en) | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Space-time modulated active 3d imager |
| US9625571B1 (en) * | 2015-08-06 | 2017-04-18 | X Development Llc | Disabling robot sensors |
| US11204425B2 (en) | 2015-12-21 | 2021-12-21 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Image acquisition device for vehicles and vehicle provided with same |
| EP3396410A4 (en) | 2015-12-21 | 2019-08-21 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | IMAGE ACQUISITION DEVICE FOR VEHICLES, CONTROL DEVICE, VEHICLE HAVING IMAGE ACQUISITION DEVICE FOR VEHICLES AND CONTROL DEVICE, AND IMAGE ACQUISITION METHOD FOR VEHICLES |
| CN108431629B (zh) | 2015-12-21 | 2022-07-08 | 株式会社小糸制作所 | 车辆用图像获取装置、控制装置、包括了车辆用图像获取装置或控制装置的车辆和车辆用图像获取方法 |
| EP3396413A4 (en) | 2015-12-21 | 2019-08-21 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | VEHICLE APPARATUS FOR VEHICLES, CONTROL APPARATUS, VEHICLE EQUIPPED WITH THE IMAGE RECORDING DEVICE FOR VEHICLES AND THE CONTROL DEVICE IMAGE FORMULATION OF VEHICLES |
| US11726490B1 (en) | 2016-02-19 | 2023-08-15 | AI Incorporated | System and method for guiding heading of a mobile robotic device |
| US10901431B1 (en) * | 2017-01-19 | 2021-01-26 | AI Incorporated | System and method for guiding heading of a mobile robotic device |
| US10386847B1 (en) * | 2016-02-19 | 2019-08-20 | AI Incorporated | System and method for guiding heading of a mobile robotic device |
| US10293489B1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-05-21 | Ankobot (Shanghai) Smart Technologies Co., Ltd. | Control method and system, and cleaning robot using the same |
| EP3978950A4 (en) * | 2019-07-16 | 2023-07-26 | Canon Kabushiki Kaisha | OPTICAL DEVICE, AND VEHICLE-MOUNTED SYSTEM AND MOBILE DEVICE EQUIPPED THEREOF |
| US11346924B2 (en) | 2019-12-09 | 2022-05-31 | Waymo Llc | SiPM with cells of different sizes |
| JP7521216B2 (ja) * | 2020-03-24 | 2024-07-24 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 発光装置、光学装置、計測装置及び情報処理装置 |
| JP7480545B2 (ja) * | 2020-03-24 | 2024-05-10 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 発光装置、光学装置、計測装置及び情報処理装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4204772A (en) * | 1978-09-25 | 1980-05-27 | Recognition Systems, Inc. | Optical measuring system |
| JPH0615972B2 (ja) * | 1986-12-05 | 1994-03-02 | ライトロン株式会社 | 距離測定方法及びその装置 |
| JPS6465460A (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-10 | Hitachi Ltd | Space filter type speed measuring instrument |
| US4979815A (en) * | 1989-02-17 | 1990-12-25 | Tsikos Constantine J | Laser range imaging system based on projective geometry |
| JP2660929B2 (ja) * | 1989-04-19 | 1997-10-08 | ファナック株式会社 | Ccd固体撮像素子を用いたアークセンサ |
| JPH05119154A (ja) | 1991-10-30 | 1993-05-18 | Fujitsu Ten Ltd | 車載用レーザレーダ装置 |
| DE4242189C1 (de) | 1992-12-15 | 1994-03-31 | Leica Sensortechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Aufnehmen eines Entfernungsbildes |
| JPH07280532A (ja) | 1994-04-14 | 1995-10-27 | Nippon Steel Corp | 物体の形状検査装置 |
| JPH08313215A (ja) * | 1995-05-23 | 1996-11-29 | Olympus Optical Co Ltd | 2次元距離センサ |
| US5699161A (en) | 1995-07-26 | 1997-12-16 | Psc, Inc. | Method and apparatus for measuring dimensions of objects on a conveyor |
| JPH1038522A (ja) | 1996-07-22 | 1998-02-13 | Kyocera Corp | 3次元視覚センサ |
| US5812269A (en) | 1996-07-29 | 1998-09-22 | General Scanning, Inc. | Triangulation-based 3-D imaging and processing method and system |
| JP3417222B2 (ja) | 1996-08-07 | 2003-06-16 | 松下電器産業株式会社 | 実時間レンジファインダ |
| DE19721688B4 (de) | 1997-03-06 | 2012-12-27 | Institut Straumann Ag | Oberflächenerfassungseinrichtung und Verfahren zur Oberflächenerfassung |
| JP2000028317A (ja) | 1998-07-08 | 2000-01-28 | Omron Corp | 光式センサ |
| JP4298155B2 (ja) | 2000-11-17 | 2009-07-15 | 本田技研工業株式会社 | 距離測定装置、及び距離測定方法 |
-
2000
- 2000-10-30 JP JP2000331532A patent/JP2002139304A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-10-30 US US09/984,446 patent/US6683675B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2247321C1 (ru) * | 2003-06-30 | 2005-02-27 | Ледовский Анатолий Дмитриевич | Определитель местоположения объекта (варианты) |
| WO2011142462A1 (ja) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | 株式会社ブリヂストン | 帯状部材の形状測定方法とその装置 |
| CN103604371A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-02-26 | 上海华勤通讯技术有限公司 | 移动终端及其物体测量方法 |
| JP2017020876A (ja) * | 2015-07-10 | 2017-01-26 | 新日鐵住金株式会社 | 形状測定装置及び形状測定方法 |
| JP2019529957A (ja) * | 2016-10-03 | 2019-10-17 | ゼノマティクス ナムローゼ フェンノートシャップ | 物体までの距離を測定するためのシステム |
| JP7028878B2 (ja) | 2016-10-03 | 2022-03-02 | ゼノマティクス ナムローゼ フェンノートシャップ | 物体までの距離を測定するためのシステム |
| US11874374B2 (en) | 2016-12-30 | 2024-01-16 | Xenomatix Nv | System for characterizing surroundings of a vehicle |
| RU2669189C1 (ru) * | 2017-09-08 | 2018-10-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационный Центр Самоцвет" | Способ активной нелинейной фазовой радиодальнометрии |
| CN111256606A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-06-09 | 北京航空航天大学 | 一种实时测量转静结构缝隙的设备及方法 |
| CN111256606B (zh) * | 2020-03-18 | 2021-01-12 | 北京航空航天大学 | 一种实时测量转静结构缝隙的设备及方法 |
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