JP2020162021A

JP2020162021A - 多方向同時モニタリング装置

Info

Publication number: JP2020162021A
Application number: JP2019060306A
Authority: JP
Inventors: 尚太宮口; Shota Miyaguchi; 欣司塚本; Kinji Tsukamoto; 知裕公文; Tomohiro Kumon
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-01

Abstract

【課題】カメラが１台であるにもかかわらず、車内および車外の複数の撮影対象の状態を、同時に検知可能な、多方向同時モニタリング装置を提供する。【解決手段】可視領域および非可視領域の光を撮影可能である１台の撮影装置１１に対し、撮影装置１１の光軸方向とは異なる方向に存在する撮影対象Ａ、Ｂをモニタする撮影対象モニタ手段を少なくとも一組有しており、撮影対象モニタ手段は、非可視領域の波長である特定の波長を反射させる反射面を有するハーフミラー１２Ａ、１２Ｂと特定の波長の光を発生させる光源１３Ａ、１３Ｂとの組み合わせからなり、撮影対象モニタ手段は、光源１３Ａ、１３Ｂから撮影対象Ａ、Ｂに特定の波長の光を照射し、撮影対象Ａ、Ｂで反射された特定の波長の反射光を、ハーフミラー１２Ａ、１２Ｂの反射面で撮影装置１１の光軸方向に反射させて、撮影装置１１に入射させることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車載等のモニタリング装置に関し、特に、単体のカメラによって車内および車外を同時にモニタリング可能な多方向同時モニタリング装置に関する。

従来より、ドライバーを撮影し、得られた画像からドライバーの状態を検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ドライバーの状態の検出は、ドライバーが運転中に疾病等に起因して運転が困難な状態に陥った際の対策に活用できるため注目されている。一方で、自動運転システムにおいては、ドライバーの状態とともに、先行走行車両の状態、交通標識の有無やセンターラインの位置等の道路状況の検知も重要である（例えば、特許文献２および非特許文献１参照）。

ドライバーの状態のモニタリングや、自動運転のための周辺状況のモニタリングには、車載カメラが用いられている。従来は、これらの複数箇所のモニタリングのために、例えば車内モニタリング用のカメラと車外撮影用のカメラというように、複数のカメラを車両に取り付けることとなるため、高コストとなっている。コストを抑えるためには、カメラに求められる分解能や量子化ビット数などの要求性能を下げることで、カメラ１台当たりの価格を下げることが考えられる。しかし、自動運転などには高分解能の画像検出が求められ、安全性の観点からも、この方法によるコストダウンは適切とはいえない。

一方、広域にわたって撮影を行うことで、カメラの台数を減らそうとすると、広角レンズ、凹凸面ミラー、広角高歪曲レンズ（魚眼レンズ等）を使用して視野を広げる必要がある。しかし、撮影結果の出力は、歪みによって判別が困難なものとなりやすい。また、前記のような曲面を有するレンズやミラーは、高い加工精度が必要である等の理由から、一般には高価であるため、コストダウンへの寄与は望みにくい。

特開２００４−１３６７６２号公報特開２０１８−１０６４３８号公報

Massimo Bertozzi a et al., "Vision-based intelligent vehicles: State of the art and perspectives", Robotics and Autonomous Systems 32 (2000).

本発明は上記問題点を解決するものであり、カメラが１台であるにもかかわらず、車内および車外の複数の撮影対象の状態を、同時に検知可能な多方向同時モニタリング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の多方向同時モニタリング装置は、
可視領域および非可視領域の光を撮影可能である１台の撮影装置に対し、
前記撮影装置の光軸方向とは異なる方向に存在する（撮影可能領域外の）撮影対象をモニタする撮影対象モニタ手段を少なくとも一組有しており、
前記撮影対象モニタ手段は、特定の波長を反射させる反射面を有するハーフミラーと前記特定の波長の光を発生させる光源との組み合わせからなり、
前記特定の波長は、非可視領域の波長であり、
前記撮影対象モニタ手段は、前記光源から前記撮影対象に前記特定の波長の光を照射し、前記撮影対象で反射された前記特定の波長の反射光を、前記ハーフミラーの反射面で前記撮影装置の光軸方向に反射させて、前記撮影装置に入射させることを特徴とする。

本発明によれば、カメラが１台であるにもかかわらず、車内および車外の複数の撮影対象の状態を、同時に検知可能な、多方向同時モニタリング装置を提供することができる。１台のカメラで車内と車外の様子を撮影できるので、省スペース化および低コスト化を図ることが可能である。

図１は、本発明の多方向同時モニタリング装置の一例を示す概略図である。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定および制限されない。なお、以下で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは
異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。

本発明の多方向同時モニタリング装置１は、１台の撮影装置（カメラ）１１と、少なくとも一組の撮影対象モニタ手段を有している。図１においては、二組の撮影対象モニタ手段（１２Ａと１３Ａ、１２Ｂと１３Ｂ）を用いた例を示しており、撮影対象としては、ドライバーＡ、同乗者Ｂ、車外の他車（あるいは歩行者）Ｃ、車外の道路標識Ｄを想定している。本実施形態においては、撮影装置１１が車内に設置されて、フロントガラス２０越しに車両正面を撮影する場合を説明する。例えば、車内中央に撮影装置（カメラ）１１を置き、右側の運転者Ａ、左側の同乗者Ｂ、車両正面を同時に撮ることを想定する。

撮影装置１１は、可視領域および非可視領域の光を撮影可能である。車外の撮影対象ＣおよびＤは、撮影装置１１の光軸方向に存在し、可視領域の光の入力によって撮影される。なお、撮影装置１１としては、後述する特定波長について、受光感度が高いカメラを使用することも好ましい。

一方、ドライバーＡおよび同乗者Ｂは、撮影装置１１の光軸方向とは異なる方向に存在する撮影対象である。ドライバーＡは、撮影対象モニタ手段（１２Ａと１３Ａ）によって、同乗者Ｂは、撮影対象モニタ手段（１２Ｂと１３Ｂ）によって、モニタリングを行う。前記撮影対象モニタ手段は、特定の波長を反射させる反射面を有するハーフミラー１２Ａ、１２Ｂと前記特定の波長の光を発生させる光源１３Ａ、１３Ｂとの組み合わせからなり、前記特定の波長は、非可視領域の波長である。

ここで、ハーフミラー１２Ａは、波長λ_Ａの光を反射する反射面を持ち、それ以外の波長の光は透過させる半透過鏡である。一方、ハーフミラー１２Ｂは、波長λ_Ｂの光を反射する反射面を持ち、それ以外の波長の光は透過させる半透過鏡である。光源１３Ａは波長λ_Ａの光を発生する光源であり、光源１３Ｂは波長λ_Ｂの光を発生する光源である。波長λ_Ａおよび波長λ_Ｂは、非可視領域の波長であり、それぞれ異なる波長とする。前記非可視領域の波長の光は、赤外線であることが好ましい。

光源１３Ａから撮影対象のドライバーＡに特定の波長λ_Ａの光を照射し、撮影対象のドライバーＡで反射された波長λ_Ａの光の反射光を、ハーフミラー１２Ａの反射面で撮影装置１１の光軸方向に反射させて、撮影装置１１に入射させる。一方、光源１３Ｂからは、撮影対象の同乗者Ｂに特定の波長λ_Ｂの光を照射し、撮影対象の同乗者Ｂで反射された波長λ_Ｂの光の反射光を、ハーフミラー１２Ｂの反射面で撮影装置１１の光軸方向に反射させて、撮影装置１１に入射させる。

このように、ハーフミラー１２Ａ、１２Ｂを、撮影装置１１の撮影部と被写体（撮影対象）との間に、撮影部で被写体を撮影可能となる角度で配設する、すなわち、入射光が撮影装置１１の光軸方向に反射するように配設することで、光軸方向外にある対象物についても、撮影装置１１で撮影することが可能となる。

ハーフミラー１２Ａ、１２Ｂは、一定の角度に固定しておいてもよいし、見たいもの（対象物）に合わせて、可動としてもよい。例えば、上述の撮影が助手席の同乗者Ｂを対象としていた場合、もし、同乗者Ｂが他の座席（後部座席）に移動しても、ハーフミラー１２Ｂが可動であれば、必要に応じて移動先の位置に角度を合わせて、引き続きモニタリングを行うことが可能である。

撮影装置１１、光源１３Ａおよび光源１３Ｂには、演算部１４が接続されている。演算部１４は、撮影装置１１によって得られた画像（映像）を処理する。また、演算部１４は、光源１３Ａおよび光源１３Ｂの各々の光の強さを調整することができる。撮影装置１１には、撮影対象Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが重なった像の光が入る。そこで、それぞれの撮影対象を照射する光源の強さを、演算部１４で調整することで、どの像を強く重ねるかを調整することができる。例えば、特に見たい撮影対象があるとき、当該見たい撮影対象に照射される光を強くし、それ以外の撮影対象に照射される光を弱くする。また、正面（車外）を見たいときは、各光源の光量を落とし、相対的に外からの光の感度を上げればよい。また、演算部１４は、ハーフミラー１２Ａおよびハーフミラー１２Ｂにも接続することで、各ハーフミラーの角度調整を行うことも可能となる。

撮影された画像（映像）は、表示のみを行ってもよいし、一定期間記録してもよい。撮影された各波長の画像（映像）から、演算部１４にて、車内状況および車外状況を解析してもよい。前記解析の内容は、車内情報としてはドライバーを含む乗員の身体的な変化（体調不良等）や挙動であり、位置、姿勢、人であれば表情や視線方向等である。助手席側をモニタする場合、人がいるかいないかの判定のみに用いてもよいし、タクシーの場合、後部座席の状態（怪しい動き）を把握したい場合もあるが、その用途にも適用可能である。車外情報としては、他車両、歩行者や障害物等の存在や挙動である。記録や解析においては、詳細な画像（映像）である必要はなく形や動き程度で見られればよい用途もあるため、画像（映像）の種類に応じて、精度を変えることで、負荷を下げて解析等の速度を上げたり、記録期間を長期化することができる。

本発明においては、非可視光領域の波長の光を、波長を変えて、運転者を含む乗員や車内の撮影対象物に照射する。そこで、フロントガラス２０には、外光（太陽光）のうちの前記特定の波長（図１による上記説明においては、波長λ_Ａおよび波長λ_Ｂ）を反射（カット）するフィルム（光学フィルタ）２１を設けることが好ましい。外光（太陽光）には様々な波長が含まれており、前記特定の波長も含まれている。夜間や悪天候（曇っている）ときは、太陽光の光量が少ないので影響が小さいが、そのまま外光（太陽光）が入ると、前記特定の波長により把握される撮影対象が写りにくくなることがある。外光に起因する波長λ_Ａおよび波長λ_Ｂをカットすることで、車内におけるモニタリングを、例えば、光源１３Ａおよび光源１３Ｂの光量を上げることなく、感度よく行うことができる。光学フィルタ２１は、フロントガラス２０以外の他の窓ガラスにも設けることが好ましい。

図１では、撮影対象モニタ手段として、ハーフミラーと光源とを２組配置した状態を示しているが、本発明はこれに限定されない。撮影対象モニタ手段の数を増やすことで、原理上は撮影対象数を増やすことができる。なお、その場合、各撮影対象に使用する照射光の波長の組合せを工夫するとよい。例えば、カメラに入射する像において、互いに重なりが少ないと思われる撮影対象同士を近接した波長とし、重なりが多い（対象の形が似ている等の）撮影対象同士は、分離や区別が容易となるように、離れた波長の光とすることが好ましい。

本実施形態においては、非可視領域の波長の光を照射する撮影対象が車内である場合を説明したが、非可視領域の波長の光を照射する撮影対象は、車外にあってもよい。例えば、車の左側（助手席側）に撮影対象モニタ手段の光源を設け、路肩に車を停めたいときに、運転席から死角となる部分を撮影対象とする等である。その場合、車外から反射光が入射されることとなるので、窓ガラスに光学フィルタ２１が設けられている場合には、前記反射光の入射領域の部分のみ、選択的に光学フィルタ２１を設けずに、この部分から特定波長が入射できるようにすればよい。このようにすることで、外光（太陽光）の影響をできるだけ排除しつつ、車外の状況を把握することができる。

１ …多方向同時モニタリング装置
１１ …撮影装置（カメラ）
１２Ａ、１２Ｂ …ハーフミラー（撮影対象モニタ手段）
１３Ａ、１３Ｂ …光源（撮影対象モニタ手段）
１４ …演算部
２０ …フロントガラス
２１ …光学フィルタ

Claims

可視領域および非可視領域の光を撮影可能である１台の撮影装置に対し、
前記撮影装置の光軸方向とは異なる方向に存在する撮影対象をモニタする撮影対象モニタ手段を少なくとも一組有しており、
前記撮影対象モニタ手段は、特定の波長を反射させる反射面を有するハーフミラーと前記特定の波長の光を発生させる光源との組み合わせからなり、
前記特定の波長は、非可視領域の波長であり、
前記撮影対象モニタ手段は、前記光源から前記撮影対象に前記特定の波長の光を照射し、前記撮影対象で反射された前記特定の波長の反射光を、前記ハーフミラーの反射面で前記撮影装置の光軸方向に反射させて、前記撮影装置に入射させることを特徴とする多方向同時モニタリング装置。