JP2003281686A - 距離画像センサ及び車種判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明を用いないで可視画像と距離画像と１度
に撮像すること。 【解決手段】 被写体１６の表面の互いに異なる複数の
領域にレーザを間欠的に照射する投光部４と、レーザの
反射光を受光して投光部４によりレーザが発射されてか
ら反射光が受光されるまでの飛行時間と反射光の強度と
を測定する受光部５と、飛行時間に基づいて被写体１６
の立体形状を示す距離画像を生成する距離画像生成部３
２と、強度に基づいて表面の性状を示す可視画像を生成
する可視画像生成部３３とを具備している。距離画像の
画素は、複数の領域と１対１に対応し、それぞれに対応
する領域と距離画像センサ２との距離を示している。可
視画像の画素は、複数の領域と１対１に対応し、それぞ
れに対応する領域の反射率を示している。距離画像セン
サ２は、別途に照明が不要であり、測定者は、可視画像
と距離画像とを比較することにより被写体１６を詳細に
認知することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、距離画像センサ及
び車種判別装置に関し、特に、被写体の３次元形状を示
す距離画像を生成する距離画像センサ、及び、車両が走
行する道路を監視する車種判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有料道路の通行料金を無人で収受するＥ
ＴＣシステムが利用されている。そのＥＴＣシステムで
は、車両に装着されたＥＴＣ車載器と料金所ゲートに設
置されたアンテナとの通信により、車両が料金所を一旦
停止しないで通過し、自動で料金を支払うことができ
る。すなわち、有料道路の入り口では、車両がＥＴＣレ
ーンを走行すると、ＥＴＣ車載器はＥＴＣゲートのアン
テナに車両の車種を通知し、アンテナはＥＴＣ車載器に
入り口料金所を通知する。有料道路の出口では、車両が
ＥＴＣレーンを走行すると、ＥＴＣ車載器はＥＴＣゲー
トのアンテナに車両の車種と入り口料金所とを通知し、
アンテナは計算された通行料金をＥＴＣ車載器に通知す
る。このようなＥＴＣシステムの導入は、交通渋滞を緩
和し、料金支払いの利便性を向上し、排気ガスや騒音を
減少させて環境を保全する。

【０００３】有料道路は一般的に、通行する車両の車種
により通行料金が決定される。このようなＥＴＣシステ
ムでは、ＥＴＣゲート通過時にＥＴＣ車載器とアンテナ
との間で通信できなかったときに、適正な通行料金を課
金することができない場合がある。ＥＴＣゲートを通過
する車種をＥＴＣ車載器との通信以外の方法でより確実
に判別する方法が望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、可視
画像と距離画像と１度に撮像する距離画像センサを提供
することにある。本発明の他の課題は、照明を用いない
で可視画像と距離画像と１度に撮像する距離画像センサ
を提供することにある。本発明のさらに他の課題は、小
型で軽量である距離画像センサを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、画像の画素の抜けを防止す
る距離画像センサを提供することにある。本発明のさら
に他の課題は、外乱の影響が小さい距離画像センサを提
供することにある。本発明のさらに他の課題は、動画を
生成する距離画像センサを提供することにある。本発明
のさらに他の課題は、車両の車種をより確実に判別する
車両判別装置を提供することにある。本発明のさらに他
の課題は、照明を用いないで車両の車種をより確実に判
別する車両判別装置を提供することにある。本発明のさ
らに他の課題は、車両の台数をより確実に判別する車両
判別装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下に、［発明の実施の
形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決す
るための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特
許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載と
の対応関係を明らかにするために付加されたものであ
り、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的
範囲の解釈に用いてはならない。

【０００６】本発明による距離画像センサ（２）は、被
写体（１６）の表面の互いに異なる複数の領域にレーザ
を間欠的に照射する投光部（４）と、レーザの反射光を
受光して投光部（４）によりレーザが発射されてから反
射光が受光されるまでの飛行時間と反射光の強度とを測
定する受光部（５）と、飛行時間に基づいて被写体（１
６）の立体形状を示す距離画像を生成する距離画像生成
部（３２）と、強度に基づいて表面の性状を示す可視画
像を生成する可視画像生成部（３３）とを具備してい
る。

【０００７】投光部（４）は、パルスレーザを被写体
（１６）に間欠的に照射する。距離画像の画素は、複数
の領域と１対１に対応し、それぞれに対応する領域と距
離画像センサ（２）との距離を示している。可視画像の
画素は、複数の領域と１対１に対応し、それぞれに対応
する領域の反射率を示している。すなわち、可視画像
は、色彩がない、たとえば、白と黒の濃淡で被写体（１
６）を表現している。距離画像センサ（２）は、別途に
照明が不要である。測定者は、可視画像と距離画像とを
比較することにより被写体（１６）を詳細に認知するこ
とができる。

【０００８】投光部（４）は、レーザを生成するレーザ
ダイオード（１１）と、レーザを反射するミラー（１
４、１５）と、ミラー（１４、１５）の勾配を変化させ
るミラー駆動部（３１）とを備えている。複数の領域
は、所定の順番でレーザに照射され走査される。すなわ
ち、ミラー（１４、１５）の勾配は、周期的に変化す
る。レーザが照射される光スポットは、ミラー（１４、
１５）の運動により、被写体（１６）の表面の複数の領
域を２次元に移動する。距離画像センサ（２）は、ポリ
ゴンミラーを用いるより、小型で軽量であり好ましい。

【０００９】ミラーは、第１周期で回転往復運動する第
１ミラー（１４）と、第１周期と異なる第２周期で回転
往復運動する第２ミラー（１５）とを含む。第１ミラー
（１４）の運動による光スポットの移動方向は、第２ミ
ラー（１５）の運動による光スポットの移動方向と平行
ではない。そのミラー（１４、１５）の運動により、光
スポットは、被写体（１６）の表面を２次元に移動して
走査する。

【００１０】ミラー（１０８）は、回転軸を中心に回転
往復運動し、回転軸は、当該回転軸と平行ではない回転
軸を中心に回転往復運動する。このようなミラー（１０
８）は、半導体共振ミラー（１０８）として公知であ
り、市販されている。このようなミラー（１０８）は、
１つで被写体（１６）の表面を走査することができる。

【００１１】投光部（４）と受光部（５）とは、プリズ
ム（１３）を共有している。レーザは、プリズム（１
３）に入射する第１レーザ経路（２４）とプリズム（１
３）から射出する第２レーザ経路（２５）とを進み、反
射光は、プリズム（１３）に入射する第１反射光経路
（２５）とプリズム（１３）から射出する第２反射光経
路（２６）とを進み、第１レーザ経路（２４）は、第２
反射光経路（２６）と異なり、第１反射光経路（２５）
は、第２レーザ経路（２５）に一致する。このため、レ
ーザの反射光は、被写体（１６）の影にならないで、確
実に受光部（５）に受光されて計測される。その結果、
距離画像と可視画像は、画素の抜けがなく好ましい。

【００１２】受光部（５）は、複数の領域で反射する反
射光をそれぞれ受光する複数のフォトダイオード（１３
２）を備えている。複数のフォトダイオード（１３２）
は、２次元にアレイ化されている。投光部（４）は、複
数の領域に一度にレーザを照射し、複数のフォトダイオ
ード（１３２）は、それぞれ対応する複数の領域を反射
した反射光の強度と飛行時間とを測定する。

【００１３】受光部（５）は、反射光のうち波長がレー
ザの波長の近傍である光を透過し、他の光を散乱させる
バンドパスフィルタ（２３）を更に備えている。受光部
（５）は、バンドパスフィルタ（２３）を透過した光の
飛行時間と強度とを測定する。このような距離画像セン
サ（２）は、日光に例示される外乱がある環境で、その
外乱の影響を防止し、ＳＮ比を向上させる。

【００１４】距離画像生成部（３２）は、距離画像を周
期的に生成する。生成された複数の距離画像は、１フレ
ームずつ順番に表示されることにより、被写体（１６）
の運動を示す動画になる。

【００１５】被写体（１６）に投光するレーザの強度
は、人間の目に悪影響を及ぼさない程度に小さく、いわ
ゆる、クラス１であることが好ましい。

【００１６】本発明による車種判別装置（１）は、本発
明による距離画像センサ（２）と、車両の立体形状と車
種とを対応づける車両形状データベース（４１）と、車
両形状データベース（４１）を参照して被写体（１６）
の立体形状に対応する車種を出力する車種判別部（４
３）とを具備している。有料道路は一般的に、通行する
車両の車種により通行料金が決定される。本発明による
車種判別装置（１）は、有料道路の入り口または出口を
監視することにより、有料道路を通行する車両の車種を
自動でより確実に判別することができる。

【００１７】複数の領域のうちの１つの領域は、隣り合
う複数の領域のうちの他の領域との距離が２０ｍｍ未満
である。すなわち、距離画像と可視画像は、２０ｍｍ以
上の物体を表現することができる。この結果、車両判別
装置（１）は、２０ｍｍの連結棒により車両を牽引する
牽引車両を検出することができ、車両の台数をより確実
に判別することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明による距
離画像センサが適用される車種判別装置の実施の形態を
説明する。その車種判別装置１は、図１に示されている
ように、距離画像センサ部２が車種判別制御部３ととも
に設けられている。距離画像センサ部２は、投光部４、
受光部５および距離画像センサ制御部６を備えている。
投光部４は、レーザダイオード１１、投光レンズ１２、
単方向透過プリズム１３および半導体共振ミラー１４、
１５を備えている。受光部５は、半導体共振ミラー１
４、１５、単方向透過プリズム１３、フォトダイオード
２１および受光レンズ２２、バンドパスフィルタ２３を
備えている。すなわち、投光部４と受光部５は、半導体
共振ミラー１４、１５、単方向透過プリズム１３を共有
している。

【００１９】レーザダイオード１１は、可視から赤外ま
での範囲のうちの１つの発信波長のレーザを発光する素
子である。レーザダイオード１１は、周期的に間欠的に
パルスレーザを射出する。このパルスレーザは、広がり
角を有し、平行光線ではない。レーザダイオード１１
は、このパルスレーザの強度は、人間の目に悪影響を及
ぼさない程度に小さく、いわゆる、クラス１である。投
光レンズ１２は、レーザダイオード１１により射出され
たパルスレーザを平行な光線に収束させる。単方向透過
プリズム１３は、投光レンズ１２の側から入射されるパ
ルスレーザを半導体共振ミラー１４に透過し、半導体共
振ミラー１４の側から入射されるパルスレーザを受光レ
ンズ２２に反射する。

【００２０】半導体共振ミラー１４、１５は、それぞれ
パルスレーザを反射するミラーとミラー駆動装置とから
形成されている。そのミラー駆動装置は、電磁誘導によ
りミラーを１つの回転軸を中心に所定の周期で２０°以
下の角度だけ正転・逆転させる。このような半導体共振
ミラー１４、１５は、公知であり市販されている。半導
体共振ミラー１４は、単方向透過プリズム１３から射出
されたパルスレーザの発射方向を変更する。半導体共振
ミラー１５は、半導体共振ミラー１４から射出されたパ
ルスレーザの発射方向を半導体共振ミラー１４と異なる
周期で異なる方向に変更する。このようにして投光部４
は、被写体１６の表面の全体にパルスレーザを照射す
る。すなわち、被写体１６の表面は複数の領域に分割さ
れ、その複数の領域は所定の順番でパルスレーザに走査
される。

【００２１】この半導体共振ミラー１４、１５の振動周
波数は、被写体１６の撮像に要求される解像度に基づい
て導出される。たとえば、１フレームに１２８×１２８
の画素、１秒当たりに１００フレームが要求されている
とき、半導体共振ミラー１４を１００Ｈｚ以上で振動さ
せ、半導体共振ミラー１５を１２８００Ｈｚ以上で振動
させる。１フレームに２５６×２５６の画素、１秒当た
りに１００フレームが要求されているとき、半導体共振
ミラー１４を１００Ｈｚ以上で振動させ、半導体共振ミ
ラー１５を２５６００Ｈｚ以上で振動させる。画素数
は、表現したい被写体１６の大きさから導出される。た
とえば、２０ｍｍ未満の物体を撮像したいとき、複数の
領域の隣り合う２つの領域が２０ｍｍ未満になるよう
に、画素数を決定する。

【００２２】被写体１６の表面で反射したパルスレーザ
の反射光は、半導体共振ミラー１４、１５を反射して、
単方向透過プリズム１３に入射する。単方向透過プリズ
ム１３は、その反射光をバンドパスフィルタ２３に反射
する。バンドパスフィルタ２３は、入射光のうち波長が
パルスレーザの波長の近傍の範囲にある光だけを透過
し、それ以外の光を散乱させる。受光レンズ２２は、バ
ンドパスフィルタ２３を透過する反射光をフォトダイオ
ード２１に集光する。すなわち、受光レンズ２２は、視
野が十分にとられ、半導体共振ミラー１４、１５の運動
により投光されるレーザの光軸からずれた反射光をもフ
ォトダイオード２１に集光する。フォトダイオード２１
は、入射する光により発生した電流を検出する受光素子
である。フォトダイオード２１は、受光レンズ２２によ
り集光された反射光の強度を測定し、投光部４によりパ
ルスレーザが発射されてから反射光が受光されるまでの
飛行時間を測定する。

【００２３】すなわち、単方向透過プリズム１３は、フ
ォトダイオード１１から単方向透過プリズム１３までの
経路２４を進むパルスレーザを単方向透過プリズム１３
から被写体１６までの経路２５に透過し、経路２５を被
写体１６から単方向透過プリズム１３に進むパルスレー
ザの反射光を単方向透過プリズム１３からフォトダイオ
ード２１までの経路２６に反射する。単方向透過プリズ
ム１３から被写体１６に投光されるレーザの経路２５
は、被写体１６から単方向透過プリズム１３に受光され
る反射光の経路２５に一致しているため、レーザの反射
光は、被写体１６の影にならないで、確実に受光部５に
受光されて計測される。距離画像と可視画像とは、画素
の抜けがなく好ましい。

【００２４】図２は、距離画像センサ制御部６を詳細に
示している。距離画像センサ制御部６は、情報処理装置
であり、コンピュータプログラムである同期部３１、距
離画像生成部３２および可視画像生成部３３を備えてい
る。同期部３１は、投光部４と受光部５とを同期させて
制御する。すなわち、同期部３１は、フォトダイオード
１１がパルスレーザを射出するタイミングを制御し、半
導体共振ミラー１４、１５の勾配を制御する。同期部３
１は、さらに、受光部５を投光部４と同期させて、受光
部５にパルスレーザが投光され受光されるまでの飛行時
間を測定させる。

【００２５】距離画像生成部３２は、飛行時間に基づい
て被写体１６の立体形状を示す距離画像を作成する。す
なわち、距離画像の画素は、被写体１６の表面の複数の
領域に１対１に対応し、それぞれ対応する領域と距離画
像センサ部２との距離を示している。距離画像生成部３
２は、この距離画像を周期的に作成する。生成される複
数の距離画像は、１フレームずつ順番に表示されること
により、被写体１６の運動を示す動画になる。

【００２６】可視画像生成部３３は、反射光の強度に基
づいて被写体１６の表面性状を示す可視画像を作成す
る。すなわち、可視画像の画素は、被写体１６の表面の
複数の領域に１対１に対応し、それぞれ対応する領域の
反射率を示している。可視画像は、たとえば、色彩がな
い白黒画像であり、白と黒の濃淡で被写体１６を表現し
ている。可視画像生成部３３は、この可視画像を周期的
に次々に作成する。この複数の可視画像は、１フレーム
ずつ順番に表示されることにより、被写体１６の運動を
示す動画になる。

【００２７】距離画像センサ部２は、投光部４が投光す
るパルスレーザを用いて距離画像と可視画像とを撮像す
る。このため、距離画像センサ部２は、距離画像と可視
画像とを夜間の撮像するために別途に照明が不要であ
る。測定者は、距離画像と可視画像とを比較して、被写
体１６を確認することができる。被写体１６に投光する
レーザの強度が人間の目に悪影響を及ぼさない程度に小
さいことにより、画像距離センサ部２は、人間の距離画
像と可視画像とを撮像することもできる。

【００２８】図３は、車種判別制御部３を詳細に示して
いる。車種判別制御部３は、情報処理装置であり、コン
ピュータプログラムである車両形状データベース４１、
距離画像収集部４２、車種判別部４３および車速測定部
４４を備えている。車両形状データベース４１は、図４
に示されているように、市販されている車両の立体形状
５１と車種５２とを対応づけている。立体形状５１は、
距離画像センサ部６により作成される距離画像と比較し
やすいデータ形式で表現されている。車種５２は、車両
の車種を示し、または、有料道路の通行料金を決定する
車種区分を示し、車両の運転者に通行券を発券する高さ
を示している。距離画像収集部４２は、距離画像センサ
部２から距離画像を収集する。車種判別部４３は、車両
形状データベース４１を参照して、距離画像により示さ
れる立体形状に対応する車種を抽出する。車速測定部４
４は、距離画像の動画に基づいて被写体１６の速度を測
定する。すなわち、車速測定部４４は、距離画像から被
写体１６の特徴点を抽出し、その特徴点の速度から被写
体１６の速度を導出する。

【００２９】図５のグラフは、レーザのレベルＩ、Ｉ′
の時間変化を示している。曲線６１は、距離画像センサ
部２の投光部４が射出するパルスレーザのレベルＩを示
し、曲線６２は、受光部５が受光する反射光のレベル
Ｉ′を示している。投光部４は、パルスレーザを所定の
周期６３毎に射出して、被写体１６の表面を走査する。
そのパルスレーザの反射光は、遅延時間６４だけ遅延し
て受光部５に受光される。その遅延時間６４は、パルス
レーザのレベルＩのピーク（極大値）から反射光のレベ
ルＩ′のピークまでの時間差であり、パルスレーザが距
離画像センサ部２から被写体１６の表面を経由して戻る
飛行時間を示し、距離画像センサ部２と被写体１６の表
面との距離を示している。反射光の１つのピークの面積
（積分値）６５は、反射光の強度であり、被写体１６の
表面の反射率を示している。距離画像センサ部２は、遅
延時間６４に基づいて距離画像を作成し、面積６５に基
づいて可視画像を作成する。

【００３０】車種判別装置１は、図６に示されているよ
うに、有料道路の通行券を発券する自動発券機または有
料道路の通行料金を支払う料金所に通じる車線７１を他
の車線と隔離するアイランド７２の上に配置されて使用
される。有料道路としては、対距離料金制または均一料
金制である高速道路が例示される。その有料道路は、一
般的に車種により通行料金が異なっている。車種判別装
置１の距離画像センサ部２は、車線７１および車線７１
を走行する車両が被写体１６になるように設置され、車
線７１を走行する車両の側面の立体形状と可視画像を測
定する。車種判別装置１の車種判別制御部３は、その立
体形状と可視画像とに基づいて車種を特定し、自動発券
機または料金所に通知する。自動発券機は、車種に応じ
て通行券を発券する高さを決定する。料金所は、車種に
応じて通行料金を決定する。

【００３１】本発明による車種判別装置１は、立体形状
に基づいて車種を判別することにより、より正確に車種
を判別することができ、解像度が２０ｍｍ未満であるこ
とにより、牽引車両を１台として検知することができ、
正確に車両の台数を計数することができる。このため、
自動発券機は、通行券を発券する高さをより確実に決定
することができる。車種判別装置１は、さらに、ＥＴＣ
システムに利用されることにより、より適正な通行料金
を課金することができる。

【００３２】なお、距離画像センサ部２は、図７に示さ
れているように、アイランド７２に設置されたガントリ
７３に設置されることができる。このとき、車種判別装
置１は、車両の上面の立体形状を測定することができ
る。さらに、距離画像センサ部２は、図８に示されてい
るように、アイランド７２に設置されたポール７４に設
置されることができる。距離画像センサ部２は、ポリゴ
ンミラーを用いないで、パルスレーザを被写体１６に走
査する。このため、距離画像センサ部２は、小型、軽量
であり、このように容易かつ安価に高所に設置すること
ができる。

【００３３】図９は、距離画像センサ部の実施の他の形
態を示している。その距離画像センサ部８１は、投光部
８２、受光部８３および距離画像センサ制御部６を備え
ている。投光部８２は、ドライブ基板８４、レーザダイ
オード８５、投光レンズ８６、ミラー駆動回路８８およ
び半導体共振ミラー８９、９０を備えている。受光部８
３は、受光レンズ９２、フォトダイオード９３および信
号増幅基板９４を備えている。

【００３４】距離画像センサ制御部６は、投光部８２と
受光部８３とを同期させて、パルスレーザを射出するタ
イミングと方向とを制御し、パルスレーザが投光され受
光されるまでの飛行時間を測定する。距離画像センサ制
御部６は、さらに、被写体９１の立体形状を示す距離画
像を作成し、被写体９１の表面性状を示す可視画像を作
成する。

【００３５】ドライブ基板８４は、距離画像センサ制御
部６の制御により、レーザダイオード８５に周期的に間
欠的にパルスレーザを射出させる。投光レンズ８６は、
レーザダイオード８５により射出されたパルスレーザを
平行な光線に収束させる。ミラー駆動回路８８は、距離
画像センサ制御部６の半導体共振ミラー８９、９０の勾
配を変更して、被写体９１の表面にパルスレーザを走査
する。受光レンズ９２は、被写体９１の表面で反射した
パルスレーザの反射光をフォトダイオード９３に集光す
る。すなわち、受光レンズ９２は、視野が十分にとら
れ、被写体９１により反射する反射光の全部をフォトダ
イオード９３に集光する。信号増幅基板９４は、フォト
ダイオード９３により検出された反射光により発生した
電流を増幅して、反射光の強度を測定し、投光部８２に
よりパルスレーザが発射されてから反射光が受光される
までの飛行時間を測定する。このとき、距離画像センサ
部８１と被写体９１との距離は、投光部８２と受光部８
３との距離に比べて十分に短い。このため、受光部９３
は、被写体９１の影にならないで、反射光を受光するこ
とができる。

【００３６】図１０は、距離画像センサ部の実施のさら
に他の形態を示している。その距離画像センサ部１０１
は、投光部１０２、受光部１０３および距離画像センサ
制御部６を備えている。投光部１０２は、ドライブ基板
１０４、レーザダイオード１０５、投光レンズ１０６、
ミラー駆動回路１０７および半導体共振ミラー１０８を
備えている。受光部１０３は、受光レンズ１１１、フォ
トダイオード１１２および信号増幅基板１１３を備えて
いる。

【００３７】距離画像センサ制御部６は、投光部１０２
と受光部１０３とを同期させて、パルスレーザを射出す
るタイミングと方向とを制御し、パルスレーザが投光さ
れ受光されるまでの飛行時間を測定する。距離画像セン
サ制御部６は、さらに、被写体１０９の立体形状を示す
距離画像を作成し、被写体１０９の表面性状を示す可視
画像を作成する。

【００３８】ドライブ基板１０４は、距離画像センサ制
御部６の制御により、レーザダイオード１０５に周期的
に間欠的にパルスレーザを射出させる。投光レンズ１０
６は、レーザダイオード１０５により射出されたパルス
レーザを平行な光線に収束させる。ミラー駆動回路１０
７は、距離画像センサ制御部６の半導体共振ミラー１０
８の勾配を変更して、被写体１０９の表面にパルスレー
ザを走査する。半導体共振ミラー１０８は２つの回転軸
を有し、１つの回転軸はレーザを反射するミラー面を回
転可能に支持し、他の回転軸は先の１つの回転軸を回転
可能に支持している。このような半導体共振ミラー１０
８は、公知であり、市販されている。

【００３９】受光レンズ１１１は、被写体１０９の表面
で反射したパルスレーザの反射光をフォトダイオード１
１２に集光する。すなわち、受光レンズ１１１は、視野
が十分にとられ、被写体１０９により反射するパルスレ
ーザの反射光の全部をフォトダイオード１１２に集光す
る。信号増幅基板１１３は、反射光によりフォトダイオ
ード１１２に発生した電流を増幅して、反射光の強度を
測定し、投光部１０２によりパルスレーザが発射されて
から反射光が受光されるまでの飛行時間を測定する。こ
のような距離画像センサ部１０１は、ミラーの個数が少
なく、その分だけ小型軽量であり好ましい。

【００４０】図１１は、距離画像センサ部の実施のさら
に他の形態を示している。その距離画像センサ部１２１
は、投光部１２２、受光部１２３および距離画像センサ
制御部６を備えている。投光部１２２は、ドライブ基板
１２４、レーザダイオード１２５および投光レンズ１２
６を備えている。受光部１２３は、受光レンズ１３１、
２次元アレイフォトダイオード１３２および信号増幅基
板１３３を備えている。

【００４１】距離画像センサ制御部６は、投光部１２２
と受光部１２３とを同期させて、パルスレーザを射出す
るタイミングと方向とを制御し、パルスレーザが投光さ
れ受光されるまでの飛行時間を測定する。距離画像セン
サ制御部６は、さらに、被写体１２７の立体形状を示す
距離画像を作成し、被写体１２７の表面性状を示す可視
画像を作成する。

【００４２】ドライブ基板１２４は、距離画像センサ制
御部６の制御により、レーザダイオード１２５に周期的
に間欠的にパルスレーザを射出させる。投光レンズ１２
６は、レーザダイオード１２５により射出されたパルス
レーザを拡散させて被写体１２７の全体に照射させる。
２次元アレイフォトダイオード１３２は、２次元に配置
されている複数のフォトダイオードから構成されてい
る。受光レンズ１３１は、被写体１２７の表面を分割さ
れた各領域で反射したパルスレーザの反射光を２次元ア
レイフォトダイオード１３２の対応する１つのフォトダ
イオードにそれぞれ集光する。信号増幅基板１３３は、
２次元アレイフォトダイオード１３２により検出された
反射光により発生した電流を増幅して、反射光の強度を
測定し、投光部１２２によりパルスレーザが発射されて
から反射光が受光されるまでの飛行時間を測定する。こ
のような距離画像センサ部１２１は、レーザを被写体に
走査することなく、距離画像と可視画像とを作成するこ
とができ好ましい。

【００４３】

【発明の効果】本発明による距離画像センサは、照明を
用いないで可視画像と距離画像と１度に撮像することが
できる。本発明による車両判別装置は、照明を用いない
で車両の車種をより確実に判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による車両判別装置の実施の形
態を示すブロック図である。

【図２】図２は、距離画像センサ制御部を示すブロック
図である。

【図３】図３は、車種判別制御部を示すブロック図であ
る。

【図４】図４は、車両形状データベースを示す図であ
る。

【図５】図５は、レーザのレベルの時間変化を示すグラ
フである。

【図６】図６は、本発明による車両判別装置の取り付け
位置を示す図である。

【図７】図７は、本発明による車両判別装置の取り付け
位置を示す図である。

【図８】図８は、本発明による車両判別装置の取り付け
位置を示す図である。

【図９】図９は、距離画像センサ部の実施の他の形態を
示すブロック図である。

【図１０】図１０は、距離画像センサ部の実施のさらに
他の形態を示すブロック図である。

【図１１】図１１は、距離画像センサ部の実施のさらに
他の形態を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：車両判別装置 ２：距離画像センサ部 ３：車種判別制御部 ４：投光部 ５：受光部 ６：距離画像センサ制御部 １１：レーザダイオード １２：投光レンズ １３：単方向透過プリズム １４：半導体共振ミラー １５：半導体共振ミラー １６：被写体 ２１：フォトダイオード ２２：受光レンズ ２３：バンドパスフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 唐木 裕子 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 中山 博之 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB05 BB15 CC11 FF12 FF44 GG06 HH04 JJ05 JJ18 JJ26 LL04 LL13 LL22 LL46 LL62 MM16 RR05 UU07 5B047 AA07 AA19 BB01 BC05 BC07 BC09 BC11 BC23 CA04 CA17 CB06 CB17 5H180 AA01 CC03 CC07 EE07 EE10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の表面の互いに異なる複数の領域
   にレーザを照射する投光部と、 前記レーザの反射光を受光して前記投光部により前記レ
   ーザが発射されてから前記反射光が受光されるまでの飛
   行時間と前記反射光の強度とを測定する受光部と、 前記飛行時間に基づいて前記被写体の立体形状を示す距
   離画像を生成する距離画像生成部と、 前記強度に基づいて前記表面の性状を示す可視画像を生
   成する可視画像生成部とを具備する距離画像センサ。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記投光部は、 前記レーザを生成するレーザダイオードと、 前記レーザを反射するミラーと、 前記ミラーの勾配を変化させるミラー駆動部とを備え、 前記複数の領域は、所定の順番で前記レーザに照射され
   る距離画像センサ。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記ミラーは、 第１周期で回転往復運動する第１ミラーと、 前記第１周期と異なる第２周期で回転往復運動する第２
   ミラーとを含む距離画像センサ。
4. 【請求項４】請求項２において、 前記ミラーは、回転軸を中心に回転往復運動し、 前記回転軸は、前記回転軸と平行ではない他の回転軸を
   中心に回転往復運動する距離画像センサ。
5. 【請求項５】請求項２〜請求項４のいずれかにおいて、 前記投光部と前記受光部とは、プリズムを共有し、 前記レーザは、前記プリズムに入射する第１レーザ経路
   と前記プリズムから射出する第２レーザ経路とを進み、 前記反射光は、前記プリズムに入射する第１反射光経路
   と前記プリズムから射出する第２反射光経路とを進み、 前記第１レーザ経路は、前記第２反射光経路と異なり、 前記第１反射光経路は、前記第２レーザ経路に一致する
   距離画像センサ。
6. 【請求項６】請求項１において、 前記受光部は、前記複数の領域で反射する前記反射光を
   それぞれ受光する複数のフォトダイオードを備える距離
   画像センサ。
7. 【請求項７】請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、 前記受光部は、 前記反射光のうち波長が前記レーザの波長の近傍である
   光を透過し、他の光を散乱させるバンドパスフィルタを
   更に備え、 前記バンドパスフィルタを透過した光の飛行時間と強度
   とを測定する距離画像センサ。
8. 【請求項８】請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、 前記距離画像生成部は、前記距離画像を周期的に生成す
   る距離画像センサ。
9. 【請求項９】請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、 前記レーザの強度は、人間の目に悪影響を及ぼさない程
   度に小さい距離画像センサ。
10. 【請求項１０】請求項９に記載される距離画像センサ
    と、 車両の立体形状と車種とを対応づける車両形状データベ
    ースと、 前記車両形状データベースを参照して、前記被写体の立
    体形状に対応する車種を出力する車種判別部とを具備す
    る車種判別装置。
11. 【請求項１１】請求項１０において、 前記複数の領域のうちの１つの領域は、隣り合う前記複
    数の領域のうちの他の領域との距離が２０ｍｍ未満であ
    る車種判別装置。