專利名稱：距離測量方法和距離測量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過利用兩個(gè)成像構(gòu)件拍攝被攝體而獲得具有視差的成對圖像和基于所述圖像測量圖像中各點(diǎn)距離的方法。本發(fā)明還涉及用于實(shí)施上述距離測量方法的裝置。
背景技術(shù)：
具有已知的方法，其中，通過其間設(shè)置有預(yù)定的基線長度的兩個(gè)成像構(gòu)件來拍攝被攝體從而得到具有視差的兩個(gè)圖像，并且基于所述圖像來測量圖像中各點(diǎn)的距離，如例如在日本未審專利公布No. 2000-283753所公開。利用這類距離測量方法產(chǎn)生立體圖像，和得到作為測量目標(biāo)的物體的三維位置數(shù)據(jù)。但是，也有這樣的情況，其中在如上所述采用兩個(gè)成像構(gòu)件的傳統(tǒng)距離測量方法中，在拍攝的被攝體中特定的視差量范圍之內(nèi)，基于視差量計(jì)算的距離數(shù)據(jù)中產(chǎn)生了大的誤差。日本未審查專利公布No. 8(1996)-075456公開了一項(xiàng)發(fā)明，其中將一對成像構(gòu)件稍微移動，以基于特征點(diǎn)的偏移(以亞像素單位計(jì)的移動量)校正距離數(shù)據(jù)，以便改進(jìn)測量的距離數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但是，這種校正是麻煩的，并且校正過程是耗時(shí)的。本發(fā)明鑒于前述情況而產(chǎn)生。本發(fā)明的目的是提供一種使用兩個(gè)成像構(gòu)件的距離測量方法，它能夠以簡單方式防止產(chǎn)生大的誤差。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供能夠?qū)嵤┧鼍嚯x測量方法的距離測量設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的距離測量方法是基于被攝體的圖像對中對應(yīng)點(diǎn)之間的視差量，獲得關(guān)于所述對應(yīng)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)的距離測量方法，所述圖像對通過用在其間設(shè)置了預(yù)定基線長度的兩個(gè)成像構(gòu)件拍攝被攝體而獲得，所述方法的特征在于以處于期望值的基線長度進(jìn)行第一次攝影操作；在第一次攝影操作之后進(jìn)行η次攝影操作，同時(shí)在每次攝影操作時(shí)將基線長度改變L (m+1/n)、L (m+2/n) · · · L (m+ (n-1) /n)，其中L是成像構(gòu)件的像素間距，m是任意自然數(shù)， η是大于或等于2的整數(shù)；從利用η次攝影操作獲得的視差量中，提取每次攝影操作共同的預(yù)定范圍內(nèi)的視
差量；和基于提取的視差量獲得距離數(shù)據(jù)。注意，拍攝三個(gè)以上具有視差的圖像并基于這些圖像中的對應(yīng)點(diǎn)獲得距離數(shù)據(jù)的技術(shù)，是已知的。同樣在這種情況下，如果相對于三個(gè)以上圖像之間的圖像對實(shí)施上面描述的每個(gè)處理，這樣的方法包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的距離測量方法中，希望當(dāng)改變基線長度時(shí)，一個(gè)成像構(gòu)件是固定的。改變基線長度可以是減少或增加基線長度。
在本發(fā)明的距離測量方法中，還希望提取的視差量要經(jīng)歷校正處理，以補(bǔ)償由基線長度的差異導(dǎo)致的改變；并希望基于處理后的視差量獲得距離數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的距離測量方法中，還希望根據(jù)所期望的距離輸出準(zhǔn)確度和所期望的距離輸出速度之一來改變η的值。同時(shí)，本發(fā)明的距離測量設(shè)備包含兩個(gè)成像構(gòu)件，在其間設(shè)置了預(yù)定的基線長度；和計(jì)算構(gòu)件，其基于被攝體的圖像對中對應(yīng)點(diǎn)之間的視差量，獲得關(guān)于所述對應(yīng)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，所述圖像對已經(jīng)通過用所述兩個(gè)成像構(gòu)件拍攝被攝體而獲得；其特征在于還包含移動構(gòu)件，用于在期間將基線長度設(shè)置在期望值的第一次攝影操作執(zhí)行之后，相對地移動所述兩個(gè)成像構(gòu)件，以便執(zhí)行η次攝影操作，同時(shí)在每次攝影操作時(shí)將基線長度改變L (m+l/n)、L (m+2/n) ...L(m+ (n-1) /n)，其中L是所述成像構(gòu)件的像素間距，m是任意自然數(shù)，以及η是大于或等于2的整數(shù)；和計(jì)算構(gòu)件，其被配置用于從利用η次攝影操作獲得的視差量中提取每次攝影操作共同的預(yù)定范圍內(nèi)的視差量，并基于提取的視差量得到距離數(shù)據(jù)。這里也同樣，改變基線長度可以是減少或增加基線長度。注意，在本發(fā)明的距離測量設(shè)備中，希望移動構(gòu)件移動一個(gè)成像構(gòu)件，同時(shí)保持另一個(gè)成像構(gòu)件在固定狀態(tài)?？梢詫⒈景l(fā)明的距離測量設(shè)備描述為還包含校正構(gòu)件，用于執(zhí)行校正處理以補(bǔ)償所提取的視差量由于基線長度的差異而產(chǎn)生的改變。存在這樣的情況，其中在采用兩個(gè)成像構(gòu)件的距離測量方法中，在拍攝的被攝體中特定的視差量范圍內(nèi)，基于視差量計(jì)算的距離數(shù)據(jù)產(chǎn)生了大誤差。產(chǎn)生這些大誤差的視差量范圍以對應(yīng)于成像構(gòu)件的像素間距的周期周期性地出現(xiàn)。本發(fā)明的距離測量方法鑒于前述事實(shí)而產(chǎn)生。也就是說，第一次攝影操作用設(shè)置成任意值的基線長度進(jìn)行。然后，進(jìn)行η次攝影操作，同時(shí)在每次攝影操作時(shí)將基線長度改變L (m+1/n)、L (m+2/n) · · · L (m+ (n-1) /n)，其中L是成像構(gòu)件的像素間距，m是任意自然數(shù)， 以及η是大于或等于2的整數(shù)。然后，從利用η次攝影操作獲得的視差量之間，提取每次攝影操作共同的預(yù)定范圍內(nèi)的視差量。最后，基于提取的視差量獲得距離數(shù)據(jù)。因此，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置預(yù)定范圍，可以利用不導(dǎo)致產(chǎn)生距離數(shù)據(jù)中的大誤差的視差量，來得到距離數(shù)據(jù)。注意，在本發(fā)明的距離測量方法中，可以采用在改變基線長度的同時(shí)固定一個(gè)成像構(gòu)件的構(gòu)造。這種情況下，三維空間的原點(diǎn)可以與固定的成像構(gòu)件相關(guān)連。因此，能夠便于后面描述的視差量的組合和距離數(shù)據(jù)的組合。另外，在本發(fā)明的距離測量方法中，可采用下面的構(gòu)造其中將提取的視差量經(jīng)歷校正處理以補(bǔ)償由于基線長度的差異而產(chǎn)生的改變；并基于處理過的視差量獲得距離數(shù)據(jù)。這種情況下，可以防止由于基線長度的改變而產(chǎn)生的誤差，并且變得有可能得到準(zhǔn)確的距離數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的距離測量方法中，可以采用這樣的構(gòu)造，其中η的值根據(jù)期望的距離輸出準(zhǔn)確度和期望的距離輸出速度之一而改變。這種情況下，可以促進(jìn)實(shí)現(xiàn)期望的距離輸出準(zhǔn)確度或期望的距離輸出速度。也就是說，如果η的值增加，攝影操作的次數(shù)也增加。直到測量距離最終輸出所需要的時(shí)間量變長，以及距離輸出速度降低。但是，η值越大，可以提取和利用到誤差量越小的視差量，并因此提高距離輸出準(zhǔn)確度。與以上相反，如果η值降低，距離輸出速度提高，而距離輸出準(zhǔn)確度變差。因?yàn)檫@些傾向，可以通過在期望的距離輸出準(zhǔn)確度高的情況下將η值設(shè)置得大、和通過在期望的距離輸出速度高的情況下將η值設(shè)置得小，來促進(jìn)實(shí)現(xiàn)期望的距離輸出準(zhǔn)確度或期望的距離輸出速度。如上所述，本發(fā)明的距離測量設(shè)備包括兩個(gè)成像構(gòu)件，其間設(shè)置預(yù)定的基線長度；和計(jì)算構(gòu)件，其基于被攝體的圖像對中對應(yīng)點(diǎn)之間的視差量，獲得關(guān)于所述對應(yīng)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，所述圖像對已經(jīng)通過用所述兩個(gè)成像構(gòu)件拍攝被攝體而獲得；其特征在于還包含移動構(gòu)件，用于在期間將基線長度設(shè)置在期望值的第一次攝影操作進(jìn)行之后，相對地移動所述兩個(gè)成像構(gòu)件，以便執(zhí)行η次攝影操作，同時(shí)在每次攝影操作時(shí)將基線長度改變L (m+1/n)，L (m+2/n) ...L(m+ (n-1) /n)，其中L是所述成像構(gòu)件的像素間距，m是任意自然數(shù)，以及η是大于或等于2的整數(shù)；和計(jì)算構(gòu)件，其被配置用于從利用η次攝影操作獲得的視差量中提取每次攝影操作共同的預(yù)定范圍內(nèi)的視差量，并基于提取的視差量得到距離數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明的距離測量設(shè)備能夠執(zhí)行本發(fā)明的距離測量方法?？梢圆捎孟率鰳?gòu)造，其中本發(fā)明的距離測量設(shè)備還包括校正構(gòu)件，用于執(zhí)行校正處理，以補(bǔ)償提取的視差量由于基線長度差異而產(chǎn)生的變化。這種情況下，可以防止由于基線長度改變而產(chǎn)生的誤差，并且變得有可能得到準(zhǔn)確的距離數(shù)據(jù)。附圖簡述圖1是側(cè)視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的距離測量設(shè)備的整個(gè)結(jié)構(gòu)。圖2是方框圖，說明了圖1的裝置的主要部件。圖3是流程圖，說明了由圖1的裝置執(zhí)行的處理的步驟。圖4是圖集，示出了視差量和誤差之間的關(guān)系，并用于說明要提取的視差量。圖5是圖集，示出了視差性質(zhì)的例子，并用于說明要提取的視差量。圖6是圖集，示出了視差量根據(jù)基線長度的變化。圖7是圖集，說明了用于校正圖6中示出的變化的處理。圖8是方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方案的距離測量設(shè)備的主要部件。圖9是流程圖，說明了由圖8的裝置執(zhí)行的處理的步驟。圖10是方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方案的距離測量設(shè)備的主要部件。圖11是流程圖，說明了由圖10的裝置執(zhí)行的處理的步驟。具體實(shí)施例說明以下，將參考


本發(fā)明的實(shí)施方案。圖1是側(cè)視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的距離測量設(shè)備的整個(gè)結(jié)構(gòu)。圖2是方框圖，示出了圖1所繪的控制裝置20與立體照相機(jī)10和立體照相機(jī)驅(qū)動部21在一起的構(gòu)造。第一個(gè)實(shí)施方案的距離測量設(shè)備被應(yīng)用于例如三維測量設(shè)備。如圖1繪出的，所述距離測量設(shè)備配備有立體照相機(jī)10，其具有兩個(gè)數(shù)字照相機(jī)IlA和IlB ；底座12 ；支架13，其設(shè)置成從底座12直立延伸；軌道15，其保持?jǐn)?shù)字照相機(jī)IlA和11B，使得它們能夠在圖1的水平方向上活動，從而拍攝測量對象14 ；立體照相機(jī)驅(qū)動部21，用于沿著軌道15移動數(shù)字照相機(jī)IlA ；和控制裝置20，用于控制立體照相機(jī)10和立體照相機(jī)驅(qū)動部21。如圖2所示，控制裝置20配備有控制部22，用于控制立體照相機(jī)10和立體照相機(jī)驅(qū)動部21的操作；視差計(jì)算部23，用于接收從數(shù)字照相機(jī)IlA和IlB輸出的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)；與視差計(jì)算部23連接的記錄判定部M ；與記錄判定部M連接的距離計(jì)算部25 ；和與距離計(jì)算部25連接的記錄部26。控制裝置20由已知的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(未顯示)構(gòu)成，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含計(jì)算部、存儲部、接口、顯示構(gòu)件等等。接下來，將參考圖3描述由控制裝置20執(zhí)行的距離測量處理的流程。首先，所述處理在步驟STl啟動，控制裝置20獲得由數(shù)字照相機(jī)IlA和IlB在步驟ST2處拍攝測量對象 14時(shí)，從它們輸出的圖像數(shù)據(jù)所形成的多對的圖像數(shù)據(jù)集?？刂蒲b置20基于圖像獲取期間通過接口(未顯示)輸入的命令控制立體照相機(jī)驅(qū)動部21的操作，使得數(shù)字照相機(jī)IlA和 IlB之間在第一次攝影操作期間具有預(yù)定的基線。然后，數(shù)字照相機(jī)IlA移動預(yù)定距離，并執(zhí)行第二次攝影操作。每次攝影操作獲得從數(shù)字照相機(jī)IlA和IlB各自輸出的圖像數(shù)據(jù)， 因此，在本例中，得到兩對的圖像數(shù)據(jù)集。在步驟ST3，控制裝置20利用圖2的視差計(jì)算部23，基于每對中表示圖像的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算每對圖像中對應(yīng)點(diǎn)的視差量。注意，搜索對應(yīng)點(diǎn)和計(jì)算視差量可以通過已知的方法、例如在日本未審專利公布No. 10(1998)-320561和2008-190868中描述的方法執(zhí)行。接下來，控制裝置20利用圖2的記錄判定部對，執(zhí)行步驟ST4至ST7的處理。在步驟ST4時(shí)，記錄判定部M判斷每對圖像中的每對對應(yīng)點(diǎn)(對應(yīng)像素)的視差量是否在兩個(gè)預(yù)定閾值之間，也就是說，在后面要描述的預(yù)定范圍內(nèi)。在一對對應(yīng)點(diǎn)的視差量在預(yù)定范圍之內(nèi)的情況下，所述視差量在步驟ST5被判定為用于記錄的對象。在一對對應(yīng)點(diǎn)的視差量落在預(yù)定范圍之外的情況下，所述視差量在步驟ST6被判定為用于刪去的對象。將判定結(jié)果與表示視差量的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，并發(fā)送到以下處理。接著，在步驟ST7處控制裝置20判斷圖像對中的所有對應(yīng)像素對是否都已經(jīng)完成了以上判定處理。在沒有完成判定處理的情況下，所述處理返回到步驟ST4，而在判定處理已經(jīng)完成的情況下，所述處理繼續(xù)前進(jìn)到步驟 ST8。接下來，控制裝置20利用圖2的距離計(jì)算部25，執(zhí)行步驟ST8至STlO的處理。在步驟ST8，距離計(jì)算部25基于每對圖像中對應(yīng)點(diǎn)的視差量，計(jì)算各個(gè)對應(yīng)點(diǎn)的距離，也就是從數(shù)字照相機(jī)IlA和IlB到拍攝的測量對象14的表面上各點(diǎn)的距離。然后，在步驟ST9， 控制裝置20在圖2的記錄部沈中，記錄表示根據(jù)在步驟ST5被判定為用于記錄的對象的視差量而得到的距離的數(shù)據(jù)。接著，在步驟ST10，控制裝置20判斷是否所有圖像對(在本例中為兩對)都已經(jīng)完成了距離計(jì)算處理。在沒有完成所有圖像對的距離計(jì)算處理的情況下，處理返回到步驟ST3，而在已經(jīng)完成所有圖像對的距離計(jì)算處理的情況下，處理繼續(xù)前進(jìn)到步驟STll并結(jié)束。注意，當(dāng)獲得關(guān)于測量對象14的表面上各點(diǎn)的三維位置數(shù)據(jù)時(shí)，利用記錄部沈中記錄并表示距離的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生表示距立體照相機(jī)10的距離的數(shù)據(jù)，也就是深度數(shù)據(jù)。圖4是圖集，用于說明從表示如上所述得到的視差量的數(shù)據(jù)中提取要提取的視差量的處理。圖4中數(shù)字1指示的圖形是示出計(jì)算的視差量和誤差之間關(guān)系的圖。注意，在本文中，視差量表示為相對于數(shù)字照相機(jī)IlA和IlB的成像表面上距離的距離。更具體地說，視差量表示為相對于成像元素的像素間距的距離。N至N+1以及N+1至N+2對應(yīng)于單個(gè)像素間距。如本文所說明，誤差基本上對應(yīng)于視差量周期性改變，變化的周期是單個(gè)像素間距。在下文中，像素間距稱為“L”。為了采用誤差量小的視差量來計(jì)算距離，首先，N被指定為是與利用第一次攝影操作得到的圖像對相關(guān)的視差量中的正整數(shù)(參看圖4中用數(shù)字2指示的圖)，并提取從 N-0. 25L至N+0. 25L的范圍內(nèi)的視差量，同時(shí)刪去其余視差量，也就是圖4中用數(shù)字2指示的圖中陰影線部分指示的視差量。這是在圖3的步驟ST5和ST6中執(zhí)行的處理。用這樣的方式提取的視差量是具有以仏貼1、貼2...的值為中心的士 0.25L范圍內(nèi)的視差量，N、N+1、 N+2...的值是誤差量最小的值。圖4中數(shù)字3指示的圖示出了利用第二次攝影操作得到的一對圖像的視差量。雖然圖4中未顯示，但這些視差量的誤差性質(zhì)與圖4中用數(shù)字1指示的圖形中示出的誤差性質(zhì)相同。也就是說，視差量中的誤差在Ν、Ν+1、Ν+2處變得最小，并以等于像素間距的周期出現(xiàn)周期性波動。同樣地，相對于圖4中用數(shù)字3指示的圖中示出的視差量來執(zhí)行圖3的步驟 ST5和ST6的處理。也就是說，N被指定為正整數(shù)，提取從N-0. 25L至N+0. 25L的范圍內(nèi)的視差量，同時(shí)刪去其余視差量，即陰影線部分指示的視差量。注意，這種情況下，值N-0. 25L 和N+0. 25L是前述的閾值。本文中，第一次攝影操作和第二次攝影操作之間，基線長度被改變L/2。因此，從圖 4中用數(shù)字3指示的圖中提取的視差量的范圍(白色長方形)所指示的距離，與圖4中它們直接上方的用數(shù)字2指示的圖的陰影線部分表示的視差量范圍所指示的距離相同。反之， 從圖4中用數(shù)字2指示的圖中提取的視差量的范圍(白色長方形)所指示的距離，與圖4 中它們直接下方的用數(shù)字3指示的圖的陰影線部分表示的視差量范圍所指示的距離相同。將從圖4中用數(shù)字2指示的圖中提取的視差量與從圖4中用數(shù)字3指示的圖中提取的視差量合成，使得相互補(bǔ)間，并據(jù)此計(jì)算距離數(shù)據(jù)，可以得到其中沒有間隙的距離數(shù)據(jù)?；蛘?，可以根據(jù)從圖4中用數(shù)字2指示的圖中提取的視差量得到距離數(shù)據(jù)，可以根據(jù)從圖4中用數(shù)字3指示的圖中提取的視差量得到距離數(shù)據(jù)，以及得到的距離數(shù)據(jù)可以被合成以相互補(bǔ)間。接下來，將參考圖4中用數(shù)字4至7指示的圖來描述本發(fā)明的替代實(shí)施方案。在上面描述的實(shí)施方案中，m的值設(shè)為0，η的值設(shè)為2，致使第一次攝影操作之后基線長度減少L/2，總共執(zhí)行兩次攝影操作(從兩個(gè)位置攝影)。相反，在替代實(shí)施方案中，m的值設(shè)為 0，n的值設(shè)為4。在以任意設(shè)置的基線長度執(zhí)行第一次攝影操作之后，基線長度被減少L/4、 2L/4和3L/4，以總共執(zhí)行四次攝影操作(從四個(gè)位置攝影)。這種情況下，從利用第一次、第二次、第三次和第四次攝影操作得到的視差量中提取和刪去的視差量，分別是圖4中用數(shù)字4至7指示的圖中表示的白色長方形和陰影線部分。這種情況下，提取在N-0. 125L至N+0. 125L的范圍內(nèi)的視差量。下面，將更詳細(xì)描述在所述替代實(shí)施方案中提取和刪去的視差量。將考慮，例如， 在圖5的左上側(cè)圖形中示出的視差性質(zhì)G。如果在不改變攝影位置的總共四次攝影操作中得到這樣的視差性質(zhì)、并如上所述提取和刪去視差量的話，從利用第一次、第二次、第三次和第四次攝影操作期間得到的視差量中刪去和提取的視差量，將分別是圖5中用數(shù)字1至 4指示的圖中示出的陰影線部分和所述陰影線部分之間的部分所指示的視差量。但是，在本實(shí)施方案中，四次攝影操作是從不同的位置執(zhí)行的。因此，刪去和提取的視差量分別是由圖6中用數(shù)字1至4指示的圖中示出的陰影線部分和所述陰影線部分之間的部分指示的視差量。這種情況下，如果合成陰影線部分之間的范圍并根據(jù)合成的視差量得到距離數(shù)據(jù)的話，則將在距離數(shù)據(jù)中產(chǎn)生誤差。為了防止產(chǎn)生這樣的誤差，可以對圖6 中數(shù)字用2至4指示的圖的陰影線部分之間的視差量針對由于攝影位置與第一次攝影操作的位置不同導(dǎo)致發(fā)生的差異執(zhí)行補(bǔ)償處理。然后，可以合成圖7中用數(shù)字2至4指示的圖中示出的處理過的視差量。接下來，將參考圖8描述根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案的距離測量設(shè)備。注意，與參考圖2描述的元件相同的元件將用相同的參照數(shù)字表示，對其的多余描述只要沒有特別的需要，將被省略(這同樣適用于后來的實(shí)施方案)。第二個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備能夠選擇雙位置攝影、四位置攝影等等?？刂蒲b置120裝備有移動量設(shè)定部30。第二個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備與圖2示出的設(shè)備基本只在這一點(diǎn)上不同。接著，將參考圖9描述第二個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備執(zhí)行的處理。首先，所述處理在步驟 STl啟動?？刂蒲b置120在步驟ST20判定數(shù)字照相機(jī)IlA的單個(gè)移動操作的移動量，所述移動量通過接口(未顯示)在移動量設(shè)定部中指定。在判定結(jié)果是1/2像素的情況下，也就是在η值是2的情況下，所述處理繼續(xù)前進(jìn)到步驟ST21。在步驟ST21，執(zhí)行第一次攝影操作和第二次攝影操作，在第二次攝影操作中，移動數(shù)字照相機(jī)IlA以將基線長度縮短對應(yīng)于1/2像素的距離即L/2。另一方面，在步驟ST20處判定結(jié)果是1/4像素的情況下，也就是說在η值是4的情況下，所述處理繼續(xù)前進(jìn)到步驟ST22。在步驟ST22處，執(zhí)行第一次攝影操作，其中數(shù)字照相機(jī)1IA設(shè)置在起始位置；第二次攝影操作，其中數(shù)字照相機(jī)1IA從起始位置移動以將基線長度縮短對應(yīng)于1/4像素的距離即L/4 ；第三次攝影操作，其中數(shù)字照相機(jī)IlA從原始位置移動以將基線長度縮短2L/4的距離；和第四次攝影操作，其中數(shù)字照相機(jī)IlA從原始位置移動以將基線長度縮短3L/4的距離。在完成從兩個(gè)位置或從四個(gè)位置的攝影操作之后，控制裝置120在步驟ST23處獲得由數(shù)字照相機(jī)IlA和IlB輸出的圖像數(shù)據(jù)形成的多對圖像數(shù)據(jù)組。然后，對應(yīng)于數(shù)字照相機(jī)IlA的移動量，設(shè)定用于提取視差量的閾值。閾值可以是例如以前對從兩個(gè)位置攝影和從四個(gè)位置攝影所描述的閾值。所述處理然后繼續(xù)前進(jìn)到步驟ST3，其與圖3的步驟ST3 相同。之后的處理流程與參考圖3所描述的相同。接下來，將參考圖10描述根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方案的距離測量設(shè)備。第三個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備能夠執(zhí)行校正處理，以補(bǔ)償由于基線長度差異所致的視差量波動，這種處理在前面參考圖7描述過。控制設(shè)備220裝備有執(zhí)行校正處理的視差校正部40。另外，第三個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備執(zhí)行處理，以合成根據(jù)校正后的視差量計(jì)算的距離數(shù)據(jù)。控制設(shè)備220 裝備有執(zhí)行合成處理的合成部41。第三個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備基本只在這些點(diǎn)上與圖2示出的實(shí)施方案不同。接著，將參考圖11描述第三個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備執(zhí)行的處理。步驟STl至ST8的處理與參考圖3所描述的相同。當(dāng)完成步驟ST8的處理時(shí)，控制設(shè)備220在步驟ST30只將作為用于記錄的對象的視差量記錄在存儲器(未顯示)內(nèi)。接著，在步驟STlO，控制裝置220判定是否對所有圖像對都已經(jīng)完成了從步驟STl 至ST30的處理。在沒有對所有圖像對完成處理的情況下，處理返回到步驟ST3，而在已經(jīng)對所有圖像對完成處理的情況下，處理繼續(xù)前進(jìn)到步驟ST32。在步驟ST32，控制裝置220針對第二次和后面的攝影操作，獲得表示數(shù)字照相機(jī) IlA從基準(zhǔn)位置(第一次攝影操作期間的位置)的移動量的數(shù)據(jù)。在移動量由操作者通過接口等指定的情況下，從儲存了所述數(shù)據(jù)的存儲器等獲得所述移動量數(shù)據(jù)。接著，在步驟 ST33處，控制裝置220根據(jù)獲得的移動量數(shù)據(jù)校正視差量，所述視差量在各次攝影操作期間獲得、被指定為用于記錄的對象、并儲存在存儲器中。校正處理與前面參考圖6和圖7描述的相同。之后，在步驟ST8，控制裝置220利用圖10的距離計(jì)算部25，根據(jù)校正后的視差量計(jì)算各對應(yīng)點(diǎn)的距離。接著，控制裝置220在步驟ST35合成表示距離的數(shù)據(jù)。執(zhí)行合成處理，而不是前面描述的用于合成圖4中用數(shù)字2指示的圖中的提取視差量和圖4中用數(shù)字3 指示的圖中的提取視差量的處理。也就是說，根據(jù)從圖4中用數(shù)字2指示的圖中提取的視差量得到距離數(shù)據(jù)，根據(jù)從圖4中用數(shù)字3指示的圖中提取的視差量得到距離數(shù)據(jù)，并將得到的距離數(shù)據(jù)合成以相互補(bǔ)間。接下來，在步驟ST36，控制裝置220在圖10的記錄部沈中記錄合成的距離數(shù)據(jù)。 所述處理在步驟STll結(jié)束。前面描述了 η值設(shè)定為2和4的實(shí)施方案。但是，η值不局限于這些值，可以應(yīng)用具有3以上值的其它正整數(shù)。另外，在上面描述的實(shí)施方案中，m的值設(shè)為0。但是，m的值可以是具有1以上值的任何整數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種距離測量方法，用于根據(jù)被攝體的圖像對中對應(yīng)點(diǎn)之間的視差量，獲得關(guān)于所述對應(yīng)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，所述圖像對用兩個(gè)在其間設(shè)置有預(yù)定基線長度的成像構(gòu)件拍攝被攝體而獲得，所述方法的特征在于以設(shè)定為任意值的基線長度進(jìn)行第一次攝影操作；在第一次攝影操作之后進(jìn)行η次攝影操作，同時(shí)在每次攝影操作時(shí)將基線長度改變 L (m+1/n)、L (m+2/n) · · · L (m+ (n-1) /n)，其中L是成像構(gòu)件的像素間距，m是任意自然數(shù)，以及η是大于或等于2的整數(shù)；從利用η次攝影操作獲得的視差量中提取每次攝影操作共同的預(yù)定范圍內(nèi)的視差量；和基于提取的視差量獲得距離數(shù)據(jù)。
2.權(quán)利要求1限定的距離測量方法，其特征在于 改變基線長度時(shí)，固定一個(gè)成像構(gòu)件。
3.權(quán)利要求1和權(quán)利要求2的任一項(xiàng)限定的距離測量方法，其特征在于 提取的視差量經(jīng)歷校正處理，以補(bǔ)償由于基線長度的差異引起的變化；和基于處理過的視差量獲得距離數(shù)據(jù)。
4.權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)限定的距離測量方法，其特征在于根據(jù)期望的距離輸出準(zhǔn)確度和期望的距離輸出速度中的一種改變η的值。
5.一種距離測量設(shè)備，其包括兩個(gè)成像構(gòu)件，在其間設(shè)置預(yù)定的基線長度；和計(jì)算構(gòu)件，其基于被攝體的圖像對中對應(yīng)點(diǎn)之間的視差量，獲得關(guān)于所述對應(yīng)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，所述圖像對用所述兩個(gè)成像構(gòu)件拍攝被攝體而獲得；其特征在于還包括移動構(gòu)件，用于在進(jìn)行期間將基線長度設(shè)置在任意值的第一次攝影操作之后，相對地移動所述兩個(gè)成像構(gòu)件，以便執(zhí)行η次攝影操作，同時(shí)在每次攝影操作時(shí)將基線長度改變 L(m+l/n)、L(m+2/n) · · . L(m+(n-1)/n)，其中L是所述成像構(gòu)件的像素間距，m是任意自然數(shù)，以及η是大于或等于2的整數(shù)；和計(jì)算構(gòu)件，其被配置用于從利用η次攝影操作獲得的視差量中提取每次攝影操作共同的預(yù)定范圍內(nèi)的視差量，以及基于提取的視差量得到距離數(shù)據(jù)。
6.權(quán)利要求5限定的距離測量設(shè)備，其特征在于所述移動構(gòu)件移動一個(gè)成像構(gòu)件，同時(shí)將另一個(gè)成像構(gòu)件保持在固定的狀態(tài)。
7.權(quán)利要求5和權(quán)利要求6的任一項(xiàng)限定的距離測量設(shè)備，其特征在于還包括校正構(gòu)件，用于執(zhí)行校正處理以補(bǔ)償所提取的視差量由于基線長度的差異而產(chǎn)生的變化。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種距離測量方法，其包括以下步驟利用兩個(gè)成像構(gòu)件拍攝被攝體，兩個(gè)成像構(gòu)件之間設(shè)置了預(yù)定的基線長度；和獲得關(guān)于拍攝的圖像對中對應(yīng)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)。利用期望值的基線長度執(zhí)行第一次攝影操作。然后，執(zhí)行n次攝影操作，同時(shí)在每次攝影操作時(shí)將基線長度改變L(m+1/n)、L(m+2/n)...L(m+(n-1)/n)，其中L是成像構(gòu)件的像素間距，m是任意自然數(shù)，以及n是大于或等于2的整數(shù)。從利用視差計(jì)算部(23)為n次攝影操作獲得的視差量中，通過記錄判定部(24)提取每次攝影操作共同的預(yù)定范圍內(nèi)的視差量。根據(jù)提取的視差量獲得距離數(shù)據(jù)。
文檔編號G01C3/06GK102362147SQ20108001369
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者增田智紀(jì) 申請人:富士膠片株式會社