图像生成装置、图像生成方法以及图案光生成装置制造方法及图纸

图像生成装置具有摄像部(11)、投影部(22)以及距离信息生成部(18)，投影图案包含在第1方向排列有多行并且在第2方向排列有多列的单位图案。多个光点是由作为状态彼此不同的光点的第1点和第2点构成的，排列在第1方向的单位图案具有彼此相同的光点排列，排列在第2方向的单位图案具有彼此不同的光点排列，在各个单位图案中，排列在第1方向的多个光点中的第1点的个数在第2方向的各行中是相同的固定数，在单位图案以外的部位，第2方向的与单位图案相同长度的行中包含的第1点的个数在第2方向的任意行中都与所述固定数不同。

Image generating device, image generating method and pattern generating device

The image generating device has an image camera unit (11), a projection unit (22), and a distance information generating unit (18). The projection pattern includes a unit pattern that is arranged in a first direction and is arranged in a multi column in the second direction. Multiple points of light are made up of first and second points of light points that are different from each other. The unit patterns arranged in the first direction are arranged with the same light points, and the unit patterns arranged in the second direction are arranged with different light points. In each unit pattern, first points of the multiple light points in the first direction are arranged in each unit pattern. The number of the number in the second direction is the same fixed number. Outside the unit pattern, the number of the first points contained in the second direction of the line with the same length of the unit pattern is different from the fixed number in the second direction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像生成装置、图像生成方法以及图案光生成装置
本专利技术涉及与由摄像部生成的摄像图像(摄像信号)对应地取得表示到存在于由摄像部拍摄的空间(摄像空间)内的物体(被摄体)的距离的距离信息的图像生成装置、图像生成方法以及图案光生成装置。
技术介绍
以往，作为车辆周边监控装置，公知的是具有：摄像机，其对监控区域进行拍摄；投光器，其向监控区域照射图案光(亮点图案)；数据处理部，其通过对由摄像机生成的图案光的反射光的图像数据进行处理，由此检测障碍物等的存在；以及切换单元，其当车辆周边的照度在预先设定的值以下时，使显示器装置显示由数据处理部检测到的障碍物等以替代监控区域的状态(例如参考专利文献1)。另外，提出了一种能够实现光学测距的方法。该方法例如具有以下步骤：从照明组件将一维斑点图案投射到目标区域内；捕捉一维斑点图案的多个基准图像；在目标区域内捕捉被投摄到物体表面上的一维斑点图案的试验图像；为了识别具有与试验图像内的一维斑点图案最紧密匹配的一维斑点图案的基准图像，对试验图像和基准图像进行比较；以及根据从照明组件到识别出的基准图像的距离，估计物体的位置(例如参照专利文献2)。然而，在上述以往的装置和方法中，需要在摄像图像与多个基准图像之间进行用于计算基于图案匹配的相关值的运算，因此存在该运算的运算量较大这样的问题。为此，提出了如下方法：在投射的图案光中使连接4个光点而成的四边形状图案即光斑周期性地出现，根据光斑周围的光点的点亮和非点亮的组合，将光斑识别成其他光斑(例如参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-87377号公报(例如，权利要求1、2)专利文献2：日本特表2009-528514号公报(例如，权利要求1、第0001、0006、0007段)专利文献3：国际公开第2014/080937号专利文献4：日本特开2007-17643号公报(第0003、0004段)
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在根据衍射光栅与激光的组合投射图案光的投光器中，被投射的光点的大小不根据被摄体距离而发生变化，但是光点之间的距离与被摄体距离成比例地增大。因此，在到被摄体的距离较远的情况下，摄像图像上的光点变小，光点的像形成在图像传感器的像素与像素之间，从而有可能从摄像图像中消失。另外，由于图像传感器产生的噪声，有时会在实际上没有投射光点的位置误检测为投射了光点。在发生上述的光点消失或者误检测的情况下，连接4个光点而成的四边形状图案即光斑有可能无法被识别为光斑，或者被错误地识别成其他光斑。本专利技术正是为了解决上述现有技术的课题而完成的，其目的在于，提供一种图像生成装置、图像生成方法以及图案光生成装置，即使发生光点消失或误检测也能够根据周围的光点进行还原，能够与由摄像部生成的摄像信号对应地取得到被摄体的距离信息。用于解决课题的手段本专利技术的图像生成装置的特征在于，具有：摄像部，其通过拍摄摄像空间来生成摄像信号；投影部，其通过向所述摄像空间投射图案光，在存在于所述摄像空间内的被摄体上形成作为投影像的投影图案；分离部，其根据在没有投射所述图案光时生成的所述摄像信号和在投射了所述图案光时生成的所述摄像信号，生成投影像成分的图像信号和不包含所述投影图案的成分的背景成分的图像信号；以及距离信息生成部，其预先存储有所述投影图案内的各光点的位置与投影角之间的关系，根据所述投影图案内的各光点的位置与投影角之间的关系以及所述投影像成分的所述图像信号，确定由所述摄像部拍摄到的所述投影图案内的各光点的投影角，根据所确定的所述投影角求出到被投射所述各光点的所述被摄体的距离，生成表示所述距离的距离信息，所述投影图案包含在第1方向排列有多行并且在与所述第1方向正交的第2方向排列有多列的多个单位图案，多个所述光点是由作为状态彼此不同的光点的第1点和第2点构成的，排列在所述第1方向的多个单位图案具有彼此相同的光点排列，排列在所述第2方向的多个单位图案具有彼此不同的光点排列，在所述多个单位图案的各个单位图案中，排列在所述第1方向的多个光点中的所述第1点的个数在所述第2方向的各行中是相同的固定数，在所述单位图案以外的部位，所述第2方向的与单位图案相同长度的行中包含的所述第1点的个数在所述第2方向的任意行中都与所述固定数不同。专利技术效果根据本专利技术，由于第1方向(垂直方向)的单位图案宽度内包含的第1点(例如点亮点)的个数被设定成固定数(第1固定数)，因此，即使在点亮点消失的情况下或者将噪声误检测为点亮点的情况下，也能够根据垂直方向的光点排列判断图案信息的妥当性，从而进行光点的错误修正。因此，即使在被摄体位于远处的情况下，也能够取得到被摄体的准确的距离信息。另外，根据本专利技术，由于第2方向(水平方向)的单位图案宽度内包含的第1点(例如点亮点)的个数仅当在单位图案的边界之间进行计数的情况下，计数值在全部线(行)中才是固定数(第2固定数)，因此，即使不设置明确的图案边界识别用的码，也能够根据光点排列估计单位图案的水平方向的边界，从而进行单位图案的识别。因此，能够准确地进行单位图案的识别，能够取得到被摄体的准确的距离信息。附图说明图1是概略地示出本专利技术的第1实施方式的图像生成装置的结构的框图。图2是概略地示出第1实施方式的图像生成装置的投影部、摄像部以及由摄像部拍摄的摄像空间的图。图3是示出第1实施方式的图像生成装置的投影部、摄像部与构成由于投射图案光而产生的投影图案的光点之间的位置关系的图。图4是概略地示出图1的投影部的结构例的图。图5是概略地示出图1的分离部的结构例的框图。图6的(a)～(d)是示出图5的分离部的动作的图。图7是示出第1实施方式的图案光的投影像即投影图案的一例的图。图8是用“1”(点亮点)和“0”(非点亮点)示出第1实施方式的投影图案的一例的图。图9是按照每行(水平线)和每列(垂直线)示出第1实施方式的投影图案内的1个单位图案中包含的点亮点的个数的图。图10是示出将第1实施方式的投影图案内的多个单位图案排列在水平方向时应该满足的条件的图。图11是概略地示出图1的距离信息生成部的结构的框图。图12的(a)～(d)是示出光点的图案的妥当性判断方法和修正方法的图。图13的(a)～(b)是示出进行单位图案的边界位置的判定的方法的图。图14是对应地示出图11的识别码读取部或存储部中预先存储的多个基准单位图案和作为确定该多个基准单位图案的信息的图案编号的图。图15是示出在第1实施方式中提取出的图案的匹配方法的说明图。图16是示出第1实施方式的投影图案内的多个单位图案的配置例的图。图17是按照每行(水平线)和每列(垂直线)示出本专利技术的第2实施方式的投影图案内的1个单位图案中包含的点亮点的个数的图。图18是示出将第2实施方式的投影图案内的多个单位图案排列在水平方向时应该满足的条件的图。图19是对应地示出第2实施方式的图像生成装置的识别码读取部或存储部中预先存储的多个基准单位图案和作为确定该多个基准单位图案的信息的图案编号的图。图20是示出第2实施方式的投影图案内的多个单位图案的配置例的图。图21是示出本专利技术的第3实施方式的图像生成装置的硬件结构图。具体实施方式第1实施方式图1是概略地示出本专利技术的第1实施方式的图像生成装置的结构的框图。图1的图像生成装置是能够实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像生成装置，其特征在于，该图像生成装置具有：摄像部，其通过拍摄摄像空间来生成摄像信号；投影部，其通过向所述摄像空间投射图案光，在存在于所述摄像空间内的被摄体上形成作为投影像的投影图案；分离部，其根据在没有投射所述图案光时生成的所述摄像信号和在投射了所述图案光时生成的所述摄像信号，生成投影像成分的图像信号和不包含所述投影图案的成分的背景成分的图像信号；以及距离信息生成部，其预先存储有所述投影图案内的各光点的位置与投影角之间的关系，根据所述投影图案内的各光点的位置与投影角之间的关系以及所述投影像成分的所述图像信号，确定由所述摄像部拍摄到的所述投影图案内的各光点的投影角，根据所确定的所述投影角求出到被投射所述各光点的所述被摄体的距离，生成表示所述距离的距离信息，所述投影图案包含在第1方向排列有多行并且在与所述第1方向正交的第2方向排列有多列的多个单位图案，多个所述光点是由作为状态彼此不同的光点的第1点和第2点构成的，排列在所述第1方向的多个单位图案具有彼此相同的光点排列，排列在所述第2方向的多个单位图案具有彼此不同的光点排列，在所述多个单位图案的各个单位图案中，排列在所述第1方向的多个光点中的所述第1点的个数在所述第2方向的各行中是相同的固定数，在所述单位图案以外的部位，所述第2方向的与单位图案相同长度的行中包含的所述第1点的个数在所述第2方向的任意行中都与所述固定数不同。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.09 JP 2015-1166311.一种图像生成装置，其特征在于，该图像生成装置具有：摄像部，其通过拍摄摄像空间来生成摄像信号；投影部，其通过向所述摄像空间投射图案光，在存在于所述摄像空间内的被摄体上形成作为投影像的投影图案；分离部，其根据在没有投射所述图案光时生成的所述摄像信号和在投射了所述图案光时生成的所述摄像信号，生成投影像成分的图像信号和不包含所述投影图案的成分的背景成分的图像信号；以及距离信息生成部，其预先存储有所述投影图案内的各光点的位置与投影角之间的关系，根据所述投影图案内的各光点的位置与投影角之间的关系以及所述投影像成分的所述图像信号，确定由所述摄像部拍摄到的所述投影图案内的各光点的投影角，根据所确定的所述投影角求出到被投射所述各光点的所述被摄体的距离，生成表示所述距离的距离信息，所述投影图案包含在第1方向排列有多行并且在与所述第1方向正交的第2方向排列有多列的多个单位图案，多个所述光点是由作为状态彼此不同的光点的第1点和第2点构成的，排列在所述第1方向的多个单位图案具有彼此相同的光点排列，排列在所述第2方向的多个单位图案具有彼此不同的光点排列，在所述多个单位图案的各个单位图案中，排列在所述第1方向的多个光点中的所述第1点的个数在所述第2方向的各行中是相同的固定数，在所述单位图案以外的部位，所述第2方向的与单位图案相同长度的行中包含的所述第1点的个数在所述第2方向的任意行中都与所述固定数不同。2.根据权利要求1所述的图像生成装置，其特征在于，所述第1点是作为通过被照射从所述投影部射出的光线而形成的位置处的所述光点的点亮点，所述第2点是作为没有被照射光线的位置处的所述光点的非点亮点。3.根据权利要求1或2所述的图像生成装置，其特征在于，所述距离信息生成部具有图案妥当性确认部，所述图案妥当性确认部根据由所述分离部生成的所述投影像成分的图像信号，对所述第1方向和所述第2方向分别读取尺寸是所述单位图案的2个周期量以上的矩形区域内的光点，所述图案妥当性确认部判定是否满足如下条件：在所述第1方向相距所述单位图案的长度量的距离的位置处的光点的状态一致，以及在所述第1方向长度与所述单位图案的长度相同的列中包含的所述第1点的个数，与所述单位图案的所述第1方向的列中包含的所述第1点的个数相同。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的图像生成装置，其特征在于，所述距离信息生成部具有单位图案提取部，所述单位图案提取部根据由所述分离部生成的所述投影像成分的图像信号，对所述第1方向读取所述单位图案的1个周期量以上的矩形区域内包含的光点的状态，对所述第2方向读取所述单位图案的2个周期量以上的矩形区域内包含的光点的状态，所述单位图案提取部对在所述第2方向长度与所述单位图案的长度相同的行中包含的所述第1点的个数进行计数，检索在任何行中所述第1点的个数的计数值都与所述单位图案的所述第2方向的行中包含的所述第1点的个数一致的部位，提取以所述部位为边界的与所述单位图案相同尺寸的区域的光点。5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的图像生成装置，其特征在于，所述距离信息生成部具有识别码读取部，所述识别码读取部根据由所述分离部生成的所述投影像成分的图像信号，提取与所述单位图案相同尺寸的区域的光点，所述识别码读取部根据提取出的所述光点的图案以及在所述第1方向反复配...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田伟雄，山下孝一，的场成浩，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP