JP5561333B2 - 画像処理装置、撮像方法、プログラムおよび車両 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1における車載機器制御システムの概略構成を示す模式図である。車載機器制御システムは、自動車などの自車両100に搭載された撮像装置で撮像した自車両進行方向前方領域(撮像領域)の撮像画像データを利用して、ヘッドランプの配光制御、ワイパーの駆動制御、その他の車載機器の制御を行うものである。
実施の形態2の車載機器制御システムは、雨滴が検出された場合、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の挿入周期を短くする、すなわち、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数に対する雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数の割合を増加させるものである。具体的には、雨滴が検出された場合、撮像装置200は、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nを減少し、かつ雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mを変更しないか、あるいは、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nを変更せず、かつ雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mを増加させる。
自動露光を行っている雨滴検出用フィルタ無領域において、第1露光量(露光時間)を取得することで、車両周囲の光量を測定することができる。第1露光量が少ない(露光時間が短い)場合には、周囲は明るい状況ということで、天候が晴れていることが推測できる。晴天の場合には、雨が降ってくる可能性は低いため、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像頻度を下げることが望ましい。
本実施の形態では、上述の実施の形態に加えて、画像解析ユニット102において雨滴を検出した場合に、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の画素値の分散に関する値を指標として、雨量の測定を行う。
本実施の形態では、雨滴検出用フィルタ有領域を光源202からの照射光の照射、非照射を制御しながら撮像し、得られた撮像画像から雨量を検出する。
雨量検出部を、光源202の点灯状態での第2撮像画像の画素値(輝度値)の総和から、光源202の消灯状態での第1撮像画像の画素値(輝度値)の総和を減算した値、すなわち、減算した総和値に非線形特性を付与し、この非線形特性を付与し値に基づいて雨量を検出するように構成してもよい。
img(x,y):雨滴検出用フィルタ有領域の輝度値
sum():雨滴検出用フィルタ有領域の画素値の総和演算子
coeff1:係数
雨滴検出部が、画素ごとに、点灯状態での第2撮像画像の画素値から消灯状態での第1撮像画像の画素値を減算することより、外光のキャンセル処理を行う場合には、雨量検出部を、画素ごとに第2撮像画像の画素値から第1撮像画像の画素値を減算した値に非線形特性を付与し、この非線形特性を付与した値の総和値を求め、求めた総和値に基づいて雨量を検出するように構成してもよい。これにより、より正確に雨量の検出を行うことができる。
ここで、rain_amount:雨量指標
img(x,y):雨滴検出用フィルタ有領域の輝度値
sum():雨滴検出用フィルタ有領域の画素値の総和演算子
coeff2:係数
実施の形態1〜5では、撮像ユニット101の光学系は、図2に示すものを用いていた。この変形例3では、全反射光学系を撮像ユニット101に用いている。図21は、変形例3の撮像ユニット101の光学系の構成図である。
0−0.1 0 雨なし
0.1−0.3 1 小雨
0.3−0.5 2 雨
0.5−0.7 3 大雨
0.7−1.0 4 非常に強い雨
101 撮像ユニット
102 画像解析ユニット
103 ヘッドランプ制御ユニット
104 ヘッドランプ
105 フロントガラス
106 ワイパー制御ユニット
107 ワイパー
108 車両走行制御ユニット
200 撮像装置
201 撮像ケース
202 光源
203 雨滴
204 撮像レンズ
205 光学フィルタ
206 画像センサ
206A フォトダイオード(受光素子)
211 雨滴検出用フィルタ無領域
212 赤外光透過フィルタ領域(雨滴検出用フィルタ有領域)
213 車両検出用画像領域
214 雨滴検出用画像領域
221 基板
222 偏光フィルタ層
223 SOG
Claims (24)
- ガラスに対して光を照射する光源と、
前記光源から照射された光の前記ガラスからの反射光を含む撮像領域からの光を撮像する撮像部と、
前記撮像領域の一部からの光を入射して、前記ガラスに付着した物体の検知のための物体検知用フィルタと、
前記撮像領域のうち前記物体検知用フィルタが存在しない第1領域を撮像するための第1露光量と、前記第1露光量と異なる露光量であって、前記撮像領域のうち前記物体検知用フィルタが存在する第2領域を撮像するための第2露光量とを決定する露光制御部と、
前記撮像部で撮像された撮像画像を解析する画像解析部と、を備え、
前記撮像部は、前記第1露光量での前記撮像領域の撮像と、決定された前記第2露光量での前記撮像領域の撮像とを切り換えること、
を特徴とする画像処理装置。 - 前記露光制御部は、前記第1露光量を、前記第1領域の光量に基づいて決定すること、
を特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記露光制御部は、前記第2露光量を、前記光源の発光強度に基づいて決定すること、
を特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記撮像部は、前記第1露光量による撮像を所定の第1回数ごとに連続して行い、前記第2露光量による撮像を所定の第2回数ごとに連続して行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の画像処理装置。
- 前記第2回数は、前記第1回数より少ないことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記画像解析部は、さらに、前記撮像画像を解析して前記ガラス上の物体を検出し、
前記撮像部は、前記物体が検出された場合に、前記第1回数に対する前記第2回数の割合を増加することを特徴とする請求項4または5に記載の画像処理装置。 - 前記物体は雨滴であり、
前記画像処理装置は、
前記ガラス上の前記雨滴を除去するワイパーと、
前記ワイパーの駆動を制御するワイパー制御部と、をさらに備え、
前記撮像部は、前記ワイパーの駆動に同期して、前記第2露光量での撮像を行うことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記撮像部は、前記撮像部で受光した光量に基づいて晴天か否かを判断し、晴天である場合には、前記第1回数に対する前記第2回数の割合を減少することを特徴とする請求項6または7に記載の画像処理装置。
- 前記撮像部で受光した光量に基づいて前記光源の発光強度を変更する光源制御部
をさらに備えたことを特徴とする請求項4〜7のいずれか一つに記載の画像処理装置。 - 前記撮像画像の画素値の分散に関する値に基づいて雨量を算出する雨量算出部
をさらに備えたことを特徴とする請求項7〜9のいずれか一つに記載の画像処理装置。 - 前記雨量算出部は、さらに、所定の閾値以下の前記撮像画像の輝度値を除いて前記分散に関する値を求め、前記分散に関する値に基づいて雨量を算出することを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記光源からの前記光の照射を制御する光源制御部をさらに備え、
前記撮像部は、前記第2領域の撮像において、前記光源から前記光を照射しない消灯状態での第1撮像と、前記光源から前記光を照射した点灯状態での第2撮像とを切り替えて行うことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記撮像部は、前記第1撮像と、前記第2撮像とを連続して交互に行うことを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。
- 前記撮像部は、前記第1撮像と前記第2撮像とを、同一の露光量である前記第2露光量で行うことを特徴とする請求項12または13に記載の画像処理装置。
- 前記物体は雨滴であり、
前記画像処理装置は、
前記第2撮像により得られる第2撮像画像の画素値から、前記第1撮像により得られる第1撮像画像の画素値を減算し、減算した値に基づいて雨量を検出する雨量検出部、
をさらに備えたことを特徴とする請求項12〜14のいずれか一つに記載の画像処理装置。 - 前記雨量検出部は、画素ごとに、前記第2撮像画像の画素値から前記第1撮像画像の画素値を減算することを特徴とする請求項15に記載の画像処理装置。
- 前記雨量検出部は、前記第2撮像画像の画素の画素値の総和から、前記第1撮像画像の画素の画素値の総和を減算し、減算した総和値に基づいて雨量を検出することを特徴とする請求項15に記載の画像処理装置。
- 前記雨量検出部は、前記減算した総和値に非線形特性を付与した値に基づいて、前記雨量を検出することを特徴とする請求項17に記載の画像処理装置。
- 前記雨量検出部は、画素ごとに前記第2撮像画像の画素値から前記第1撮像画像の画素値を減算した値に非線形特性を付与した値の総和を求め、前記総和に基づいて前記雨量を検出することを特徴とする請求項16に記載の画像処理装置。
- 前記光源から照射された光を前記ガラスで全反射させて前記撮像部に反射光を導入させる光学素子、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜19のいずれか一つに記載の画像処理装置。 - 前記雨量検出部は、算出した雨量を、所定の閾値と比較して、段階的なレベルに振り分けて出力することを特徴とする請求項15〜20のいずれか一つに記載の画像処理装置。
- 画像処理装置で実行される撮像方法であって、
前記画像処理装置は、
ガラスに対して光を照射する光源と、
撮像領域の一部からの光を入射して、前記ガラスに付着した物体の検知のための物体検知用フィルタと、を備え、
前記光源から照射された光の前記ガラスからの反射光を含む撮像領域からの光を撮像する撮像ステップと、
前記撮像領域のうち前記物体検知用フィルタが存在しない第1領域を撮像するための第1露光量と、前記第1露光量と異なる露光量であって、前記撮像領域のうち前記物体検知用フィルタが存在する第2領域を撮像するための第2露光量とを決定する露光制御ステップと、
前記撮像ステップで撮像された撮像画像を解析する画像解析ステップと、を含み、
前記撮像ステップは、前記第1露光量での前記撮像領域の撮像と、決定された前記第2露光量での前記撮像領域の撮像とを切り換えること、
を特徴とする撮像方法。 - コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータは、
ガラスに対して光を照射する光源と、
撮像領域の一部からの光を入射して、前記ガラスに付着した物体の検知のための物体検知用フィルタと、を備え、
前記光源から照射された光の前記ガラスからの反射光を含む撮像領域からの光を撮像する撮像ステップと、
前記撮像領域のうち前記物体検知用フィルタが存在しない第1領域を撮像するための第1露光量と、前記第1露光量と異なる露光量であって、前記撮像領域のうち前記物体検知用フィルタが存在する第2領域を撮像するための第2露光量とを決定する露光制御ステップと、
前記撮像ステップで撮像された撮像画像を解析する画像解析ステップと、を前記コンピュータに実行させ、
前記撮像ステップは、前記第1露光量での前記撮像領域の撮像と、決定された前記第2露光量での前記撮像領域の撮像とを切り換えること、
を特徴とするプログラム。 - 車両であって、
ガラスに対して光を照射する光源と、
前記光源から照射された光の前記ガラスからの反射光を含む撮像領域からの光を撮像する撮像部と、
前記撮像領域の一部からの光を入射して、前記ガラスに付着した物体の検知のための物体検知用フィルタと、
前記撮像領域のうち前記物体検知用フィルタが存在しない第1領域を撮像するための第1露光量と、前記第1露光量と異なる露光量であって、前記撮像領域のうち前記物体検知用フィルタが存在する第2領域を撮像するための第2露光量とを決定する露光制御部と、
前記撮像部で撮像された撮像画像を解析する画像解析部と、
前記撮像画像の解析結果に基づいて、前記車両の動作を制御する制御部と、を備え、
前記撮像部は、前記第1露光量での前記撮像領域の撮像と、決定された前記第2露光量での前記撮像領域の撮像とを切り換えること、
を特徴とする車両。
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