[發(fā)明專利]距離測量裝置以及距離圖像合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680037539.1
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107710015B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 西川真由;森圭一
• 申請（專利權(quán)）人: 新唐科技日本株式會社
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 樸勇

提供與表面反射率無關(guān)而在距離圖像的大致整體能夠得到良好的距離精度的距離測量裝置。距離測量裝置具備：發(fā)光部(10)，從光源向被攝體照射光；受光部(20)，發(fā)光部(10)照射的光在被攝體反射而產(chǎn)生的反射光由配置為二維狀的像素組接受；合成部(112)，對從像素組的不同曝光期間曝光的像素中讀出的多個像素信號進行合成，從而生成合成信號；以及距離運算部(114)，根據(jù)照射與受光的時間差以及合成信號，計算到被攝體為止的距離值，合成部(112)在第一曝光期間曝光的像素信號比規(guī)定的飽和電平大時，通過第一合成處理生成合成信號，在第一曝光期間曝光的像素信號比飽和電平小時，通過第二合成處理生成合成信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及距離圖像合成方法，尤其涉及由光源和固體攝像元件利用光的延遲來測量距離的距離測量裝置中的距離圖像合成方法。

背景技術(shù)

近幾年，生成具有被攝體的測距信息的圖像(以下稱為距離圖像)的裝置以及方法由于設(shè)備的小型化以及面向普通消費者的商品的出現(xiàn)，不僅限于以往所利用的游戲以及娛樂領(lǐng)域中的利用，向醫(yī)療以及廣告等多領(lǐng)域的用途、技術(shù)展開也被引人注目。

用于生成距離圖像的被攝體的測距方法存在多種方法，即，根據(jù)利用多個照相機拍攝的圖像的視差生成距離圖像的方法、以及將已知的隨機點圖案照射到被攝體并根據(jù)點圖案的失真生成距離圖像的方法等，作為這些方法的一個例子，可以舉出TOF(Time OfFlight)方式，即，根據(jù)向被攝體照射紅外光以及激光，達(dá)到被攝體來反射后進行受光為止的測量時間，計算(測距)到被攝體為止的距離。

若被攝體的測距精度高，則控制的自由度增加是明確的。對于TOF方式，利用在被攝體反射的光由固體攝像元件曝光而得到的信號量，因此，按照從固體攝像元件到被攝體為止的距離、以及被攝體的表面反射率，適當(dāng)?shù)貓?zhí)行受光的反射光的曝光調(diào)整，從而能夠期待因受光信號的飽和以及信噪比的惡化防止而引起的測距精度的提高以及高精度的距離圖像的生成。

然而，接受的反射光的強度因到被攝體為止的距離以及其表面反射率等而發(fā)生的變動大，因此，無論怎樣設(shè)定曝光，也并不一定能夠良好地維持距離圖像整體的測距精度。

例如，若執(zhí)行反射光的曝光調(diào)整來增加曝光量，則來自位于近距離的物體以及表面反射率高的物體的反射光變強，從而容易飽和。相反，若減少曝光量，則來自位于遠(yuǎn)距離的物體以及表面反射率低的物體的反射光變?nèi)酰瑥亩旁氡葠夯？傊瑢?dǎo)致距離精度的惡化。

并且，光與從光源的距離的平方成反比例地衰減，因此，在室外，例如測量車輛前方的距離那樣的情況下，對象物是道路、步行者、前車以及對向車等，因此，這些距離從數(shù)米到無窮遠(yuǎn)為止發(fā)生變化。因此，可以認(rèn)為近距離的對象物和遠(yuǎn)距離的對象物的最佳的曝光設(shè)定分別不同。

在專利文獻1中，獲得曝光不同的多張距離圖像，根據(jù)這些多個圖像按每個像素計算距離信息的加權(quán)平均值，生成測距精度高的合成距離圖像。

在專利文獻2中，在固體攝像元件中，針對偶數(shù)像素行和奇數(shù)像素行，分別個別地設(shè)定信號電荷的積蓄時間，從而取出不同靈敏度的信號，這些靈敏度不同的信號由后級的信號處理系統(tǒng)合成。具體而言，例如，針對偶數(shù)行的各個像素，將積蓄時間設(shè)定為長來獲得高靈敏度的像素信號，針對奇數(shù)行的各個像素，將積蓄時間設(shè)定為短來獲得低靈敏度的像素信號。對于合成處理，針對偶數(shù)行的像素信號(高靈敏度的像素信號)沒有飽和的像素選擇并利用高靈敏度的像素信號，針對飽和的像素選擇附近的奇數(shù)行的像素信號(低靈敏度的像素信號)是一般的合成處理。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012－225807號公報

專利文獻2：日本特開2006－253876號公報

發(fā)明內(nèi)容