JP2017049029A - 水分検出装置及び水分検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
IND1=(R1−R2)/(R1+R2) ・・・ (式1)
IND2=(R1−R3)/(R1+R3) ・・・ (式2)
図1ないし図9を参照して、本実施の形態に係る水分検出装置及び水分検出方法ついて詳細に説明する。本実施の形態では、本発明に係る水分検出装置及び水分検出方法について、車両に搭載され、走行路面の水分を非接触で検出する水分検出装置及び水分検出方法を例示して説明する。
これらのサンプル点、A,AW、L、及びLWの抽出は、抽出画像G1’、G2’、及びG3’の各々について行う。すなわち、3つの波長帯(1300nm、1500nm、1650nm)の画像について、同じ位置のサンプル点A、AW、L、及びLWが抽出される。
IND1=(R1−R2)/(R1+R2) ・・・ (式1)
IND2=(R1−R3)/(R1+R3) ・・・ (式2)
ただし、R1は波長λ1(1500nm)における反射率、R2は波長λ2(1300nm)における反射率、R3は波長λ3(1650nm)における反射率を、各々表している。
次のステップS110では、ステップS108で算出した指標IND1、IND2を、特徴空間の座標(IND1,IND2)としてプロットし、判定図を作成する。
図10を参照して、本実施の形態に係る水分検出装置及び水分検出方法について説明する。本実施の形態は、太陽光スペクトルを用いて指標IND1及びIND2を算出する形態である。従って、本実施の形態に係る水分検出装置は、図1に示す上記実施の形態に係る水分検出装置と同じであるので、説明を省略する。図10は、本実施の形態で用いる太陽光のスペクトル、すなわち各波長の太陽光の相対的な強度(ある強度を基準とした強度)の一例を示している。
反射率=α・(輝度/照度) ・・・ (式3)
ただし、αは比例定数である。
(式3)における照度は、対象物の表面を照らす明るさであり、本実施の形態では、図10に示す太陽光の強度を意味する。
R1=α・(B1/L1) ・・・ (式4)
R2=α・(B2/L2) ・・・ (式5)
R3=α・(B3/L3) ・・・ (式6)
IND1=(B1−k1・B2)/(B1+k1・B2) ・・・ (式7)
IND2=(B1−k2・B3)/(B1+k2・B3) ・・・ (式8)
ただし、k1=L1/L2、k2=L1/L3であり、各々定数である。
本実施の形態は、撮像画像に映り込ませた反射率の基準となる対象物、例えば、標準反射板の輝度を用いて、指標IND1及びIND2を算出する形態である。従って、本実施の形態に係る水分検出装置は、図1に示す上記実施の形態に係る水分検出装置と同じであるので、説明を省略する。
B1=(R1/Rs1)・Bs1 ・・・ (式9)
B2=(R2/Rs2)・Bs2 ・・・ (式10)
B2=(R3/Rs3)・Bs3 ・・・ (式11)
R1、R2、R3は、上記同様、各々波長λ1、λ2、λ3におけるサンプル点の反射率である。
R1=(B1/Bs1)・Rs1=m1・Rs1 ・・・ (式12)
R2=(B2/Bs2)・Rs2=m2・Rs2 ・・・ (式13)
R3=(B3/Bs3)・Rs3=m3・Rs3 ・・・ (式14)
IND1=(m1・Rs1−m2・Rs2)/(m1・Rs1+m2・Rs2) ・・・ (式15)
IND2=(m1・Rs1−m3・Rs3)/(m1・Rs1+m3・Rs3) ・・・ (式16)
図11を参照して、本実施の形態に係る水分検出装置及び水分検出方法について説明する。図11は、本実施の形態に係る水分検出装置10aを示すブロック図である。本実施の形態は、光源を備えた水分検出装置10aを用いることにより、例えば、夜間においても水分の検出が行えるようにした形態である。
図12及び図13を参照して、本実施の形態に係る水分検出装置及び水分検出方法について説明する。図12は、本実施の形態に係る水分検出装置10bを示すブロック図である。本実施の形態は、レーザレーダを備えた水分検出装置10bを用いることにより、レーザレーダとカメラとで反射率を算出する波長を分担する形態である。図13は、本実施の形態に係る水分検出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
図14を参照して、本実施の形態に係る水分検出装置及び水分検出方法について説明する。本実施の形態は、レーザレーダによって、判定図の作成に必要な複数の波長における反射率を算出する形態である。図14は、本実施の形態に係る水分検出装置10cを示すブロック図を示している。図14に示すように、水分検出装置10cは、レーザレーダ26、レーザレーダ制御部28、及びコンピュータ16を含んで構成されている。
12 カメラ
14 カメラ制御部
16 コンピュータ
18 バンドパスフィルタ
20 バンドパスフィルタ制御部
22 光源
24 光源制御部
26 レーザレーダ
28 レーザレーダ制御部
BPF1、BPF2、BPF3 バンドパスフィルタ部
DL1、DL2 判定線
G 走行路画像
G’ 抽出画像
IND1、IND2 指標
Claims (8)
- 水分による光の吸収割合が高い第1の波長帯の光下、及び水分による光の吸収割合が前記第1の波長帯より低い第2の波長帯の複数の光下における検出対象点の反射率を取得する取得手段と、
水分の有無の判定に供する特徴空間における前記検出対象点の座標である複数の指標を前記反射率を用いて演算する演算手段と、
前記検出対象点の前記複数の指標を、前記特徴空間に判定基準を付加した判定空間にプロットして前記検出対象点における水分の有無を判定する判定手段と、
を含む水分検出装置。 - 前記第1の波長帯の光の波長をλ1、前記第2の波長帯の複数の光の波長をλ2及びλ3とし、波長λ1の光下における前記検出対象点の反射率をR1、波長λ2の光下における前記検出対象点の反射率をR2、波長λ3の光下における前記検出対象点の反射率をR3とした場合に、前記複数の指標が以下に示す(式1)のIND1及び(式2)のIND2で与えられる
請求項1に記載の水分検出装置。
IND1=(R1−R2)/(R1+R2) ・・・ (式1)
IND2=(R1−R3)/(R1+R3) ・・・ (式2) - 前記取得手段は、前記第1の波長帯の光下、及び前記第2の波長帯の複数の光下における前記検出対象点を含む検出対象空間を撮像する撮像部を備え、前記撮像部で撮像された複数の画像の輝度を用いて前記複数の画像ごとに前記検出対象点の前記反射率を取得する 請求項1又は請求項2に記載の水分検出装置。
- 前記取得手段は、波長λ1の光下、波長λ2の光下、及び波長λ3の光下における前記検出対象点を含む検出対象空間を撮像して複数の画像を取得する撮像部を備え、
前記複数の画像から求められた波長λ1における前記検出対象点の輝度をB1、波長λ2における前記検出対象点の輝度をB2、波長λ3における前記検出対象点の輝度をB3とし、
太陽光スペクトルにおける波長λ1の強度L1と波長λ2の強度L2との比をk1=L1/L2とし、太陽光スペクトルにおける波長λ1の強度L1と波長λ3の強度L3との比をk2=L1/L3とした場合に、
前記(式1)における前記R1に代えてB1を、前記R2に代えてk1・B2を代入して指標IND1を算出し、
前記(式2)における前記R1に代えてB1を、前記R3に代えてk2・B3を代入して指標IND2を算出する
請求項2に記載の水分検出装置。 - 前記取得手段は、波長λ1の光下、波長λ2の光下、及び波長λ3の光下における前記検出対象点を含む検出対象空間を、前記検出対象空間内に配置された波長λ1、波長λ2、及び波長λ3における反射率が既知である標準反射体と共に撮像して複数の画像を取得する撮像部を備え、
波長λ1における前記標準反射体の反射率をRs1とし、波長λ2における前記標準反射体の反射率をRs2とし、波長λ3における前記標準反射体の反射率をRs3とし、
かつ、前記複数の画像から求められた、波長λ1における前記検出対象点の輝度をB1、前記標準反射体の輝度をBs1とし、波長λ2における前記検出対象点の輝度をB2、前記標準反射体の輝度をBs2とし、波長λ3における前記検出対象点の輝度をB3、前記標準反射体の輝度をBs3とした場合に、
前記(式1)における前記R1に代えて(B1/Bs1)・Rs1を、前記R2に代えて(B2/Bs2)・Rs2を代入して指標IND1を算出し、
前記(式2)における前記R1に代えて(B1/Bs1)・Rs1を、前記R3に代えて(B3/Bs3)・Rs3を代入して指標IND2を算出する
請求項2に記載の水分検出装置。 - 前記第1の波長帯の光、及び前記第2の波長帯の複数の光を切り換えて発生する光源をさらに含み、
前記取得手段は、前記光源を切り換えて、前記第1の波長帯の光下、及び前記第2の波長帯の複数の光下における前記検出対象点の反射率を取得する
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の水分検出装置。 - 前記第1の波長帯の光が1400nm〜1550nmの波長帯から選択された光であり、
前記第2の波長帯の複数の光の少なくとも1つが1350nm以下の波長帯から選択された光であり、かつ少なくとも1つが1600nm以上の波長帯から選択された光である 請求項1〜請求項6いずれか1項に記載の水分検出装置。 - 水分による光の吸収割合が高い第1の波長帯の光下、及び水分による光の吸収割合が前記第1の波長帯より低い第2の波長帯の複数の光下における検出対象点の反射率を取得し、
水分の有無の判定に供する特徴空間における前記検出対象点の座標である複数の指標を前記反射率を用いて演算し、
前記検出対象点の前記複数の指標を、前記特徴空間に判定基準を付加した判定空間にプロットして前記検出対象点における水分の有無を判定する
水分検出方法。
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