JP2021517635A - 赤外線を用いた路面監視のシステム及び方法、自動車 - Google Patents

Abstract

本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステム及び方法、自動車は、自動車の自動運転の技術分野に属し、従来の路面に対するリアルタイムの監視の方式の、構成が複雑、効果が理想でない、コストが高いという技術課題を解決しようとしている。該赤外線を用いた路面監視のシステムは、赤外線照射ライトアッセンブリと、撮像ヘッドと、撮像ヘッドと接続する画像処理装置と、を有し、赤外線照射ライトアッセンブリが明暗からなる縞模様の赤外線を射出し、撮像ヘッドが路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影し、画像処理装置が、路面又は障害物の情報を得るように撮像ヘッドにより撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面の状況を自動車の自動運転システムにフィードバックし、これによって路面監視と自動運転の目的を果たす。

Description

関連出願の交互引用
本開示は、２０１９年０３月１４日に中国専利局に提出した出願番号が２０１９１０１９５５３４７であり、名称が「赤外線を用いた路面監視のシステム及び方法、自動車」である中国特許出願に基づいて優先権を主張し、そのすべての内容が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、自動車の自動運転の技術分野に属し、殊に、赤外線を用いた路面監視のシステム及び方法、自動車に関する。

現在、自動運転は、多種の車載センサにより車両周囲の環境を検知することで、車両の方向転換と速度の制御、経路の動的計画を行うことによって実現される。自動運転技術において、主にナビケーションシステム（車両位置測定技術）と、環境検知システム（ビジョン／ビジョンでない認識技術）と、計画・制御システム（経路計画、速度、方向の制御及び制御補助技術）との３つのシステムが発展している。

自動運転に用いられる環境検知システムとして、ビジョン又はビジョンでない認識技術による路面監視システムが必要となり、しかしながら、従来の自動運転における路面に対するリアルタイムの監視を実現できる設備は、構成が複雑でコストが高い。

本開示は、例えば、従来の路面に対するリアルタイムの監視の方式の、構成が複雑、効果が理想でない、コストが高いという技術課題を解決するように、赤外線を用いた路面監視のシステム及び方法、自動車を提供することを目的としている。

本開示の実施例は下記のように実現できる。

本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムは、赤外線照射ライトアッセンブリと、撮像ヘッドと、前記撮像ヘッドと接続する画像処理装置と、を有し、前記赤外線照射ライトアッセンブリが明暗からなる縞模様の赤外線を射出し、前記撮像ヘッドが路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影し、前記画像処理装置が、路面又は障害物の情報を得るように前記撮像ヘッドにより撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面の状況を自動車の自動運転システムにリアルタイムにフィードバックし、これによって、路面監視と自動運転の目的を果たす。

前記赤外線照射ライトアッセンブリは、レンズと、遮光構造と、反射ミラーと、赤外線光源と、を有し、前記赤外線光源と前記遮光構造がそれぞれ前記反射ミラーの両端に取り付けられ、前記レンズが前記赤外線光源から離間するように前記遮光構造の一側に取り付けられ、前記赤外線光源が赤外線を射出するものであり、赤外線が、前記反射ミラーにより反射され、前記遮光構造を通して、明暗からなる縞模様の配光パターンに形成し、さらに前記レンズを通して前方路面に照射されゼブラ模様の配光パターンに形成することが好ましい。

前記赤外線照射ライトアッセンブリは、レンズと、遮光構造と、赤外線光源と、を有し、前記レンズと前記赤外線光源がそれぞれ前記遮光構造の両側に取り付けられ、前記赤外線光源が赤外線を射出するものであり、赤外線が、前記遮光構造を通して、明暗からなる縞模様の配光パターンを形成し、さらに前記レンズを通して前方路面に照射されゼブラ模様の配光パターンに形成することが好ましい。

前記遮光構造は、前記レンズの焦点面に位置することが好ましい。

前記赤外線照射ライトアッセンブリは、前記レンズが取り付けられるレンズホルダーをさらに有することが好ましい。

前記赤外線照射ライトアッセンブリは、前記赤外線光源の背面に取り付けられる放熱装置をさらに有することが好ましい。

前記遮光構造は、グレーティングを用いることが好ましい。

前記遮光構造は、いくつの平行する長尺透光孔を有し、前記赤外線の照射出口に位置することが好ましい。

前記遮光構造は、フレームと前記フレームに設置されるいくつの遮光シートとを有し、いくつの前記遮光シートが平行に設置され、隣接する遮光シートの間の隙間により前記長尺透光孔が形成されることが好ましい。

前記遮光構造は、前記レンズの屈折を利用して光を間隔を隔てて透過させる導光板であることが好ましい。

前記赤外線照射ライトアッセンブリは、２つを有し、それぞれ自動車の両側の自動車ランプに配置されることが好ましい。

一側の自動車ランプからの赤外線が前記遮光構造により横縞模様に調整され、他側の自動車ランプからの赤外線が前記遮光構造により縦縞模様に調整され、前記撮像ヘッドによりその模様を撮影し、又は、両側の自動車ランプからの赤外線が同時に横縞模様と縦縞模様に形成するように調整され、前記撮像ヘッドによりその模様を撮影し、又は、両側の自動車ランプからの赤外線が所定頻度で間欠に横縞模様と縦縞模様に形成するように調整され、前記撮像ヘッドによりその模様を撮影することが好ましい。

前記赤外線照射ライトアッセンブリが自動車の一側の自動車ランプに配置され、赤外線が前記遮光構造により横縞模様又は縦縞模様に調整され、前記撮像ヘッドが、自動車の他側に配置され、路面に照射された横縞模様又は縦縞模様の配光パターンを撮影することが好ましい。

従来技術に対して、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムは、少なくとも下記の利点を有する。

本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムは、赤外線照射ライトアッセンブリと、撮像ヘッドと、撮像ヘッドと接続する画像処理装置と、を有する。赤外線照射ライトアッセンブリは、明暗からなる縞模様の赤外線を射出し、撮像ヘッドは、路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影し、画像処理装置は、路面又は障害物の情報を得るように撮像ヘッドにより撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面の状況を自動車の自動運転システムにリアルタイムにフィードバックすることにより、路面監視と自動運転の目的を果たす。上記分析から分かるように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムにおいて、赤外線照射ライトアッセンブリは明暗からなる横縞模様又は縦縞模様の赤外線を射出し、縞模様の赤外線が物体の表面に照射されると、被照射の物体で赤外線が乱反射され、物体の輪郭の変化とともに、赤外線の縞模様が変調され、曲がって変形する。そして、撮像ヘッドが路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影し、さらに画像処理装置が撮像ヘッドにより撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行うことにより、路面（路面における起伏、くぼみ、障害物の距離、位置、形状、大きさ、高さなど）情報を得る。さらに、画像処理装置により算出した路面状況が車体における自動運転システムにリアルタイムにフィードバックされることによって、路面監視と自動運転の目的が果たされる。上記のように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムは、簡易の構成及び比較的に低いコストで車両進行中の路面監視における難題を解決でき、つまり従来の路面に対するリアルタイムの監視の方式の、構成が複雑、効果が理想でない、コストが高いという技術課題を解決できる。

本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法は、赤外線照射ライトアッセンブリは明暗からなる縞模様の赤外線を射出するステップと、撮像ヘッドが路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影するステップと、画像処理装置が、路面又は障害物の情報を得るように前記撮像ヘッドにより撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面の状況を自動車の自動運転システムへリアルタイムにフィードバックするステップとを含む。

従来技術に対して、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法は少なくとも下記の利点を有する。

本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法は、赤外線照射ライトアッセンブリは明暗からなる縞模様の赤外線を射出するステップと、撮像ヘッドが路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影するステップと、画像処理装置が、路面又は障害物の情報を得るように撮像ヘッドにより撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面の状況を自動車の自動運転システムへリアルタイムにフィードバックするステップとを含む。上記分析から分かるように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法において、赤外線照射ライトアッセンブリは明暗からなる横縞模様又は縦縞模様の赤外線を射出し、縞模様の赤外線が物体の表面に照射されると、被照射の物体で赤外線が乱反射され、物体の輪郭の変化とともに、赤外線の縞模様が変調され、曲がって変形する。そして、撮像ヘッドが路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影し、画像処理装置が撮像ヘッドにより撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行うことにより、路面（路面における起伏、くぼみ、障害物の距離、位置、形状、大きさ、高さなど）情報を得る。さらに、画像処理装置により算出した路面状況が車体における自動運転システムにリアルタイムにフィードバックされることによって、路面監視と自動運転の目的が果たされる。上記のように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法は、比較的に低いコストで車両進行中の路面監視における難題を解決でき、つまり従来の路面に対するリアルタイムの監視の方式の効果が理想でない、コストが高いという技術課題を解決できる。

本開示の実施例による自動車は、上記の赤外線を用いた路面監視のシステムを含み、又は、上記の赤外線を用いた路面監視の方法を利用する。

該自動車は、上記の赤外線を用いた路面監視のシステム及び方法の従来技術に対する利点も有するため、ここで説明を省略する。

本開示の実施例をより明瞭に説明するため、以下、実施例の説明に必要の図面を簡単に説明する。明らかに、以下の図面が本開示の実施例の一部を示すものにすぎないため、範囲を限定するものでないこととみなすべき、当業者は、発明能力を利用しなくても、これらの図面に基づいてその他の関係図面を得ることが可能である。

本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムの赤外線照射ライトアッセンブリの構成模式図である。 本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムの赤外線照射ライトアッセンブリの１種の遮光構造の構成模式図である。 本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムの赤外線照射ライトアッセンブリのもう１種の遮光構造の構成模式図である。 本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法の流れ構成模式図である。

本開示の実施例の目的、技術案及び利点をより明瞭にするため、以下、本開示の実施例に用いられる図面を参照しながら、本開示の実施例における技術案を明瞭且つ完全に説明し、説明される実施例が本開示の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではないことは無論である。ここで図面を用いて示した本開示の実施例における部品は、様々な配置方法で配置、設計されることができる。

このため、以下の、図面に示された本開示の実施例に対する詳細な説明は、保護しようとする本開示の範囲を制限するものではなく、本開示の選択された実施例を示すものに過ぎない。本開示の実施例をもとに、当業者が発明能力を用いることなく得たすべてのその他の実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属する。

なお、同様な符号は、図面において同様な項目を示すので、一項目が１つの図面で定義された場合、その他の図面で当該項目をさらに定義、解釈することが不要になる。

本開示の説明において、要注意のが、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「内」、「外」等の用語で表された方向又は位置関係は、図面に基づくものであり、或いは該発明製品の常用の配置の方向又は位置関係であり、本開示を便宜及び簡略に説明するためのものに過ぎず、該当装置又は素子が、必ず定められた方向を有したり、定められた方向に構成されたり、操作されたり、することを明示又は暗示するものではないため、本開示を限定するものではないと理解すべきである。

また、用語「第１」、「第２」、「第３」等は、区別して説明するためのものに過ぎず、相対重要性を明示又は暗示するものではないと理解すべきである。

なお、「水平」、「垂直」、「鉛直」等の用語は、部品を絶対的な水平又は鉛直に設置すると意味するものではなく、少し傾斜してもよい。例えば、「水平」とは、該当構成の方向が、「垂直」よりも水平であるように、完全水平になるのではなく、少し傾斜してもよい。

本開示の説明において、要注意のが、明確な定義と限定がない限り、「設置」、「取付」、「連係」、「接続」などの用語は、広義的に理解すべきである。例えば、固定接続でもよいし、取外し可能な接続でもよいし、一体的な接続でもよい。そして、機械的な接続でもよいし、電気的な接続でもよい。また、直接に接続してもよいし、中間物を介して間接に接続してもよいし、２つの素子の内部が連通してもよい。当業者は、本開示における上記用語の具体的な意味を、具体的な状況に応じて理解することが可能である。

なお、矛盾がない限り、本開示の実施例における特徴を相互結合させることができる。

自動運転に用いられる環境検知システムとして、ビジョン又はビジョンでない認識技術による路面監視システムが必要となり、撮像ヘッド、レーザーレーダ、ミリ波、超音波レーダ等を用いることが一般である。撮像ヘッドは、ダイナミックレンジが狭く、強い光及び太陽に影響されるので、演算能力に対する要求が高い。レーザーレーダは、高価で、色情報が欠き、反射が発生する物体又は透明の物体を監視する際に正確さを欠けている。ミリ波、超音波レーダは、一部の材料に対して敏感で、認識する物体の大きさを判断できないとともに、相対の解像度が比較的に低い。本実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムは、従来の路面に対するリアルタイムの監視の方式の、構成が複雑、効果が理想でない、コストが高いという技術課題を解決できる。

図１〜図４に示すように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムは、赤外線照射ライトアッセンブリ１０と、撮像ヘッド１１と、撮像ヘッド１１と接続する画像処理装置１２と、を有する。赤外線照射ライトアッセンブリ１０は、明暗からなる縞模様の赤外線を射出し、撮像ヘッド１１は、路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮像し、画像処理装置１２は、路面又は障害物の情報を得るように撮像ヘッド１１により撮像された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面の状況を自動車の自動運転システム１３にリアルタイムにフィードバックし、これによって、路面監視と自動運転の目的を果たす。

図４に示すように、上記分析から分かるように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムにおいて、赤外線照射ライトアッセンブリ１０は、明暗からなる横縞模様又は縦縞模様の赤外線を射出し、縞模様の赤外線が物体の表面に照射されると、被照射の物体で赤外線が乱反射され、物体の輪郭の変化とともに、赤外線の縞模様が変調され、縞形状が曲がって変形する。そして、撮像ヘッド１１が路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮像し、さらに画像処理装置１２が撮像ヘッド１１により撮像された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行うことにより、路面状況１４（路面における起伏、くぼみ、障害物の距離、位置、形状、大きさ、高さなど）の情報を得る。さらに画像処理装置１２により算出した路面状況１４が車体における自動運転システム１３にリアルタイムにフィードバックされることによって、路面監視と自動運転の目的が果たされる。上記のように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムは、簡易の構成及び比較的に低いコストで車両進行中の路面監視における難題を解決でき、つまり従来の路面に対するリアルタイムの監視の方式の、構成が複雑、効果が理想でない、コストが高いという技術課題を解決できる。

図１は、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムにおける赤外線照射ライトアッセンブリの構成模式図である。

図１に示すように、上記の赤外線照射ライトアッセンブリ１０は、レンズ１と、遮光構造３と、反射ミラー４と、赤外線光源６とを有する。赤外線光源６と遮光構造３とがそれぞれ反射ミラー４の両端に取り付けられ、レンズ１が赤外線光源６から離間するように遮光構造３の一側に取り付けられ、遮光構造３がレンズ１の焦点面に位置するように設けられている。赤外線光源６が赤外線を射出し、赤外線が、反射ミラー４により反射され、遮光構造３を通して、明暗からなる縞模様の配光パターンに形成し、さらにレンズ１を通して、前方路面に照射されてゼブラ模様の配光パターンに形成する。

縞模様の赤外線が物体の表面に照射されると、被照射の物体で赤外線が乱反射され、そして、物体の輪郭の変化とともに、赤外線の縞模様が変調され、曲がって変形する。これによって、路面における起伏、くぼみ、障害物の距離、位置、形状、大きさ、高さなどの情報が得られる。

また、赤外線照射ライトアッセンブリ１０は、レンズ１と、遮光構造３と、赤外線光源６とを有し、レンズ１と赤外線光源６とがそれぞれ遮光構造３の両側に取り付けられ、遮光構造３がレンズ１の焦点面に位置するように設けられ、赤外線光源６が赤外線を射出し、赤外線が、遮光構造３を通して、明暗からなる縞模様の配光パターンに形成し、さらにレンズ１を通して、前方路面に照射されてゼブラ模様の配光パターンに形成することが好ましい。

この場合、図１の構成と異なり、反射ミラー４を取り付けなくてもよく、赤外線光源６の直接照射により、赤外線が前方路面に照射されてゼブラ模様の配光パターンに形成することもできる。

また、図１に示すように、上記の赤外線照射ライトアッセンブリは、レンズ１を取り付けるレンズホルダー２をさらに有してもよい。

また、図１に示すように、上記の赤外線照射ライトアッセンブリは、赤外線光源６の背面に取り付けられる放熱装置５をさらに有してもよい。

上記の遮光構造３は、グレーティングを用いることが好ましい。グレーティング（Ｇｒａｔｉｎｇ）とは、大量の同幅同間隔の平行するスリットからなる光学素子である。通常に使用されているグレーティングは、ガラスシートで大量の平行する刻みをつけることにより製造され、刻みが光を透過しない部分となり、２つの刻みの間の滑らかな部分で光を透過することができ、スリット（該スリットを下記の長尺透光孔３３と認識することができる）に相当する。精密に加工されたグレーティングは、１ｃｍの幅内に数千条乃至数万条の刻みがつけられている。このような透過光の回折を利用するグレーティングを透過グレーティングと称する。そして、２つの刻みの間における反射光の回折を利用するグレーティングもあり、例えば金属のメッキ層を有する表面に多くの平行する刻みをつけ、２つの刻みの間の滑らかな金属面で光を反射することができ、このようなグレーティングを反射グレーティングと称する。

図２と図３に示すように、遮光構造３は、いくつの平行する長尺透光孔３３を有し、赤外線の照射出口に位置していることが好ましい。遮光構造３は、フレーム３１とフレーム３１に設置されるいくつの遮光シート３２とを有し、いくつの遮光シート３２が平行に設置され、隣接する遮光シート３２の間の隙間により長尺透光孔３３を形成する。

該長尺透光孔３３は、１つのシートに複数の平行する長尺孔を開設することにより形成されてもよく、複数の平行に設置される遮光物の間の隙間により形成されてもよいことが無論である。

上記の遮光構造３は、レンズ１の屈折を利用して光を間隔を隔てて透過させる導光板であってもよい。

図２は、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムの赤外線照射ライトアッセンブリの１種の遮光構造の構成模式図であり、図３は、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステムの赤外線照射ライトアッセンブリのもう１種の遮光構造の構成模式図である。

上記の遮光構造３は、図２に示した横縞からなる遮光構造であってもよく、図３に示した縦縞からなる遮光構造であってもよい。

また、上記の赤外線照射ライトアッセンブリ１０は、２つを有し、それぞれ自動車の両側の自動車ランプに配置されてもよい。

そのうち、一側の自動車ランプからの赤外線が遮光構造３により横縞模様に調整され、他側の自動車ランプからの赤外線が被遮光構造３により縦縞模様に調整され、撮像ヘッド１１によりその模様を撮影する。又は、両側の自動車ランプからの赤外線が同時に横縞模様と縦縞模様に形成するように調整され、撮像ヘッド１１によりその模様を撮影する。又は、両側の自動車ランプからの赤外線が所定頻度で間欠に横縞模様と縦縞模様に形成するように調整され、撮像ヘッド１１によりその模様を撮影する。

また、上記の赤外線照射ライトアッセンブリ１０が自動車の一側の自動車ランプに配置され、赤外線が遮光構造３により横縞模様又は縦縞模様に調整され、撮像ヘッド１１が、自動車の他側に配置され、路面に照射された横縞模様又は縦縞模様の配光パターンを撮影するように構成されてもよい。

一実施形態

自動車の両側の赤外線照射ライトアッセンブリ１０にそれぞれ横縞からなる遮光構造３と縦縞からなる遮光構造３とが配置され、赤外線照射ライトアッセンブリ１０における赤外線光源６（ＬＥＤ光源）が赤外線を射出し、赤外線が反射ミラー４により遮光構造３へ反射される。一側の自動車ランプからの赤外線が横縞からなる遮光構造３とレンズ１を介して、明暗からなる横縞模様の赤外線に形成し、他側の自動車ランプからの赤外線が縦縞からなる遮光構造３とレンズ１を介して、明暗からなる縦縞の赤外線に形成し、これらの赤外線を路面に照射してそれぞれ横と縦のゼブラ模様の配光パターンに形成する。具体的に、両側の自動車ランプにより横縞及び縦縞の模様を同時に形成させ、撮像ヘッド１１によりその模様を撮影するようにしてもよい。

横縞と縦縞の模様の赤外線が物体の表面に照射されると、連続のゼブラ模様が物体の輪郭に従って曲がって変形するようになり、撮像ヘッド１１により路面にリアルタイムに形成される横及び縦の赤外線の縞模様の形態を収集し、画像処理装置１２により縞模様の形態を処理することにより、路面における起伏、くぼみ等、障害物の距離、位置、大きさ、高さなどのより正確な情報を得ることができる。横縞模様により形成された路面の画像が路面の前後の状況を演算することに有利であり、縦縞模様により形成された路面の画像が路面の左右の状況を演算することに有利であり、横と縦の赤外線の縞模様をともに利用することは路面監視の識別度を向上させることができる。最後に、画像処理装置１２により算出した路面状況１４が自動車の自動運転システム１３にリアルタイムにフィードバックされることによって、路面監視と自動運転の目的が果たされる。

その他の実施形態

自動車の両側の赤外線照射ライトアッセンブリにそれぞれ横縞からなる遮光構造３と縦縞からなる遮光構造３とが配置され、赤外線照射ライトアッセンブリ１０における赤外線光源６（ＬＥＤ光源）が赤外線を射出し、赤外線が反射ミラー４により遮光構造３へ反射される。一側の自動車ランプからの赤外線が横縞からなる遮光構造３とレンズ１を介して、明暗からなる横縞模様の赤外線に形成し、他側の自動車ランプからの赤外線が縦縞からなる遮光構造３とレンズ１を介して、明暗からなる縦縞による赤外線に形成し、これらの赤外線を路面に照射してそれぞれ横と縦のゼブラ模様の配光パターンに形成する。また、両側の赤外線照射ライトにより横縞模様と縦縞模様を所定頻度で間欠に形成させ、そして、路面条件に応じて、横縞又は縦縞の赤外線を照射するように赤外線照射ライトアッセンブリ１０を作動させることができる。従って、電力消耗を抑えながら撮像ヘッド１１によりその模様を撮影することができる。

横縞及び縦縞の赤外線で物体の表面を所定頻度で間欠に照射するとき、ゼブラ模様が物体の輪郭に従って曲がって変形するようになり、撮像ヘッド１１により路面にリアルタイムに形成される横と縦の赤外線の縞模様の形態を収集し、画像処理装置１２により縞模様の形態を処理することにより、路面における起伏、くぼみ等、障害物の距離、位置、大きさ、高さなどのより正確な情報を得ることができる。横縞模様により形成された路面の画像が路面の前後の状況を演算することに有利であり、縦縞模様により形成された路面の画像が路面の左右の状況を演算することに有利であり、横と縦の赤外線の縞模様をともに利用することは路面監視の識別度を向上させることができる。最後に、画像処理装置１２により算出した路面状況１４が自動車の自動運転システム１３にリアルタイムにフィードバックされることによって、路面監視と自動運転の目的が果たされる。

図４は、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法の流れ構成模式図である。

図４に示すように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法は、赤外線照射ライトアッセンブリ１０が明暗からなる縞模様の赤外線を射出するステップと、撮像ヘッド１１が路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影するステップと、画像処理装置１２が、路面又は障害物の情報を獲得するように撮像ヘッド１１により撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面の状況を自動車の自動運転システム１３へリアルタイムにフィードバックするステップと、を含む。

上記の分析から分かるように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法において、赤外線照射ライトアッセンブリ１０は、明暗からなる横又は縦の縞模様の赤外線を射出し、縞模様の赤外線が物体の表面に照射されると、被照射の照射物体で赤外線が乱反射され、物体の輪郭の変化とともに、赤外線の縞模様が変調され、曲がって変形する。そして、撮像ヘッド１１が路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影し、さらに画像処理装置１２が撮像ヘッド１１により撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行うことにより、路面状況１４（路面における起伏、くぼみ、障害物の距離、位置、形状、大きさ、高さなど）の情報を得る。さらに、画像処理装置１２により算出した路面状況１４が車体における自動運転システム１３にリアルタイムにフィードバックされることによって、路面監視と自動運転の目的が果たされる。

上記のように、本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視の方法は、比較的に低いコストで車両進行中の路面監視における難題を解決でき、つまり従来の路面に対するリアルタイムの監視の方式の効果が理想でない、コストが高いという技術課題を解決できる。

本開示の実施例による自動車は、上記の赤外線を用いた路面監視のシステムを含み、又は上記の赤外線を用いた路面監視の方法を利用する。

本開示の実施例による赤外線を用いた路面監視のシステム及び方法、自動車は、従来のセンサ及びレーダによる監視方式と異なり、簡単、低コストの方式で路面監視を実現でき、自動車ランプに赤外線照射ライトアッセンブリ１０と、撮像ヘッド１１と、画像処理装置１２とを組み込むにより、車両進行中における障害物検査を効果的に実現できた。

一部の実施例

図１に示すように、図１に示した赤外線照射ライトアッセンブリ１０は、レンズ１と、レンズホルダー２と、遮光構造３と、反射ミラー４と、放熱装置５と、赤外線光源６とを有する。赤外線光源６は赤外線を射出するものである。遮光構造３は赤外線の照射出口に位置している。反射ミラー４は、赤外線光源６と対応して配置され、縞模様の赤外線に形成するように赤外線光源６から射出された赤外線を遮光構造３へ反射するように構成される。レンズ１は、縞模様の赤外線をレンズ１を通らせて走行する路面に照射するように、レンズホルダー２を介して赤外線の照射出口に取り付けられる。赤外線光源６は放熱装置５に設置される。

図２及び図３に示すように、図２と図３がそれぞれ横縞の遮光構造３と縦縞の遮光構造３を示している。遮光構造３は、フレーム３１と複数の遮光シート３２とを有し、複数の遮光シート３２が平行して設置されるとともに、隣接する２つの遮光シート３２の間に長尺透光孔３３が形成される。反射ミラー４により遮光構造３へ反射された赤外線光源６から射出された赤外線を、長尺透光孔形３３を通らせて縞模様の赤外線に形成させる。

図４に示すように、図４に示した赤外線を用いた路面監視のシステムは、赤外線照射ライトアッセンブリ１０と、撮像ヘッド１１と、撮像ヘッド１１と接続する画像処理装置１２とを有する。赤外線照射ライトアッセンブリ１０は、明暗からなる縞模様の赤外線を射出するものである。撮像ヘッド１１は路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影するものである。画像処理装置１２は、路面又は障害物の情報を得るように撮像ヘッド１１により撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面状況１４を自動車の自動運転システム１３にリアルタイムにフィードバックし、これによって、路面監視と自動運転の目的を果たす。

上記の記載は、本開示の具体的な実施形態にすぎず、本開示の保護範囲がこれに限定されない。当業者は、本開示に記載された技術的範囲において、容易に想到した変更又は置換も本開示の保護範囲に属するものである。このため、本開示の保護範囲は特許請求の範囲に準ずるべきである。

産業上の利用可能性

上記のように、本開示による赤外線を用いた路面監視のシステム及び方法、自動車は、路面に対するリアルタイムの監視を実現でき、構成が簡単、効果が優れるとともにコストが比較的に低い。

１−レンズ、２−レンズホルダー、３−遮光構造、３１−フレーム、３２−遮光シート、３３−長尺透光孔、４−反射ミラー、５−放熱装置、６−赤外線光源、１０−赤外線照射ライトアッセンブリ、１１−撮像ヘッド、１２−画像処理装置、１３−自動運転システム、１４−路面状況。

Claims (15)

1. 赤外線照射ライトアッセンブリと、撮像ヘッドと、前記撮像ヘッドと接続する画像処理装置とを有し、
   前記赤外線照射ライトアッセンブリが明暗からなる縞模様の赤外線を射出し、前記撮像ヘッドが路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影し、前記画像処理装置が、路面又は障害物の情報を得るように前記撮像ヘッドにより撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面の状況を自動車の自動運転システムにリアルタイムにフィードバックし、これによって、路面監視と自動運転の目的を果たす
   ことを特徴とする赤外線を用いた路面監視のシステム。
2. 前記赤外線照射ライトアッセンブリは、レンズと、遮光構造と、反射ミラーと、赤外線光源と、を有し、
   前記赤外線光源と前記遮光構造がそれぞれ前記反射ミラーの両端に取り付けられ、前記レンズが前記赤外線光源から離間するように前記遮光構造の一側に取り付けられ、
   前記赤外線光源が赤外線を射出するものであり、赤外線が、前記反射ミラーにより反射され、前記遮光構造を通して、明暗からなる縞模様の配光パターンに形成し、さらに前記レンズを通して前方路面に照射されゼブラ模様の配光パターンに形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
3. 前記赤外線照射ライトアッセンブリは、レンズと、遮光構造と、赤外線光源と、を有し、
   前記レンズと前記赤外線光源がそれぞれ前記遮光構造の両側に取り付けられ、
   前記赤外線光源が赤外線を射出するものであり、赤外線が、前記遮光構造を通して、明暗からなる縞模様の配光パターンに形成し、さらに前記レンズを通して前方路面に照射されゼブラ模様の配光パターンに形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
4. 前記遮光構造は、前記レンズの焦点面に位置することを特徴とする請求項２又は３に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
5. 前記赤外線照射ライトアッセンブリは、前記レンズが取り付けられるレンズホルダーをさらに有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
6. 前記赤外線照射ライトアッセンブリは、前記赤外線光源の背面に取り付けられる放熱装置をさらに有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
7. 前記遮光構造は、グレーティングを用いることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
8. 前記遮光構造は、いくつの平行する長尺透光孔を有し、前記赤外線の照射出口に位置することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
9. 前記遮光構造は、フレームと前記フレームに設置されるいくつの遮光シートとを有し、いくつの前記遮光シートが平行に設置され、隣接する遮光シートの間の隙間により前記長尺透光孔が形成されることを特徴とする請求項８に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
10. 前記遮光構造は、前記レンズの屈折を利用して光を間隔を隔てて透過させる導光板であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
11. 前記赤外線照射ライトアッセンブリは、２つを有し、それぞれ自動車の両側の自動車ランプに配置されることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
12. 一側の自動車ランプからの赤外線が前記遮光構造により横縞模様に調整され、他側の自動車ランプからの赤外線が前記遮光構造により縦縞模様に調整され、前記撮像ヘッドによりその模様を撮影し、
    又は、両側の自動車ランプからの赤外線が同時に横縞模様と縦縞模様に形成するように調整され、前記撮像ヘッドによりその模様を撮影し、
    又は、両側の自動車ランプからの赤外線が所定頻度で間欠に横縞模様と縦縞模様に形成するように調整され、前記撮像ヘッドによりその模様を撮影する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
13. 前記赤外線照射ライトアッセンブリが自動車の一側の自動車ランプに配置され、赤外線が前記遮光構造により横縞模様又は縦縞模様に調整され、前記撮像ヘッドが、自動車の他側に配置され、路面に照射された横縞模様又は縦縞模様の配光パターンを撮影することを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の赤外線を用いた路面監視のシステム。
14. 赤外線照射ライトアッセンブリは明暗からなる縞模様の赤外線を射出するステップと、
    撮像ヘッドが路面にリアルタイムに形成される赤外線の縞模様の形態を撮影するステップと、
    画像処理装置が、路面又は障害物の情報を獲得するように前記撮像ヘッドにより撮影された路面に形成された縞模様の形態に対して演算を行って、算出した路面の状況を自動車の自動運転システムへリアルタイムにフィードバックするステップと、
    を含むことを特徴とする赤外線を用いた路面監視の方法。
15. 上記の請求項１〜１３のいずれか１項に記載の赤外線を用いた路面監視のシステムを含み、
    又は、上記の請求項１４に記載の赤外線を用いた路面監視の方法を利用する
    ことを特徴とする自動車。

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