JP2023084765A

JP2023084765A - 撮像装置、撮像システム、撮像制御方法およびプログラム

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Publication number: JP2023084765A
Application number: JP2021199033A
Authority: JP
Inventors: 祐治山中; Yuji Yamanaka; 雄介太田; Yusuke Ota; 大樹稲場; Daiki Inaba; 太郎菊地; Taro Kikuchi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2021-12-08
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2023-06-20
Also published as: CN116248979A

Abstract

【課題】適切な撮像間隔で対象物を撮像すること。【解決手段】撮像装置１００は、車両５００に設置され、移動しながらトンネル６００の内壁面を撮像するカメラユニット３００と、カメラユニット３００を制御する撮像制御部１１０１と、を備え、カメラユニット３００は、トンネル６００の内壁面における対象領域６００Ａを、車両５００の移動方向であるＸ方向に沿って所定の撮像間隔でトンネル６００の対象領域６００Ａを複数の撮像領域ｄに分けて撮像するものであり、撮像制御部１１０１は、複数の撮像領域ｄのそれぞれを、対象領域６００Ａに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。【選択図】図９

Description

本発明は、撮像装置、撮像システム、撮像制御方法およびプログラムに関する。

特許文献１には、レーザスキャナ式測域センサ４０によって、トンネルのコンクリート面７との距離が測定されて、トンネル内壁断面形状撮像データが、位置データの形で、パーソナルコンピュータ３０のＣＰＵ３５に入力され、入力されたトンネル内壁断面形状撮像データに基づいて、９台のビデオカメラ３ａ～３ｉが最適位置および最適角度に移動され、最適位置および最適角度に位置する各ビデオカメラ３ａ～３ｉによって、トンネル内壁のコンクリート面７が撮像されることが記載されている。

特許文献２には、ビデオ撮影装置で撮影しているフレーム毎の範囲を、前記ビデオ撮影装置から撮影対象物までの距離情報から求め、撮影画像フレームと同期させて記録することが記載されている。

特許文献３には、撮像対象物を複数の方向から撮影した複数の撮像画像に基づいて、前記撮像対象物の三次元情報を取得する三次元情報取得装置であって、前記撮像部の前記位置姿勢情報に基づいて、前記撮像部に撮像タイミングを通知するトリガ部を備えたことが記載されている。

特開２０１１－０９５２２２号公報特開２０１１－０９７６４０号公報特開２０１７－１５１０２６号公報

本発明は、適切な撮像間隔で対象物を撮像することを課題とする。

本発明に係る撮像装置は、移動体に設置され、移動しながら対象物を撮像する撮像部と、撮像部を制御する撮像制御部と、を備えた撮像装置であって、撮像部は、対象物における対象領域を、移動体の移動方向に沿って複数の撮像領域に分けて撮像するものであり、撮像制御部は、複数の撮像領域のそれぞれを、対象領域に対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように撮像部を制御する。

本発明によれば、対象物の対象領域に対応付けられた撮像間隔で対象物を撮像することができる。

本発明の実施形態にかかる撮像装置を備えた移動体の説明図である。本実施形態の課題を説明する図である。本実施形態に係る撮像装置を説明する図である。本実施形態に係る撮像装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る撮像装置の機能構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る撮像装置の構成の一例を説明する斜視図である。図６に示した撮像装置の側面図である。本実施形態に係る撮像部から対象領域への距離の説明図である。本実施形態に係る対象領域と撮像間隔の説明図である。本実施形態に係る撮像装置の撮像制御方法を示すフローチャートである。本実施形態の変形例における距離情報取得の説明図である。変形例における撮像制御の説明図である。本実施形態の第２の変形例の説明である。本実施形態の第３の変形例の説明である。

図１は、本発明の実施形態にかかる撮像装置を備えた移動体の説明図である。図１（ａ）は移動方向から移動体の一例である車両５００をみた図であり、図１（ｂ）はトンネル６００の内部を車両５００が移動（進行）する様子を示す図である。撮像装置１００は、車両５００に設けられた状態で対象物の一例であるトンネル６００の内壁面を撮像する。本実施形態に掛かる撮像システムは、車両５００と撮像装置１００を備えるものである。

図１（ａ）では、撮像装置１００は、車両５００のルーフの上に固定されている。撮像装置１００が取り付けられる車両の部分は、ルーフに限定されるものではない。車両の前方、又は後方のボンネット等であってもよいし、車両がトラックであれば荷台等であってもよい。また、車両への撮像装置１００の取り付けに関し、ルーフに取り付ける場合は、車両用のスキーキャリヤ等と同様に、フック部品等を用いて行えばよい。

図１（ｂ）では、道路７００のセンターに対し、左側に車線７１０があり、右側に車線７２０がある。車両５００は車線７２０において、紙面に対し、手前の方向に移動している。

この例では、車線７１０（車両５００の対向車線）側に歩道７３０がある。車線７２０側には歩道はないため、歩道がある場合と比較して、車両５００はトンネル６００の車両５００側の壁面に近い位置を移動している。

図１（ｂ）の破線１００Ａは、撮像装置１００による撮像範囲を表す。つまり、撮像装置１００は、トンネル６００の壁面のうち、破線１００Ａで示されている撮像範囲内の対象領域６００Ａ（太線で示されている領域）を撮像している。太線で示されているように、実施形態ではトンネル壁面（覆工部）と地面との境目までを撮像する。

車両５００を移動させながら撮像装置１００による撮像を行うことで、トンネル６００の入口から出口までにおいて、紙面に対して図１（ｂ）の右側半分の壁面が撮像される。

そして、図１（ｂ）の場合とは反対側の車線を逆方向に車両５００を移動させながら撮像装置１００による撮像を行うことで、トンネル６００の入口から出口までにおいて、紙面に対して図１（ｂ）の左側半分の壁面が撮像される。図１（ｂ）の破線１００ａは、反対側の車線を逆方向に車両５００を移動させた場合の撮像装置１００による撮像範囲を示し、６００ａは、トンネル６００の壁面のうち、破線１００ａで示されている撮像範囲内の対象領域を示す。

図１（ｂ）の状態で撮像された壁面の画像と、図１（ｂ）の場合とは反対側の車線を逆方向に車両５００を移動させながら撮像された壁面の画像を繋ぎ合せることで、トンネル６００の入口から出口までの全壁面の撮像画像を取得することができる。ここで、トンネル６００の全壁面は、実際には円筒状の内壁面であるが、これを平面画像としたものを展開図画像と呼ぶ。この展開図画像は、傷等の変状箇所を点検するために用いられるため、撮像画像を改変すること無く、作成することが好ましい。いわゆるパノラマ撮影のように各画像を重複させて画像処理による繋ぎ合わせを行うことは、重複部分を画像処理する際に画像データが改変される可能性があり、変状箇所を視認するという観点からすると好ましくない。重複部分が生じたとしても、画像処理が最小限で済むように重複部分はできるだけ少ないことが望ましい。

画像を繋ぎ合せて一枚の展開図画像を作成するため、これらの壁面の画像は、天井部分で撮像されていない領域が生じないように撮像することが望ましい。換言すると、往きと帰りでトンネル６００の壁面を撮像する場合、往きの対象領域６００Ａと帰りの対象領域６００ａを、車両５００の移動方向であるＸ方向と交差する平面においてトンネル６００の壁面で撮像されていない領域が生じないように撮像することが望ましい。ここで、Ｘ方向に交差する平面は、鉛直方向であるＺ方向と、Ｘ方向およびＺ方向に交差するＹ方向を含む平面（ＹＺ平面）である。

なお、車両５００は、道路を走行する車両に限られず鉄道を走行する車両であってもよく、動力を有する車両に限られず台車や手押し車のように動力を有しない車両であってもよい。また、移動体は車両に限らずドローンのように空中を移動するものであってもよい。さらに、トンネルは交通用トンネルに限らず導水路等のトンネルであってもよい。

本実施形態では、車両は左側通行の規則に則っている。よって、進行方向左側を撮像するよう撮像装置は配置されている。右側通行をする国や場合については、進行方向右側を撮像するよう撮像装置を配置する。その場合は、カメラユニット３００と照明ユニット４００が向いている向きを１８０度回転して車両に取り付ける。

図２は、本実施形態の課題を説明する図である。

図２（ａ）において、撮像装置１００は、車両５００とともに移動しながら、車両５００の移動方向であるＸ方向に沿って一定の撮像間隔ｔで、距離Ｌ１を隔てた対象領域６００Ａ１を複数の撮像領域ｄ１、ｄ１’・・・に分けて撮像する。そして、複数の撮像領域ｄ、ｄ’・・・のそれぞれの撮像画像をつなぎ合わせることにより、Ｘ方向に連続する対象領域６００Ａ１の撮像画像を得ることができる。

ここで、撮像領域ｄの大きさ（Ｘ方向の長さ）は、以下の式（１）で表すことができる。

ｄ＝ｐｍ・・・（１）
ｐ：カメラユニット３００の１画素の画素サイズ（Ｘ方向のサイズ）
ｍ：カメラユニット３００の光学系倍率
撮像間隔ｔは、撮像してから次に撮像するまでの時間を示す値であり、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりしないように決定される。あるいは、撮像間隔は、撮像してから次に撮像するまでの車両５００の移動距離を示す値に決定されても良い。

なお、車両５００の速度が一定の場合、撮像時間間隔ｔが一定であれば、撮像距離間隔も一定であるが、車両５００の速度が変化した場合、撮像時間間隔ｔが一定でも、撮像距離間隔は変化するため、撮像時間間隔ｔを決定する場合には、車両５００の速度情報に基づき、撮像距離間隔が一定になるように補正することが好ましい。

図２（ｂ）において、撮像装置１００は、車両５００とともに移動しながら、車両５００の移動方向であるＸ方向に沿って一定の撮像間隔ｔで、距離Ｌ１よりも遠い距離Ｌ２を隔てた対象領域６００Ａ２を複数の撮像領域ｄ２、ｄ２’・・・に分けて撮像する。

ここで、図２（ｂ）における撮像間隔ｔは、図２（ａ）における撮像間隔ｔと同じであるため、隣り合う撮像領域ｄ２、ｄ２の間で、重複している領域が生じてしまう。この場合、複数の撮像領域ｄ２、ｄ２’・・・のそれぞれの撮像画像をつなぎ合わせた際に、つなぎ合わせ部分で品質が劣化したり、重複部分を除去したりするための工数が生じる可能性があった。つまり、重複部分は無いことが望ましく、重複部分が生じるとしても出来るだけ狭い領域で重複するようにすることが望ましい。

一方、図２（ｂ）に示す対象領域６００Ａ２において、隣り合う撮像領域ｄ２、ｄ２’の間で、重複している領域が生じないように撮像間隔ｔを決定すると、今度は、図２（ａ）に示す対象領域６００Ａ１において、隣り合う撮像領域ｄ１、ｄ１’の間で、撮像できていない領域が生じる可能性があった。

以上の課題について、上述した特許文献１～３には、一切、記載及び示唆が無い。本実施形態は、以上の課題に鑑みて、適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像することにより、対象領域６００Ａにおける隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減することを目的とする。

これにより、複数の撮像領域ｄのそれぞれの撮像画像をつなぎ合わせて、車両５００の移動方向であるＸ方向に連続する対象領域６００Ａの撮像画像を高品質かつ効率的に得ることを目的とする。

なお、図２では、撮像装置１００から対象領域６００Ａまでの距離に起因する課題について述べたが、例えば、複数の撮像領域ｄの境界付近に段差等の特殊な形状が存在する場合、隣り合う撮像領域ｄを意図的に重複させて後工程で画像処理や目視で処理した方が、Ｘ方向に連続する対象領域６００Ａの撮像画像を高品質に得られることもある。

本実施形態は、このような場合も含めて、撮像対象である対象領域６００Ａがどのようなものであるかによって、適切な撮像間隔で対象物を撮像することを目的とする。

図３は、本実施形態に係る撮像装置を説明する図である。

図３（ａ）に示すように、撮像装置１００は、撮像部の一例であるカメラユニット３００と、距離センサの一例であるＴＯＦ（ＴｉｍｅｏｆＦｌｉｇｈｔ）センサ１４１を備える。具体的には、図３（ｂ）に示すように、カメラユニット３００は、照明ユニット４００とセットで設けられている。

図３（ａ）に示すように、ＴＯＦセンサ１４１は、カメラユニット３００に対して、車両５００の移動方向であるＸ方向における前方に配置される。ＴＯＦセンサ１４１は、車両５００に設置されて移動しながら、Ｘ方向に沿って所定の間隔で対象領域６００Ａに向けて光１４１Ａを投射し、対象領域６００Ａで反射された光１４１Ａを計測することにより、ＴＯＦセンサ１４１から対象領域６００Ａまでの距離Ｌを測定する。ここで、距離Ｌは、カメラユニット３００から対象領域６００Ａまでの距離にも相当する。

本実施形態では、ＴＯＦセンサ１４１は、ＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）センサである。ＬｉＤＡＲとは、パルスを用いて光飛行時間を測定する方式であるが、ＴｏＦセンサのその他の方式として、位相差検出方式で距離を計測してもよい。位相差検出方式では、基本周波数で振幅変調したレーザ光を計測範囲に照射し、その反射光を受光して照射光と反射光との位相差を測定することで時間を求め、その時間に光速をかけて距離を算出する。また、距離センサは、ステレオカメラ等により構成されてもよい。

図４は、本実施形態に係る撮像装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。撮像装置１００は、カメラユニット３００と、照明ユニット４００と、制御部１１０と、ＴＯＦセンサ１４１と、ＩＭＵ（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）１６０と、車速計／移動距離計１７０とを有する。

カメラユニット３００は、トンネル内側の壁面を撮像し、照明ユニット４００は、カメラユニット３００による撮像のために、トンネル内側の壁面に向けて光を壁面に照明する。

ＴＯＦセンサ１４１は、上述したように、トンネル６００の壁面からＴＯＦセンサ１４１までの距離を計測する。受光素子にエリアセンサを用いたＴＯＦセンサ１４１であれば、距離に応じて表示色が異なる２次元の等高線画像を得ることができる。

ＩＭＵ１６０は、車両５００の運動を司る３軸の角度／角速度と加速度を計測し、また車速計／移動距離計１７０は、車両５００の速度／移動距離を計測することができる。

ＩＭＵ１６０及び車速計／移動距離計１７０で計測されたデータは、制御部１１０を介してＨＤＤ１１４に出力されて記憶され、後に壁面の画像のサイズや傾き等を、画像処理で幾何補正するために使用される。

カメラユニット３００は、レンズ３３１－１およびラインＣＣＤ３３１－２を備えている。ラインＣＣＤ３３１－２は、画素が一次元状（ライン状）に配列されているＣＣＤであり、カメラユニット３００は、ラインＣＣＤ３３１－２の画素の配列方向が車両５００の移動方向と交差するように車両５００に固定されている。

レンズ３３１－１は、レンズ３３１－１の光軸方向にある被写体の像をラインＣＣＤ３３１－２の撮像面上に結像させる。ラインＣＣＤ３３１－２は、結像した被写体の像を撮像する。レンズ３３１－１は、「結像光学系」の一例である。

またレンズ３３１－１は絞り３３１－１ａを内部に備えている。絞り３３１－１ａは、絞り羽根を有する虹彩絞りであり、直径が可変の開口である。絞り羽根にモータ等の駆動源を接続し、制御信号に基づいてモータを駆動させることで開口の直径を変化させることができる。これによりレンズ３３１－１を通過する光の光量を変化させ、レンズ３３１－１により結像される被写体の像の明るさを変化させることができる。

上述ではカメラユニット３００がラインＣＣＤを備える例を示したが、これに限定されるものではなく、カメラユニット３００は、画素が二次元的に配列されているエリアＣＣＤを備えてもよい。さらにＣＣＤに代えてＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いてもよい。

照明ユニット４００は、照明部の一例であり、レンズ４３１－１と、光源４３１－２とを備えている。光源４３１－２は、メタルハライドライトやＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等を用いることができ、レンズ４３１－１を介して、レンズ４３１－１の光軸方向にある被写体を照明する。またレンズ４３１－１は絞り４３１－１ａを内部に備えている。

絞り４３１－１ａは直径が可変の開口であり、開口の直径を変化させることで、レンズ４３１－１により照明される照明光の光量（明るさ）を変化させることができる

制御部１１０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１１１と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１１２と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１１３と、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）１１４と、外部Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒ／Ｆａｃｅ）１１５と、ブザー１１６とを有し、それぞれがシステムバス１１７で相互に電気的に接続されている。

ＲＯＭ１１２は各種プログラムやデータ、各種の設定情報等を格納し、ＲＡＭ１１３はプログラムやデータを一時保持する。ＣＰＵ１１１はＲＯＭ１１２等からプログラムやデータ、設定情報等をＲＡＭ１１３上に読み出し、処理を実行することで、撮像装置１００全体の制御や画像データの処理を実現する。ここで、画像データの処理とは、後述する複数のカメラ３１０～３５０がそれぞれ撮像したライン画像を繋ぎ合せる処理や、車両を移動させながら複数のカメラ３１０～３５０が所定の時間間隔で連続的に撮像したライン画像を、車両の移動方向で繋ぎ合せる処理等である。またＣＰＵ１１１は、各種機能を実現することができる。

尚、ＣＰＵ１１１の実現する制御、画像データの処理、及び各種機能の一部又は全部は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）で実現されてもよい。

ＨＤＤ１１４は、カメラユニット３００から入力した画像データや、ＴＯＦセンサ１４１、ＩＭＵ１６０及び車速計／移動距離計１７０から入力したセンサデータ等を記憶する。

外部Ｉ／Ｆ１１５はユーザが撮像装置１００を操作するためのユーザインターフェースの機能や、撮像装置１００がＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）等の外部装置とデータや信号のやりとりを行うためのインターフェースの機能を実現する。ブザー１１６は、ユーザへの警告の通知等のためにビープ音を発生させるものである。

図５は、本実施形態に係る撮像装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

撮像装置１０の制御部１１０は、撮像制御部１１０１、測定情報取得部１１０２、判断部１１０３、決定部１１０４および記憶・読出部１１０５を有している。これら各部は、図４に示されている各構成要素のいずれかが、ＲＯＭ１１２からＲＡＭ１１３上に展開された制御部用のプログラムに従ったＣＰＵ１１１からの命令によって動作することで実現される機能または手段である。また、制御部１１０は、図４に示されているＲＯＭ１１２またはＨＤＤ１１４によって構築される記憶部１１０６を有している。制御部１１０は、撮像装置１００の外部に設けられてもよく、ネットワークを介して撮像装置１００と通信するように構成されても良い。

撮像制御部１１０１は、主に、ＣＰＵ１１１の処理によって実現され、カメラユニット３００および照明ユニット４００を制御する。撮像制御部１１０１は、例えば、撮影の開始および終了を制御する。

測定情報取得部１１０２は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、ＴＯＦセンサ１４１、ＩＭＵ１６０及び車速計／移動距離計１７０から各種測定情報を取得する。測定情報は、ＴＯＦセンサ１４１から取得した距離情報、車速計／移動距離計１７０から取得した車両５００の現在位置を示す位置情報および車両５００の移動速度（車速）を示す速度情報を含む。測定情報取得部１１０２は、距離情報取得部および位置情報取得部の一例である。

判断部１１０３は、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、各種判断を行う。決定部１１０４は、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、各種パラメータ等を決定する。

記憶・読出部１１０５は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、記憶部１１０６に、各種データ（または情報）を記憶したり、記憶部１１０６から各種データ（または情報）を読み出したりする。

図６は、本実施形態に係る撮像装置の構成の一例を説明する斜視図である。図中、Ｘ方向は車両５０の移動方向を示し、Ｙ方向は、車両５００の移動方向および鉛直方向に交差する方向を示す。撮像装置１００は、複数のカメラ３１０、３２０、３３０、３４０および３５０と、複数の照明部４１０、４２０、４３０、４４０、および４５０を有する。複数のカメラ３１０、３２０、３３０、３４０のそれぞれは、図４で示したカメラユニット３００により構成され、車両５００の移動方向に交差する方向で、トンネル６００の内壁面上の異なる範囲を撮像する。複数の照明部４１０、４２０、４３０、４４０、および４５０のそれぞれは、図４で示した照明ユニット４００により構成され、複数のカメラ３１０、３２０、３３０、３４０および３５０のそれぞれが撮像するトンネル６００の内壁面上の範囲を照明する。

また、撮像装置１００は、第１のカメラ３１０および第２のカメラ３２０を支持する支持部材２１０と、車両５００の移動方向において支持部材２１０から離間して配置され、第３のカメラ３３０、第４のカメラ３４０および第５のカメラ３５０を支持する第２の支持部材２２０と、車両５００の移動方向において、支持部材２１０および第２の支持部材２２０対向する対向部材２３０と、車両５００のルーフの上に固定され、支持部材２１０、第２の支持部材２２０および対向部材２３０を支持するベース部材２００を備える。

支持部材２１０、第２の支持部材２２０、対向部材２３０およびベース部材２００は、複数の撮像部を支持する支持装置を構成する。

支持部材２１０は、第１のカメラ３１０および第１の照明部４１０が取り付けられる第１の取付部３１５と、車両５００の移動方向に交差する方向において第１の取付部３１５から離間して配置され、第２のカメラ３２０および第２の照明部４２０が取り付けられる第２の取付部３２５を備える。

第２の支持部材２２０は、第３のカメラ３３０および第３の照明部４３０が取り付けられる第３の取付部３３５と、車両５００の移動方向に交差する方向において第３の取付部３３５から離間して配置され、第４のカメラ３４０および第４の照明部４４０が取り付けられる第４の取付部３４５と、第３の取付部３３５から下方に離間して配置され、第５のカメラ３５０および第５の照明部４５０が取り付けられる第５の取付部３５５とを備える。

撮像装置１００は、さらに、支持部材２１０と第２の支持部材２２０を車両５００の移動方向に連結する連結部２６１、２６２、２６３と、第２の支持部材２２０と対向部材２３０を車両５００の移動方向に連結する連結部２７１と、支持部材２１０と対向部材２３０を車両５００の移動方向に連結する連結部２８１、２８２、２８３を備える。

図７は、図６に示した撮像装置の側面図である。図１に示したようにトンネル６００は、車両５００の移動方向と交差する断面が半円状の形状をしている。これに合わせ、図７に示すように、第１～第５のカメラ３１０～３５０のそれぞれの光軸３１０Ｌ～３５０Ｌは、トンネル６００の壁面と交差するように放射状に配置されている。換言すると、図６に示した第１～第５のカメラ３１０～３５０のそれぞれは、車両５００の移動方向を示すＸ方向に交差する平面において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａのそれぞれに対向して撮像するように、放射状に配置されている。ここで、Ｘ方向に交差する平面は、鉛直方向であるＺ方向と、Ｘ方向およびＺ方向に交差するＹ方向を含む平面（ＹＺ平面）である。

第１～第５のカメラ３１０～３５０がそれぞれ撮像するライン画像をカメラの配列方向に繋ぎ合せることで、トンネル６００の形状に沿って、トンネル６００の壁面のライン画像を撮像することができる。

そして車両５００を移動させながら上記のライン画像を所定の時間間隔で連続的に撮像し、ライン画像の画素の配列方向と直交する方向に、撮像したライン画像を繋ぎ合せることで、トンネル６００の壁面のエリア画像（２次元画像）を取得することができる。尚、所定の時間間隔はラインＣＣＤによるライン画像の撮像間隔であり、ラインＣＣＤによるライン画像の取得周期ということもできる。

ここで、上述ではカメラの台数を５台とする例を示したが、これに限定されるものではない。トンネル６００の大きさなどの条件に応じてカメラの台数を増減させてもよい。また、レンズ３３１－１の結像倍率、視野及びＦナンバ等は、撮像したい条件に合わせて決定してもよい。

また、図６では、第１～第５のカメラ３１０～３５０のそれぞれの位置を、光軸方向に前後にずらした構成を示したが、これはカメラ同士の物理的な干渉を防止するためである。

ここで、車両の移動方向（Ｘ方向）と交差する方向、すなわち「トンネルの壁面に対向する方向」について補足する。上述したように、トンネルは、車両の移動方向と直交する断面（ＹＺ平面）が半円状の形状をしている。従って、トンネルの壁面のうち、地面付近では壁面は水平方向（Ｙ方向）を向いており、天井付近では壁面は鉛直下方向（－Ｚ方向）を向いている。「トンネルの壁面に対向する方向」とは、場所により向きが異なる壁面に対して対向する方向をいう。地面付近における「トンネルの壁面に対向する方向」は、略水平方向（Ｙ方向）である。一方、天井付近における「トンネルの壁面に対向する方向」は、略鉛直上方向（－Ｚ方向）である。

上述したようにトンネル６００は、車両５００の移動方向と交差する断面（ＹＺ平面）が半円状の形状をしている。これに合わせ、第１～第５の照明部４１０～４５０のそれぞれの光軸は、図７に示した第１～第５のカメラ３１０～３５０のそれぞれの光軸３１０Ｌ～３５０Ｌと同様に、トンネル６００の壁面と交差するように放射状に配置されている。換言すると、第１～第５の照明部４１０～４５０は、トンネル６００の壁面に対向するように、放射状に配置されている。

第１～第５の照明部４１０～４５０は、車両５００の移動方向と交差する方向（ラインＣＣＤの画素の配列方向）に沿ったライン状の光をトンネル６００の壁面に照明することができる。

尚、上述では、照明部の台数を５台とした例を説明したが、これに限定されるものではなく増減させてもよい。また照明部の台数は、カメラの台数と必ずしも一致する必要はなく、明るさ等の条件に応じて台数を決めてよい。さらにレンズの画角やＦナンバ等も撮像したい条件に応じて決定してもよい。

また、図６では、第１～第５の照明部４１０～４５０のそれぞれの位置を、光軸方向に前後にずらした構成を示したが、これは照明部同士の物理的な干渉を防止するためである。

図８は、本実施形態に係る撮像部から対象領域への距離の説明図である。

図８（ａ）に示すように、ＴＯＦセンサ１４１は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある第１の対象領域６００Ａ１、第２の対象領域６００Ａ２を含む複数の対象領域６００Ａに向けて光１４１Ａを放射状に投射して、複数の対象領域６００Ａで反射された光１４１Ａを計測する。

図８（ｂ）は、制御部１１０の測定情報取得部１１０２が、ＴＯＦセンサ１４１取得した距離情報を示すグラフである。図８（ｂ）に示す距離情報は、車両５００の移動方向を示すＸ方向に交差する平面におけるトンネル６００の断面形状を示すものである。アーチ状に見えるのがトンネル壁面である。ここで、Ｘ方向に交差する平面は、鉛直方向であるＺ方向と、Ｘ方向およびＺ方向に交差するＹ方向を含む平面（ＹＺ平面）である。

図８（ｂ）に示したグラフの原点は、撮像装置１００の設計上の原点と一致しており、設計上の原点と各カメラ３１０～３５０との相対的な設計上の位置姿勢情報は既知であるので、各カメラ３１０～３５０と各対象領域６００Ａとの距離を計算することができる。そして、後述するように、図５に示した撮像制御部１１０１は、取得された距離情報に基づき対象領域６００Ａに対応付けて決定される撮像間隔で、各カメラ３１０～３５０を制御する。

さらに、図３（ａ）で説明したように、ＴＯＦセンサ１４１は、車両５００に設置されて移動しながら、Ｘ方向に沿って所定の間隔で対象領域６００Ａに向けて光１４１Ａを投射するので、図８（ｂ）に示した距離情報は、Ｘ方向に沿って所定の間隔で複数取得される。

この場合、後述するように、撮像制御部１１０１は、Ｘ方向に沿って複数取得された距離情報に基づき対象領域６００Ａに対応付けて決定される撮像間隔で、各カメラ３１０～３５０を制御する。あるいは、Ｘ方向に沿って各カメラ３１０～３５０と各対象領域６００Ａの距離がほぼ一定の場合は、撮像制御部１１０１は、複数取得された距離情報のうち代表的な距離情報に基づき対象領域６００Ａに対応付けて決定される撮像間隔で、各カメラ３１０～３５０を制御する。

各カメラ３１０～３５０がフォーカス調整できる場合は、各カメラ３１０～３５０と対象領域６００Ａとの距離に基づきフォーカス調整を行うことが好ましい。フォーカス調整により、より鮮明な画像を撮像することが可能となる。フォーカス調整は手動でもよいし電動でもよい。電動ならばＰＣから遠隔で実施することが可能なので迅速かつ確実な調整が可能となる。

ここで、カメラユニット３００から第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２までの距離が異なる場合、撮像制御部１１０１は、第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２のそれぞれを撮像するときのそれぞれの撮像間隔が異なるように、カメラユニット３００を制御する。

具体的には、カメラユニット３００から第１の対象領域６００Ａ１までの距離よりも、カメラユニット３００から第２の対象領域６００Ａ２までの距離が通り場合、撮像制御部１１０１は、第１の対象領域６００Ａ１を撮像するときの撮像間隔よりも、第２の対象領域６００Ａ２を撮像するときの撮像間隔を大きくする。

これにより、撮像装置１００は、カメラユニット３００から第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２のそれぞれまでの距離に応じた異なる撮像間隔で、第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２のそれぞれを撮像することができるため、図２で説明したように、第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２において、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

この結果、第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２のそれぞれにおいて、複数の撮像領域ｄのそれぞれの撮像画像をつなぎ合わせて、車両５００の移動方向であるＸ方向に連続する第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２のそれぞれの撮像画像を高品質かつ効率的に得ることができるとともに、第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２のそれぞれの撮像画像をつなぎ合わせて、Ｘ方向に交差する方向に連続する撮像画像を高品質かつ効率的に得ることができる。

ここで、トンネル６００の内壁には、照明等の付帯物や段差等の特殊な形状が存在するが、このような特殊な形状が複数の撮像領域ｄの境界付近に位置する場合、隣り合う撮像領域ｄを意図的に重複させて後工程で画像処理や目視で処理した方が、Ｘ方向に連続する対象領域６００Ａの撮像画像を高品質に得られることもある。

すなわち、撮像制御部１１０１は、距離情報だけでなく、対象領域６００Ａにおける段差等の特殊な形状の有無等に基づき、対象領域６００Ａに対応付けて決定される撮像間隔でカメラユニット３００を制御してもよい。

なお、図８（ｂ）に示した距離情報を示すグラフは、可視化して表示部に表示してもよい。この場合、再生やコマ送りなどの操作を可能とし、代表的な断面形状とするに適した断面形状を選択できることが好ましい。

これにより、例えば付帯物が少なかったり、車両５００の走行位置が安定していたり等、撮像間隔を算出するのに適した代表的な断面を示す撮像領域ｄを選択することができる。さらに、再生だけではなく早送り、コマ送り、巻き戻し、一時停止などの操作により、撮像領域ｄの選択が容易になる。

図９は、本実施形態に係る対象領域と撮像間隔の説明図である。

図９において、撮像装置１００は、車両５００とともに移動しながら、車両５００の移動方向であるＸ方向に沿って所定の撮像間隔で、距離Ｌ１を隔てた第３の対象領域６００Ａ３を複数の撮像領域ｄ１、ｄ１’・・・に分けて撮像し、次に、距離Ｌ２を隔てた第４の対象領域６００Ａ４を複数の撮像領域ｄ２、ｄ２’・・・に分けて撮像し、続いて、距離Ｌ１を隔てた第５の対象領域６００Ａ５を複数の撮像領域ｄ１、ｄ１’・・・に分けて撮像する。

ここで、撮像制御部１１０１は、図８で説明したように、Ｘ方向に沿って複数取得された距離情報に基づき決定される撮像間隔で、カメラユニット３００を制御する。

すなわち、図５に示した決定部１１０４は、第３の対象領域６００Ａ３では、距離Ｌ１に基づき、隣り合う撮像領域ｄ１、ｄ１’の間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりしないように撮像間隔を決定する。

そして、決定部１１０４は、第４の対象領域６００Ａ４では、距離Ｌ２に基づき、隣り合う撮像領域ｄ２、ｄ２’の間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりしないように、第３の対象領域６００Ａ３よりも長く撮像間隔を決定する。

また、決定部１１０４は、第５の対象領域６００Ａ５では、距離Ｌ１に基づき、隣り合う撮像領域ｄ１、ｄ１’の間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりしないように、第４の対象領域６００Ａ４よりも短く、第３の対象領域６００Ａ３と同じ長さの撮像間隔を決定する。

これにより、撮像装置１００は、対象領域６００Ａに応じた適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像することができるため、対象領域６００Ａにおける隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

ここで、図８の説明と同様に、撮像制御部１１０１は、距離情報だけでなく、対象領域６００Ａにおける段差等の特殊な形状の有無等に基づき、対象領域６００Ａに対応付けて決定される撮像間隔でカメラユニット３００を制御してもよい。

以上により、複数の撮像領域ｄのそれぞれの撮像画像をつなぎ合わせて、車両５００の移動方向であるＸ方向に連続する対象領域６００Ａの撮像画像を高品質かつ効率的に得ることができる。

図１０は、本実施形態に係る撮像装置の撮像制御方法を示すフローチャートである。撮像装置１００の制御部１１０は、図９に示したように、車両５００とともに移動しながら、以下の処理を行う。

制御部１１０の決定部１１０４は、撮像領域ｄの撮像順番を示す値Ｎを１に初期設定する（ステップＳ１）。

制御部１１０の撮像制御部１１０１は、Ｎ番目の撮像領域ｄを撮像するようにカメラユニット３００を制御する（ステップＳ２）。この際、図７に示したように、第１～第５のカメラ３１０～３５０のそれぞれは、車両５００の移動方向を示すＸ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００ＡのそれぞれにおけるＮ番目の撮像領域ｄを撮像する。

制御部１１０の判断部１１０３は、値Ｎが予め設定された値に達したか、あるいは、制御部１１０の測定情報取得部１１０２が取得した車両５００の位置情報が予め設定した位置に達したか等により、全ての撮像領域の撮像が完了したか判断し（ステップＳ３）、完了していれば制御部１１０は、処理を終了する。

測定情報取得部１１０２は、図８で説明したように、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、ＴＯＦセンサ１４１からＮ＋１番目の撮像領域Ｓまでの距離Ｌを示す距離情報を取得する（ステップＳ４）。

決定部１１０４は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、図９で説明したように、ステップＳ４で取得した距離情報に基づき、Ｎ番目の撮像領域ＳからＮ＋１番目の撮像領域Ｓまでの撮像間隔を決定する（ステップＳ５）。

決定部１１０４は、撮像間隔として撮像時間間隔を決定するが、撮像距離間隔を決定しても良い。決定部１１０４は、撮像時間間隔を決定する場合、図２で説明したように、測定情報取得部１１０２が取得した車両５００の移動速度（車速）を示す速度情報に基づき、撮像時間間隔を補正することが好ましい。

判断部１１０３は、ステップＳ２で撮像した後の時間が、撮像時間間隔に達したか判断する（ステップＳ６）。ステップＳ５で撮像距離間隔が決定された場合、判断部１１０３は、測定情報取得部１１０２が取得した車両５００の位置情報に基づき、ステップＳ２で撮像した後の移動距離が、撮像距離間隔に達したか判断する。

撮像間隔に達した場合、決定部１１０４は、撮像領域ｄの撮像順番を示す値Ｎに１を加算して（ステップＳ７）、撮像制御部１１０１は、次の順番の撮像領域ｄを撮像するようにカメラユニット３００を制御して（ステップＳ２）、処理を継続する。

以上のように、撮像制御部１１０１は、対象領域６００Ａの撮像領域ｄに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。

これにより、撮像装置１００は、対象領域６００Ａにおける撮像領域ｄに応じた適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像することができるため、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

測定情報取得部１１０２は、ＴＯＦセンサ１４１から撮像領域ｄに投射され、撮像領域ｄから反射されてＴＯＦセンサ１４１が受光した光１４１Ａに基づき、距離情報を取得する。撮像制御部１１０１は、距離情報に基づき対象領域６００Ａの撮像領域ｄに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。

これにより、撮像装置１００は、カメラユニット３００から撮像領域ｄまでの距離Ｌに応じた撮像間隔で、撮像領域ｄを撮像することができるため、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

複数の撮像領域ｄが、図９で示した第３の対象領域６００Ａ３と第４の対象領域６００Ａ４の境界に位置する場合、撮像するときのカメラユニット３００からの距離が互いに異なる第１、第２の撮像領域ｄ１、ｄ２を含むことになる。

この場合、撮像制御部１１０１は、第１、第２の撮像領域ｄ１、ｄ２のそれぞれを撮像するときのそれぞれの撮像間隔が異なるように、カメラユニット３００を制御する。

これにより、撮像装置１００は、車両５００の移動方向であるＸ方向に沿って、カメラユニット３００から第１、第２の撮像領域ｄ１、ｄ２のそれぞれまでの距離が変化する場合でも、第１、第２の撮像領域ｄ１、ｄ２のそれぞれと隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

なお、撮像装置１００は、車両５００の移動方向であるＸ方向に沿って、カメラユニット３００から撮像領域ｄまでの距離が変化する場合に、適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像するだけでなく、他の例として、複数の撮像領域ｄの境界付近に段差等の特殊な形状が存在する場合にも、適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像することができる。

図１１は、本実施形態の変形例における距離情報取得の説明図である。図１１（ａ）は、変形例における距離情報取得に掛かるフローチャートである。

撮像装置１００の制御部１１０は、図９に示したように、車両５００とともに移動しながら、以下の処理を行う。

測定情報取得部１１０２は、図８で説明したように、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、ＴＯＦセンサ１４１から撮像領域Ｓまでの距離Ｌを示す距離情報を取得する（ステップＳ１１）。以下、ＴＯＦセンサ１４１から撮像領域Ｓまでの距離Ｌを示す距離情報を単に距離情報と記載する。

ここで、図８で説明したように、ＴＯＦセンサ１４１は、車両５００に設置されて移動しながら、Ｘ方向に沿って所定の間隔で対象領域６００Ａに向けて光１４１Ａを投射するので、ステップＳ１１において、距離情報は、Ｘ方向に沿って所定の間隔で複数取得される。

測定情報取得部１１０２は、車速計／移動距離計１７０から、トンネル６００の入口からの車両５００の移動距離を示す移動距離情報を取得する（ステップＳ１２）。

制御部１１０の記憶・読出部１１０５は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、ステップＳ１１で取得された距離情報を、ステップＳ１２で取得された移動距離情報と対応付けて記憶部１１０６に記憶させる（ステップＳ１３）。本変形例では、ここで一旦、車両５００の１回目の走行および制御部１１０の処理を終了する。

図１１（ｂ）は、複数の距離情報と移動距離を対応付けて記憶する距離情報管理テーブルの一例である。記憶部１１０６には、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、図１１（ｂ）に示す距離情報管理テーブルが記憶されている。

図９で示したＸ方向に沿って配置される第３の対象領域６００Ａ３、第４の対象領域６００Ａ４、および第５の対象領域６００Ａ５は、１つの対象領域６００として距離情報管理テーブルに記憶されてもよく、別々の対象領域６００として距離情報管理テーブルに記憶されてもよい。

図１２は、変形例における撮像制御の説明図である。

図１２（ａ）は、複数の撮像間隔情報と移動距離を対応付けて記憶する撮像間隔情報管理テーブルの一例である。記憶部１１０６には、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、図１２（ａ）に示す撮像間隔情報管理テーブルが記憶されている。

図９で示したＸ方向に沿って配置される第３の対象領域６００Ａ３、第４の対象領域６００Ａ４、および第５の対象領域６００Ａ５は、１つの対象領域６００として撮像間隔情報管理テーブルに記憶されてもよく、別々の対象領域６００として撮像間隔情報管理テーブルに記憶されてもよい。

図１２で示した撮像間隔情報管理テーブルに記憶される撮像間隔情報は、図１１（ｂ）に示した距離情報に基づき、図９に示したように、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりしないように決定された撮像間隔を示す。撮像間隔情報管理テーブルは、図１１（ｂ）に示した距離情報を必ずしも記憶しなくてもよい。

図１２（ｂ）は、変形例における撮像制御方法を示すフローチャートである。

撮像装置１００の制御部１１０は、車両５００の２回目の走行時に、車両５００とともに移動しながら、以下の処理を行う。

制御部１１０の決定部１１０４は、撮像領域ｄの撮像順番を示す値Ｎを１に初期設定する（ステップＳ２１）。

制御部１１０の撮像制御部１１０１は、Ｎ番目の撮像領域ｄを撮像するようにカメラユニット３００を制御する（ステップＳ２２）。この際、図７に示したように、第１～第５のカメラ３１０～３５０のそれぞれは、車両５００の移動方向を示すＸ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００ＡのそれぞれにおけるＮ番目の撮像領域ｄを撮像する。

判断部１１０３は、値Ｎが予め設定された値に達したか、あるいは、制御部１１０の測定情報取得部１１０２が取得した車両５００の位置情報が予め設定した位置に達したか等により、全ての撮像領域の撮像が完了したか判断し（ステップＳ２３）、完了していれば制御部１１０は、処理を終了する。

測定情報取得部１１０２は、車速計／移動距離計１７０から、トンネル６００の入口からの車両５００の移動距離を示す移動距離情報を取得する（ステップＳ２４）。

記憶・読出部１１０５は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、図１２（ａ）に示した撮像間隔情報管理テーブルから、ステップＳ２４で取得した移動距離情報に対応する撮像間隔情報を読み出す。決定部１１０４は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、記憶・読出部１１０５から読み出された撮像間隔情報に基づき、Ｎ番目の撮像領域ＳからＮ＋１番目の撮像領域Ｓまでの撮像間隔を決定する（ステップＳ２５）。

判断部１１０３は、ステップＳ２２で撮像した後の時間が、撮像時間間隔に達したか判断する（ステップＳ２６）。ステップＳ２５で撮像距離間隔が決定された場合、判断部１１０３は、測定情報取得部１１０２が取得した車両５００の位置情報に基づき、ステップＳ２で撮像した後の移動距離が、撮像距離間隔に達したか判断する。

撮像間隔に達した場合、決定部１１０４は、撮像領域ｄの撮像順番を示す値Ｎに１を加算して（ステップＳ２７）、撮像制御部１１０１は、次の順番の撮像領域ｄを撮像するようにカメラユニット３００を制御して（ステップＳ２２）、処理を継続する。

以上のように、撮像制御部１１０１は、測定情報取得部１１０２から取得した移動距離に対応する対象領域６００Ａの撮像領域ｄに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。移動距離は位置情報の一例であり、測定情報取得部１１０２は、車両５００の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部の一例である。

これにより、撮像装置１００は、車両５００の位置に対応する撮像領域ｄに応じた適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像することができるため、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

図１３は、本実施形態の第２の変形例の説明である。

図１３（ａ）は、複数の撮像間隔情報と撮像領域の順番を示す撮像順番情報を対応付けて記憶する第２の撮像間隔情報管理テーブルの一例である。記憶部１１０６には、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、図１３（ａ）に示す第２の撮像間隔情報管理テーブルが記憶されている。

図９で示したＸ方向に沿って配置される第３の対象領域６００Ａ３、第４の対象領域６００Ａ４、および第５の対象領域６００Ａ５は、１つの対象領域６００として第２の撮像間隔情報管理テーブルに記憶されてもよく、別々の対象領域６００として第２の撮像間隔情報管理テーブルに記憶されてもよい。

第２の撮像間隔情報管理テーブルに記憶される撮像間隔情報は、図１１（ｂ）に示した距離情報に基づき、図９に示したように、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりしないように決定された撮像間隔を示す。

また、第２の撮像間隔情報管理テーブルに記憶される撮像順番情報は、図１１（ｂ）に示した移動距離情報に対応付けて決定される撮像領域の順番を示す。

撮像間隔情報管理テーブルは、図１１（ｂ）に示した移動距離情報を必ずしも記憶しなくてもよい。

ここで、車両５００の速度が一定の場合、車両５００の移動距離と撮像領域の順番は一対一で対応するため、第２の変形例では、図１１および図１２に示した変形例における移動距離に代えて、撮像領域の順番を距離情報と対応付けて記憶部１１０６に記憶させている。

図１３（ｂ）は、第２の変形例における撮像制御方法を示すフローチャートである。

撮像装置１００の制御部１１０は、図１１に示した１回目の走行に続く車両５００の２回目の走行時に、車両５００とともに移動しながら、以下の処理を行う。

制御部１１０の決定部１１０４は、撮像領域ｄの撮像順番を示す値Ｎを１に初期設定する（ステップＳ３１）。

制御部１１０の撮像制御部１１０１は、Ｎ番目の撮像領域ｄを撮像するようにカメラユニット３００を制御する（ステップＳ３２）。この際、図７に示したように、第１～第５のカメラ３１０～３５０のそれぞれは、車両５００の移動方向を示すＸ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００ＡのそれぞれにおけるＮ番目の撮像領域ｄを撮像する。

判断部１１０３は、値Ｎが予め設定された値に達したか、あるいは、制御部１１０の測定情報取得部１１０２が取得した車両５００の位置情報が予め設定した位置に達したか等により、全ての撮像領域の撮像が完了したか判断し（ステップＳ３３）、完了していれば制御部１１０は、処理を終了する。

記憶・読出部１１０５は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、図１３（ａ）に示した第２の撮像間隔情報管理テーブルから、Ｎ＋１番目の撮像順番情報に対応する撮像間隔情報を読み出す。決定部１１０４は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、記憶・読出部１１０５から読み出された撮像間隔情報に基づき、Ｎ番目の撮像領域ＳからＮ＋１番目の撮像領域Ｓまでの撮像間隔を決定する（ステップＳ３４）。

判断部１１０３は、ステップＳ２２で撮像した後の時間が、撮像時間間隔に達したか判断する（ステップＳ３５）。ステップＳ２５で撮像距離間隔が決定された場合、判断部１１０３は、測定情報取得部１１０２が取得した車両５００の位置情報に基づき、ステップＳ２で撮像した後の移動距離が、撮像距離間隔に達したか判断する。

撮像間隔に達した場合、決定部１１０４は、撮像領域ｄの撮像順番を示す値Ｎに１を加算して（ステップＳ３６）、撮像制御部１１０１は、次の順番の撮像領域ｄを撮像するようにカメラユニット３００を制御して（ステップＳ３２）、処理を継続する。

以上のように、撮像制御部１１０１は、撮像順番情報に対応する対象領域６００Ａの撮像領域ｄに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。

これにより、撮像装置１００は、撮像順番に対応する撮像領域ｄに応じた適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像することができるため、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

図１４は、本実施形態の第３の変形例の説明である。図１４（ａ）は、第３の変形例における距離情報取得に掛かるフローチャートである。

測定情報取得部１１０２は、図８で説明したように、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、ＴＯＦセンサ１４１から撮像領域Ｓまでの距離Ｌを示す距離情報を、Ｘ方向に沿って所定の間隔で複数取得する（ステップＳ４１）。

制御部１１０の記憶・読出部１１０５は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、Ｘ方向に沿って所定の間隔で複数取得された距離情報のうち、最小の距離情報を記憶部１１０６に記憶させる（ステップＳ４２）

第３の変形例では、ここで一旦、車両５００の１回目の走行および制御部１１０の処理を終了する。

図１４（ｂ）は、第３の変形例における撮像制御方法を示すフローチャートである。

制御部１１０の決定部１１０４は、撮像領域ｄの撮像順番を示す値Ｎを１に初期設定する（ステップＳ５１）。

制御部１１０の撮像制御部１１０１は、Ｎ番目の撮像領域ｄを撮像するようにカメラユニット３００を制御する（ステップＳ５２）。この際、図７に示したように、第１～第５のカメラ３１０～３５０のそれぞれは、車両５００の移動方向を示すＸ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００ＡのそれぞれにおけるＮ番目の撮像領域ｄを撮像する。

判断部１１０３は、値Ｎが予め設定された値に達したか、あるいは、制御部１１０の測定情報取得部１１０２が取得した車両５００の位置情報が予め設定した位置に達したか等により、全ての撮像領域の撮像が完了したか判断し（ステップＳ５３）、完了していれば制御部１１０は、処理を終了する。

記憶・読出部１１０５は、記憶部１１０６から、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、ステップＳ４１で記憶された最小の距離情報を読み出す。決定部１１０４は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、記憶・読出部１１０５から読み出された距離情報に基づき、Ｎ番目の撮像領域ＳからＮ＋１番目の撮像領域Ｓまでの撮像間隔を決定する（ステップＳ５４）。

判断部１１０３は、ステップＳ５２で撮像した後の時間が、撮像時間間隔に達したか判断する（ステップＳ５５）。ステップＳ２５で撮像距離間隔が決定された場合、判断部１１０３は、測定情報取得部１１０２が取得した車両５００の位置情報に基づき、ステップＳ５２で撮像した後の移動距離が、撮像距離間隔に達したか判断する。

撮像間隔に達した場合、決定部１１０４は、撮像領域ｄの撮像順番を示す値Ｎに１を加算して（ステップＳ５６）、撮像制御部１１０１は、次の順番の撮像領域ｄを撮像するようにカメラユニット３００を制御して（ステップＳ５２）、処理を継続する。

第３の変形例は、ＴＯＦセンサ１４１から撮像領域Ｓまでの距離が、Ｘ方向に沿ってほぼ一定であるトンネル６００を想定しており、撮像制御部１１０１は、対象領域６００Ａの撮像領域ｄに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御していない。

この場合でも、撮像制御部１１０１は、Ｘ方向に交差する平面（ＹＺ平面）において異なる位置にある複数の対象領域６００Ａ毎に、対象領域６００Ａまでの最小距離に対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。

これにより、撮像装置１００は、対象領域６００Ａ毎の適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像することができるため、複数の対象領域６００Ａのそれぞれにおいて、隣り合う撮像領域ｄの間で、撮像できていない領域が生じることを低減できる。

●まとめ●
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る撮像装置１００は、移動体の一例である車両５００に設置され、移動しながら対象物の一例であるトンネル６００の内壁面を撮像する撮像部の一例であるカメラユニット３００と、カメラユニット３００を制御する撮像制御部１１０１と、を備えた撮像装置１００であって、カメラユニット３００は、トンネル６００の内壁面における対象領域６００Ａを、車両５００の移動方向であるＸ方向に沿って複数の撮像領域ｄに分けて撮像するものであり、撮像制御部１１０１は、複数の撮像領域ｄのそれぞれを、対象領域６００Ａに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するようにカメラユニット３００を制御する。

換言すると、撮像装置１００は、撮像対象である対象領域６００Ａがどのようなものであるかによって、撮像間隔を決定するものである。ここで、対象物は、トンネル６００の内壁面に限られず、例えば、法面等の構造物であってもよい。

これにより、撮像装置１００は、対象領域６００Ａに応じた適切な撮像間隔で複数の撮像領域ｄのそれぞれを撮像することができるため、複数の撮像領域ｄにおける隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

この結果、複数の撮像領域ｄのそれぞれの撮像画像をつなぎ合わせて、車両５００の移動方向であるＸ方向に連続する対象領域６００Ａの撮像画像を高品質かつ効率的に得ることができる。

対象領域６００Ａは、車両５００の移動方向であるＸ方向と交差するＹ方向およびＺ方向を含む平面内で異なる位置にあり、撮像するときの複数のカメラ３１０、３２０、３３０、３４０のそれぞれからの距離が互いに異なる第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２を少なくとも含み、撮像制御部１１０１は、第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２等のそれぞれを撮像するときのそれぞれの撮像間隔が異なるように、複数のカメラ３１０、３２０、３３０、３４０のそれぞれを制御する。

これにより、撮像装置１００は、複数のカメラ３１０、３２０、３３０、３４０のそれぞれから第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２等のそれぞれまでの距離に応じた異なる撮像間隔で、第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２等のそれぞれを撮像することができるため、第１、第２の対象領域６００Ａ１、６００Ａ２等において、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

なお、撮像装置１００は、カメラユニット３００から対象領域６００Ａまでの距離が異なる場合に、適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像するだけでなく、他の例として、複数の撮像領域ｄの境界付近に段差等の特殊な形状が存在する場合にも、適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像することができる。

撮像制御部１１０１は、複数の撮像領域ｄのそれぞれに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。

これにより、撮像装置１００は、複数の撮像領域ｄのそれぞれに応じた適切な撮像間隔で対象領域６００Ａを撮像することができるため、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

複数の撮像領域ｄは、撮像するときのカメラユニット３００からの距離が互いに異なる第１、第２の撮像領域ｄ１、ｄ２を少なくとも含み、撮像制御部１１０１は、第１、第２の撮像領域ｄ１、ｄ２のそれぞれを撮像するときのそれぞれの撮像間隔が異なるように、カメラユニット３００を制御する。

撮像装置１００は、撮像するときのカメラユニット３００から対象領域６００Ａまたは撮像領域ｄへの距離Ｌを示す距離情報を取得する距離情報取得部の一例である測定情報取得部１１０２を備え、撮像制御部１１０１は、距離情報に基づき対象領域６００Ａまたは対象領域６００Ａの撮像領域ｄに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。

これにより、撮像装置１００は、カメラユニット３００から対象領域６００Ａまでの距離Ｌに応じた撮像間隔で、対象領域６００Ａを撮像することができるため、対象領域６００Ａにおいて、隣り合う撮像領域ｄの間で、重複している領域が生じたり、撮像できていない領域が生じたりすることを低減できる。

測定情報取得部１１０２は、ＴＯＦセンサ１４１から対象領域６００Ａまたは撮像領域ｄに投射され、対象領域６００Ａまたは撮像領域ｄから反射されてＴＯＦセンサ１４１が受光した光１４１Ａに基づき、距離情報を取得する。

撮像装置１００は、車速計／移動距離計１７０から車両５００の移動距離を示す移動距離情報を取得する測定情報取得部１１０２を備え、撮像制御部１１０１は、移動距離に対応する対象領域６００Ａの撮像領域ｄに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。移動距離は位置情報の一例であり、測定情報取得部１１０２は、車両５００の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部の一例である。この場合、記憶部１１０６に位置情報と撮像間隔を対応付けて記憶させておくことが好ましい。

本発明の一実施形態に係る撮像システムは、車両５００と、車両５００に設置され、移動しながらトンネル６００を撮像するカメラユニット３００と、カメラユニット３００を制御する撮像制御部１１０１を備えた撮像装置１００と、を備え、カメラユニット３００は、トンネル６００における対象領域６００Ａを、車両５００の移動方向であるＸ方向に沿って複数の撮像領域ｄに分けて撮像するものであり、撮像制御部１１０１は、複数の撮像領域ｄのそれぞれを、対象領域６００Ａに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。

本発明の一実施形態に係る撮像制御方法は、車両５００に設置され、移動しながらトンネル６００を撮像するカメラユニット３００を制御する撮像制御方法であって、カメラユニット３００は、トンネル６００における対象領域６００Ａを、車両５００の移動方向であるＸ方向に沿って複数の撮像領域ｄに分けて撮像するものであり、複数の撮像領域ｄのそれぞれを、対象領域６００Ａに対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように、カメラユニット３００を制御する。本発明の一実施形態に係るプログラムは、上記撮像制御方法をコンピュータに実行させる。

１００撮像装置
１１０制御部
１１１ＣＰＵ
１１２ＲＯＭ
１１３ＲＡＭ
１１４ＨＤＤ
１１５外部Ｉ／Ｆ
１１６ブザー
１１７システムバス
１４１ＴＯＦセンサ
１４１Ａ光
１６０ＩＭＵ
１７０車速計／移動距離計
２００ベース部材
２１０支持部材
２２０第２の支持部材
２３０対向部材
２６１、２６２、２６３、２７１、２８１、２８２連結部
２８３連結部（連結部材）
３００カメラユニット（撮像部）
３１０、３２０、３３０、３４０、３５０カメラ（撮像部）
３１５、３２５、３３５、３４５、３５５取付部
３３１－１、３３４－１レンズ
３３１－１ａ絞り
３３１－２、３３４－２ラインＣＣＤ
４００照明ユニット（照明部）
４１０、４２０、４３０、４４０、４５０照明部
４３１－１レンズ
４３１－１ａ絞り
４３１－２光源
５００車両（移動体）
６００トンネル（対象物）
６００Ａ対象領域
７００道路
７１０、７２０車線
７３０歩道
１１０１撮像制御部
１１０２測定情報取得部（距離情報取得部、位置情報取得部）
１１０３判断部
１１０４決定部
１１０５記憶・読出部
１１０６記憶部
ｄ撮像領域

Claims

移動体に設置され、移動しながら対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部を制御する撮像制御部と、
を備えた撮像装置であって、
前記撮像部は、前記対象物における対象領域を、前記移動体の移動方向に沿って複数の撮像領域に分けて撮像するものであり、
前記撮像制御部は、前記複数の撮像領域のそれぞれを、前記対象領域に対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように前記撮像部を制御する、撮像装置。
前記対象領域は、前記移動体の移動方向と交差する平面内で異なる位置にあり、撮像するときの前記撮像部からの距離が互いに異なる第１、第２の対象領域を少なくとも含み、
前記撮像制御部は、前記第１、第２の対象領域のそれぞれを撮像するときのそれぞれの前記撮像間隔が異なるように、前記撮像部を制御する、請求項１記載の撮像装置。
前記撮像制御部は、
前記複数の撮像領域のそれぞれに対応付けて決定される前記撮像間隔で撮像するように、前記撮像部を制御する、請求項１または２記載の撮像装置。
前記複数の撮像領域は、撮像するときの前記撮像部からの距離が互いに異なる第１、第２の撮像領域を少なくとも含み、
前記撮像制御部は、前記第１、第２の撮像領域のそれぞれを撮像するときのそれぞれの前記撮像間隔が異なるように、前記撮像部を制御する、請求項３記載の撮像装置。
撮像するときの前記撮像部から前記対象領域への距離を示す距離情報を取得する距離情報取得部を備え、
前記撮像制御部は、前記距離情報に基づき前記対象領域に対応付けて決定される前記撮像間隔で撮像するように、前記撮像部を制御する、請求項１～４の何れか記載の撮像装置。
前記距離情報取得部は、
投射部から前記対象領域に投射され、前記対象領域から反射された光に基づき、前記距離情報を取得する請求項５記載の撮像装置。
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部を備え、
前記撮像制御部は、前記位置情報に対応する前記対象領域の前記撮像領域に対応付けて決定される前記撮像間隔で撮像するように、前記撮像部を制御する、請求項１～４の何れか記載の撮像装置。
移動体に設置され、移動しながら対象物を撮像する撮像部を備えた撮像装置であって、
前記撮像部は、前記対象物における対象領域を、前記移動体の移動方向に沿って複数の撮像領域に分けて撮像するものであり、
前記複数の撮像領域のそれぞれを、前記対象領域に対応付けて決定される撮像間隔で撮像する、撮像装置。
移動体と
前記移動体に設置され、移動しながら対象物を撮像する撮像部と、前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備えた撮像装置と、
を備える撮像システムであって、
前記撮像部は、前記対象物における対象領域を、前記移動体の移動方向に沿って複数の撮像領域に分けて撮像するものであり、
前記撮像制御部は、前記複数の撮像領域のそれぞれを、前記対象領域に対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように前記撮像部を制御する、撮像システム。
移動体に設置され、移動しながら対象物を撮像する撮像部を制御する撮像制御方法であって、
前記撮像部は、前記対象物における対象領域を、前記移動体の移動方向に沿って複数の撮像領域に分けて撮像するものであり、
前記複数の撮像領域のそれぞれを、前記対象領域に対応付けて決定される撮像間隔で撮像するように前記撮像部を制御する撮像制御方法。
コンピュータに、請求項１０記載の撮像制御方法を実行させるプログラム。