JP6868570B2 - 車両用画像取得装置、制御装置、車両用画像取得装置または制御装置を備えた車両および車両用画像取得方法 - Google Patents
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Description
所定方向にパルス光を発光する発光部と、
ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像し、ターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部と、
前記パルス光の発光周期および前記撮像タイミングを制御するタイミング制御部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、異なるターゲット距離領域のうち対象物の認識に必要な特定距離の領域を前記特定距離以外の領域よりも高輝度で撮像するように、前記発光周期および前記撮像タイミングの少なくとも一方を制御する。
所定方向にパルス光を発光する発光部と、ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像してターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部とを備えた車両用画像取得装置を制御するための制御装置であって、
異なるターゲット距離領域のうち対象物の認識に必要な特定距離の領域を前記特定距離以外の領域よりも高輝度で撮像するように、前記パルス光の発光周期および前記撮像タイミングの少なくとも一方を制御する。
撮像タイミングを変化させながら所定方向に発光されるパルス光の反射光を撮像することで、ターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する、車両用画像取得方法であって、
異なるターゲット距離領域のうち対象物の認識に必要な特定距離の領域を前記特定距離以外の領域よりも高輝度で撮像するように、前記パルス光の発光周期および前記撮像タイミングの少なくとも一方を制御する。
所定方向にパルス光を発光する発光部と、
ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像し、ターゲット距離の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部と、
前記パルス光の発光周期および前記撮像タイミングを制御するタイミング制御部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、異なるターゲット距離領域のうち対象道路環境の領域を前記対象道路環境以外の領域よりも集中的に撮像するように、前記発光周期および前記撮像タイミングの少なくとも一方を制御する。
所定方向にパルス光を発光する発光部と、ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像してターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部とを備えた車両用画像取得装置を制御するための制御装置であって、
異なるターゲット距離領域のうち対象道路環境の領域を前記対象道路環境以外の領域よりも集中的に撮像するように、前記発光周期および前記撮像タイミングの少なくとも一方を制御する。
撮像タイミングを変化させながら所定方向に発光されるパルス光の反射光を撮像することで得られた、ターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する、車両用画像取得方法であって、
異なるターゲット距離領域のうち対象道路環境の領域を前記対象道路環境以外の領域よりも集中的に撮像するように、前記パルス光の発光周期および前記撮像タイミングの少なくとも一方を制御する。
撮像タイミングを変化させながら所定方向に所定周期でパルス光を発光するステップと、ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像し、ターゲット距離の異なる複数の撮像画像を取得するステップとを含む、車両用画像取得方法であって、
前記パルス光を発光するステップの前に、前記対象物の有無を検索するステップを含む。
前記ターゲット距離領域を自車両に近い近傍領域と前記自車両から遠い遠方領域とに区分けし、
前記遠方領域を最初の検索領域と設定し、
前記遠方領域からの反射光が撮像された前記遠方領域の画像に所定の画像領域が含まれるか否かを判断し、
前記所定の画像領域の有無によって次の検索領域を決定することで前記自車両から最も近い対象物の距離を検出することを含んでも良い。
所定方向にパルス光を発光する発光部と、
ターゲット距離に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離から帰ってくる反射光を撮像し、ターゲット距離の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部と、
前記パルス光の発光周期および前記撮像タイミングを制御するタイミング制御部と、
を備え、
前記発光部による前記パルス光の発光前に、対象物の有無を検索する検索処理制御部を備えている。
所定方向にパルス光を発光する発光部と、ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像してターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部とを備えた車両用画像取得装置を制御するための制御装置であって、
前記発光部による前記パルス光の発光前に、対象物の有無を検索する検索処理制御部を備えている。
上述の車両用画像取得装置または制御装置を備えている。
ゲート7aは、タイミングコントローラ9からの開閉指令信号に応じて開閉する。本実施形態では、ゲート7aの開放時間(ゲート時間)tGを、発光時間tLと同じ5nsとしている。ゲート時間tGは、領域1から領域nまでの全撮像領域における各領域(ターゲット距離領域)の撮像対象長さ(撮像対象深さ)に比例する。ゲート時間tGを長くするほど各領域の撮像対象長さは長くなる。撮像対象長さは、光速度×ゲート時間tGから求められ、本実施形態では、ゲート時間tG=5nsとしているため、撮像対象長さは、「光速度(約3×108m/s)×ゲート時間(5ns)」より、1.5mとなる。
イメージインテンシファイア7bは、極微弱な光(物体からの反射光等)を一旦電子に変換して電気的に増幅し、再度蛍光像に戻すことで光量を倍増してコントラストのついた像を見るためのデバイスである。イメージインテンシファイア7bにより増幅された光は高速度カメラ8のイメージセンサに導かれる。
撮像対象距離=光速度(約3×108m/s)×ディレイ時間tD/2 ・・・式(1)
[画像取得作用]
タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8により撮像される撮像画像が、所定のターゲット距離領域から帰ってくる反射光のタイミングとなるように、ディレイ時間tDを設定し、高速度カメラ8の撮像タイミングを制御する。ターゲット距離領域に物体が存在している場合、発光部5から出射された光がターゲット距離領域から戻ってくる時間は、車両Vとターゲット距離領域との間の距離(撮像対象距離)を光が往復する時間となるため、ディレイ時間tDは、撮像対象距離と光速度から求めることができる。
このとき、本実施形態では、1つの物体からの反射光が連続する複数の撮像領域における撮像画像の画素に反映されるように、撮像領域の一部をオーバーラップさせている。すなわち、図4に示すように、撮像対象距離をB1→B2→B3→…と連続的に変化させながら撮像する際、撮像領域の撮像対象長さAよりも撮像対象距離の増加量(B2−B1)を短くすることで、撮像領域の一部がオーバーラップしながら変化するように撮像対象距離の増加量を設定している。
撮像領域の一部をオーバーラップさせることで、図5に示されるように、連続する複数の撮像画像における同一画素の輝度値は、徐々に増加し、各物体A〜Dの位置でピークとなった後は徐々に小さくなる三角波状の特性を示す。このように、1つの物体からの反射光が複数の撮像画像に含まれるようにすることで、画素の時間的な輝度変化が三角波状となるため、当該三角波状のピークと対応する撮像領域を当該画素における車両Vから各物体(被写体)A〜Dまでの距離とすることで、検出精度を高めることができる。
図6は、発光/露光時間と距離分解能との関係を説明するための図である。図6の(A)は、パルス光のパルス幅(発光時間)および高速度カメラのゲート時間(露光時間)が比較的短い場合の距離分解能を示している。一方、図6の(B)は、パルス光のパルス幅(発光時間)および高速度カメラのゲート時間(露光時間)がそれぞれ(A)のパルス幅およびゲート時間よりも長い場合の距離分解能を示している。また、図6の(C)および(D)には、発光/露光時間と撮像対象距離との関係が示されている。
上述の通り、撮像対象距離Lは「光速×ディレイ時間tD(図6の(C)および(D)における時間tA)/2」から求められる。すなわち、パルス光の発光終了時点から露光開始時点までの時間tA1が距離L1に相当し、パルス光の発光開始時点から露光終了時点までの時間tA2が距離L2に相当する。そのため、図6の(A)のように発光時間および露光時間が短いほど、図6の(C)に示されるように撮像対象長さ(L2−L1)が短くなる、すなわち、距離分解能が高くなる。一方、図6の(B)のように発光時間および露光時間が長いほど、図6の(D)に示されるように撮像対象長さ(L2−L1)が長くなる、すなわち、距離分解能が低下することがわかる。したがって、発光時間および露光時間が短いほどターゲット距離の分解能を細かくし距離検出の精度を上げることができる。しかし、発光時間および露光時間が短いほど撮像した画像の輝度が低くなるため、物体の認識は困難になる。
なお、上記の特定距離の領域を決定するための処理は、タイミングコントローラ9ではなく、高速度カメラ8あるいは画像処理部3等で行ってもよい。
例えば、特定距離の領域が車両Vから最も近い領域である領域1に設定された場合、図8に示されるように、領域1を撮像するためのパルス光の発光回数および高速度カメラによる露光回数を、特定距離以外の領域2〜nを撮像するための発光回数および露光回数よりも増やす。例えば、領域1における発光周期tP1を、例えば1/150msとし、領域2〜nにおける発光周期tP2を1/100msとする。このように、特定距離の領域1においてのみ発光回数および露光回数を増やすことで、領域1における撮像画像の画素の輝度が領域2〜nにおける撮像画像の画素の輝度よりも高くなるため、領域1の撮像画像と領域2〜nの撮像画像との輝度の差が大きくなる、すなわち、領域1の撮像画像と領域2〜nの撮像画像とのコントラストが高くなる。
このように、対象物の認識に必要な特定距離の領域のみを高輝度で(明るく)撮像することで、対象物の存在し得る特定距離の領域の撮像画像と特定距離以外の領域の撮像画像との輝度のコントラストがはっきりするため、特定距離の領域内の対象物の認識がしやすくなる。また、比較的短いパルス幅およびゲート時間を維持しているため、高い(細かな)距離分解能を維持することができる。また、特定距離以外の領域では、発光回数および露光回数が増加しないため、必要以上にフレームレートが高くなることがなく、撮像対象となる全撮像領域の撮像画像を網羅的に取得するための時間を短くすることができる。以上のように、本実施例の車両用画像取得装置2によれば、細かな距離分解能を維持しつつ、撮像画像内の物体の認識精度を向上させることができ、照明制御や車両制御の向上につなげることができる。
図10は、実施例2に係る、特定距離の領域とそれ以外の領域との発光強度の関係を示す図である。
実施例2においては、例えば、特定距離の領域が車両Vから最も近い領域である領域1に設定された場合、図10に示されるように、領域1を撮像するためのパルス光の発光強度を、特定距離以外の領域2〜nを撮像するための発光強度よりも上げるように発光部5が制御される。このように、特定距離の領域1においてのみ発光強度を上げることで、領域1における撮像画像の画素の輝度が領域2〜nにおける撮像画像の画素の輝度よりも高くなるため、領域1の撮像画像と領域2〜nの撮像画像とのコントラストが高くなる。また、特定領域以外の領域2〜nの発光強度は比較的小さいまま維持されているため、消費電力を必要以上に上げることなく、対象物の認識精度を上げることができる。
図11の(A)および(B)は、発光時間を変化させた場合の反射光量および撮像対象長さの変化を示す図である。また、図12は、実施例3に係る、発光時間および露光時間と反射光量および距離分解能との関係を示す図である。
図11の(A)および(B)に示されるように、発光終了時点から露光開始(ゲート開放)時点までの時間tA1により撮影領域における撮影対象距離の開始地点L1が決まり、発光開始時点から露光終了(ゲート閉鎖)時点までの時間tA2により撮影対象距離の終了地点L2が決まる。
ここで、図11の(A)に示されるように、発光時間tL1がゲート時間(露光時間)tGよりも短い状態から、発光時間tL1をtL2まで長くする(tL2>tL1)と、反射光を露光できる光量のピークが上昇し、物体を明るく撮像することができる。しかし、発光終了時点から露光開始(ゲート開放)時点までの時間tA3が短くなる(tA1>tA3)ため、撮影対象距離の開始地点L3が地点L1よりも車両Vの手前側に移動される。すなわち、発光時間が長くなると撮像対象長さが長くなり、距離分解能が低下してしまう。
また、図11の(B)に示されるように、発光時間tL3がゲート時間(露光時間)tGと同じかそれよりも長い状態から、発光時間tL3をさらに時間tL4まで長くする(tL4>tL3)と、露出できる反射光量の最大光量の持続時間が長くなって物体を明るく撮像できるが、発光終了時点から露光開始時点までの時間tA3が短くなるため、撮像対象長さが長くなって距離分解能が低下してしまう。
以上のように、特定距離の領域(例えば、領域1)においてのみ発光時間を長くしつつ露光時間を短くすることで、細かな距離分解能を維持しながら、対象物の認識精度を上げることができる。
上述の通り、発光時間および露光時間が短いほどターゲット距離の分解能を細かくし距離検出の精度を上げることができる。しかし、発光時間および露光時間が短いほど撮像した画像の輝度が低くなるため、所望の撮影範囲の撮像画像を網羅的に高輝度で取得するための時間がかかったり、装置のコ
ストが上がったりしてしまう。
実施例4においては、対象道路環境の領域を当該対象道路環境以外の領域よりも集中的に撮像するように、パルス光の発光周期および高速度カメラ8による撮像タイミングを制御する。
図13に示されるように、タイミングコントローラ9は、例えば、交差点やカーブ等の対象道路環境が領域1〜nのうち領域2,3に設定された場合、領域2,3の撮像時のパルス光の発光時間tLbおよび高速度カメラ8によるゲート開放時間(露光時間)tGbを、領域2,3以外の領域1,4〜nの撮像時の発光時間tLaおよび露光時間tGaよりも短くするように制御している。このように、対象道路環境の領域2,3においてのみ発光時間および露光時間を短くすることで、領域2,3の距離分解能を領域1,4〜nの距離分解能よりも向上させることができる。
事故の起こりやすい交差点や見通しの悪いカーブを地図情報から取得して集中的に撮像することで、交通事故の抑制につなげることができる。
対象道路環境の領域において発光時間および露光時間を短くすることで、対象道路環境の領域の距離分解能を向上させ、対象物までの距離を精度良く把握することができる。
図14は、実施例5に係る、特定距離の領域とそれ以外の領域との発光強度の関係を示す図である。
図14に示されるように、実施例5においては、例えば、対象道路環境の領域が領域2,3と設定された場合、領域2,3の撮像時のパルス光の発光強度を、対象道路環境以外の領域1,4〜nの撮像時の発光強度よりも上げるように発光部5が制御される。このように、対象道路環境の領域2,3の発光強度を対象道路環境以外の領域1,4〜nよりも上げることで、領域2,3における撮像画像の画素の輝度が他の領域1,4〜nにおける撮像画像の画素の輝度よりも高くなるため、対象道路環境のみを集中的に明るく撮像することができる。また、対象道路環境以外の領域1,4〜nの発光強度は比較的小さい状態が維持されているため、消費電力が必要以上に増加することなく、対象物の認識精度を向上させることができる。
実施例6について、実施例3の説明で用いた図11および図12を参照して説明する。
また、図11の(B)に示されるように、発光時間tL3をさらに時間tL4まで長くする(tL4>tL3)と、露出できる反射光量の最大光量の持続時間が長くなって物体を明るく撮像できるが、発光終了時点から露光開始時点までの時間tA3が短くなるため、撮像対象長さが長くなって距離分解能が低下してしまう。
以上のように、集中的に撮像すべき特定距離の領域(例えば、領域2,3)においてのみ発光時間を長くしつつ露光時間を短くすることで、細かな距離分解能を維持しながら、対象物の認識精度を上げることができる。
上述の通り、発光時間および露光時間が短いほどターゲット距離の分解能を細かくし距離検出の精度を上げることができる。撮影したい距離範囲であるターゲット距離領域(例えば、自車両前方の0m〜200m)の全てを細かな距離分解能で明るく撮影できることが望ましいが、距離分解能が短いほどターゲット距離領域の撮像画像を網羅的に取得するための時間がかかったり、装置のコストが上がったりしてしまう。
図15は、実施例7に係る、物体の検索方法を示す図である。
実施例7においては、タイミングコントローラ9(検索処理制御部の一例)は、上記に示した画像取得処理の前に、自車両前方における物体の有無を検索するような検索処理シーケンスを実施する。図15に示されるように、検索処理シーケンスでは、物体の有無およびその距離を大まかに検索するための検索フレームと、所定の連続的に変化するターゲット距離領域を撮影して画像を取得するための撮影フレームとを設け、検索フレームを撮影フレームの前に配置する。検索フレームは、所定回数の検索(検索1〜n)を含む。撮影フレームは、領域1〜nの全撮像領域の撮影を含む。検索フレームは、1回の撮影フレームに対して1回、または複数回の撮影フレームに対して1回設けることができる。すなわち、図15の(A)に示すように、まず検索1〜nまでの検索フレームを実施し、次に撮影フレームを実施し、その後に再び検索フレームを実施するようにして、検索フレームと撮影フレームとを1回ずつ交互に実施することができる。また、図15の(B)に示すように、最初に検索フレームを実施し、次に撮影フレーム1から撮影フレームnまでの複数回の撮影フレームを実施し、その後に再び検索フレームを実施するようにして、複数回の撮影フレーム1〜nの実施に対して1回の検索フレームを実施する構成としてもよい。このように、実施例7においては、タイミングコントローラ9は、パルス光を出力するステップおよび反射光を撮像するステップを含む撮影フレームの前に、物体の有無を検索するステップである検索フレームを設けるように発光部5によるパルス光の発光周期および高速度カメラ8による撮像タイミングを制御可能である。
まず、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、ターゲット距離領域(0〜200m)のうち自車両から遠い領域である領域a(100〜200m)を撮影させる。そして、領域aの撮像画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域aよりも近い領域(0〜100m)のうち自車両から遠い領域である領域b(50〜100m)を撮像させる。一方、領域aの撮像画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域aのうち自車両から遠い領域である領域c(50〜100m)を撮像させる。なお、真っ黒な画素領域があるか否かの判断は、しきい値よりも低い輝度を有する画素領域のサイズや形状に基づいて判断することができる。
次に、検索1の結果に基づいて、タイミングコントローラ9は、領域d〜gのいずれかの撮影処理を行う。
領域bで撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域bよりも近い領域(0〜50m)のうち自車両から遠い領域である領域d(25〜50m)を撮像させる。一方、領域bの撮像画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域bのうち自車両から遠い領域である領域e(75〜100m)を撮像させる。
領域cで撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域a内で領域cよりも近い領域(100〜150m)のうち自車両から遠い領域である領域f(125〜150m)を撮像させる。一方、領域cの撮像画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域cのうち自車両から遠い領域である領域g(175〜200m)を撮像させる。
次に、検索2の結果に基づいて、タイミングコントローラ9は、領域h〜kのいずれかの撮影処理を行う。
領域dで撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域dよりも近い領域(0〜25m)のうち自車両から遠い領域である領域h(12.5〜25m)を撮像させる。一方、領域dの撮像画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域dのうち自車両から遠い領域である領域i(37.5〜50m)を撮像させる。
領域eで撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域b内で領域eよりも近い領域(50〜75m)のうち自車両から遠い領域である領域j(62.5〜75m)を撮像させる。一方、領域eの撮像画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域eのうち自車両から遠い領域である領域k(87.5〜100m)を撮像させる。
領域fで撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域a内で領域fよりも近い領域(100〜125m)のうち自車両から遠い領域である領域l(112.5〜125m)を撮像させる。一方、領域fの撮像画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域fのうち自車両から遠い領域である領域m(137.5〜150m)を撮像させる。
領域gで撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域c内で領域gよりも近い領域(150〜175m)のうち自車両から遠い領域である領域n(162.5〜175m)を撮像させる。一方、領域gの撮像画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、高速度カメラ8に、領域gのうち自車両から遠い領域である領域o(187.5〜200m)を撮像させる。
最後に、検索3の結果に基づいて、タイミングコントローラ9は、対象物の存在する領域を決定する。
領域h(12.5〜25m)で撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、0〜12.5mの領域に対象物が存在すると決定する。一方、領域hで撮像された画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、12.5〜25mの領域に対象物が存在すると決定する。
領域i(37.5〜50m)で撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、25〜37.5mの領域に対象物が存在すると決定する。一方、領域iで撮像された画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、37.5〜50mの領域に対象物が存在すると決定する。
領域j(62.5〜75m)で撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、50〜62.5mの領域に対象物が存在すると決定する。一方、領域jで撮像された画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、62.5〜75mの領域に対象物が存在すると決定する。
領域k(87.5〜100m)で撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、75〜87.5mの領域に対象物が存在すると決定する。一方、領域kで撮像された画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、87.5〜100mの領域に対象物が存在すると決定する。
領域l(112.5〜125m)で撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、100〜112.5mの領域に対象物が存在すると決定する。一方、領域lで撮像された画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、112.5〜125mの領域に対象物が存在すると決定する。
領域m(137.5〜150m)で撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、125〜137.5mの領域に対象物が存在すると決定する。一方、領域mで撮像された画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、137.5〜150mの領域に対象物が存在すると決定する。
領域n(162.5〜175m)で撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、150〜162.5mの領域に対象物が存在すると決定する。一方、領域nで撮像された画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、162.5〜175mの領域に対象物が存在すると決定する。
領域o(187.5〜200m)で撮像された画像に真っ黒な画素領域がある場合は、タイミングコントローラ9は、175〜187.5mの領域に対象物が存在すると決定する。一方、領域oで撮像された画像に真っ黒な画素領域が無い場合には、タイミングコントローラ9は、187.5〜200mの領域に対象物が存在すると決定する。
このように、実施例7に係る検索処理シーケンスでは4フレームの検索により距離分解能12.5mで自車両から最も近い距離にある対象物を検索することができる。
図19は、実施例8に係る検索距離決定のためのシーケンス処理を示す図である。
実施例8においては、実施例7と同様に、撮影したい距離範囲(ターゲット距離領域)は例えば自車両前方の0〜200mと設定されている。
図19に示されるように、まず、タイミングコントローラ9は、発光部5を1回発光させ、1回の露光(ゲート開閉動作)を行う。この1回の露光は、自車両から遠い領域である領域a(100〜200m)を撮影できるようにその露光タイミングおよび露光時間が制御される。そして、検索1として、タイミングコントローラ9は、領域a(100〜200m)の撮像画像における真っ黒な画素領域の有無を検出し、領域aに物体があるかを判断する。
次に、タイミングコントローラ9は、発光部5を2回発光させ、1回の露光(ゲート開閉動作)を行う。この1回の露光は、2回の発光による反射光をそれぞれ受光して領域b(50〜100m)および領域c(150〜200m)を撮像できるようにその露光タイミングおよび露光時間が制御される。そして、検索2として、タイミングコントローラ9は、領域b(50〜100m)および領域c(150〜200m)の撮像画像における真っ黒な画素領域の有無を検出し、領域bまたは領域cに物体があるかを判断する。
次に、タイミングコントローラ9は、発光部5を4回発光させ、1回の露光(ゲート開閉動作)を行う。この1回の露光は、4回の発光による反射光をそれぞれ受光して領域d(25〜50m)、領域e(75〜100m)、領域f(125〜150m)および領域g(175〜200m)を撮像できるようにその露光タイミングおよび露光時間が制御される。そして、検索3として、タイミングコントローラ9は、領域d(25〜50m)、領域e(75〜100m)、領域f(125〜150m)および領域g(175〜200m)の撮像画像における真っ黒な画素領域の有無を検出し、領域d〜gのいずれかに物体があるかを判断する。
次に、タイミングコントローラ9は、発光部5を8回発光させ、1回の露光(ゲート開閉動作)を行う。この1回の露光は、領域h(12.5〜25m)、領域i(37.5〜50m)、領域j(62.5〜75m)、領域k(87.5〜100m)、領域l(112.5〜125m)、領域m(137.5〜150m)、領域n(162.5〜175m)および領域o(187.5〜200m)を撮像できるようにその露光タイミングおよび露光時間が制御される。そして、検索4として、タイミングコントローラ9は、領域h(12.5〜25m)、領域i(37.5〜50m)、領域j(62.5〜75m)、領域k(87.5〜100m)、領域l(112.5〜125m)、領域m(137.5〜150m)、領域n(162.5〜175m)および領域o(187.5〜200m)の撮像画像における真っ黒な画素領域の有無を検出し、領域h〜oのいずれかに物体があるかを判断する。
このように、実施例8に係る検索処理シーケンスでは4フレームの検索により距離分解能12.5mで自車両から最も近い距離にある対象物を検索することができる。
Claims (12)
- 所定方向にパルス光を発光する発光部と、
ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像し、ターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部と、
前記発光部および前記画像取得部を制御するタイミング制御部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、異なるターゲット距離領域のうち対象物の認識に必要な特定距離の領域を前記特定距離以外の領域よりも高輝度で撮像するために、前記特定距離の領域では前記特定距離以外の領域よりも前記パルス光の発光時間を長くするとともに前記画像取得部による露光時間を短くする、車両用画像取得装置。 - 前記特定距離の領域は、悪天候下または夜間の場合には前記ターゲット距離領域のうち前記画像取得部に最も近い領域である、請求項1に記載の車両用画像取得装置。
- 前記特定距離の領域は、前記ターゲット距離領域のうち認識候補の対象物を検知した領域である、請求項1に記載の車両用画像取得装置。
- 前記特定距離の領域は、前記認識候補の対象物を検知した領域が複数ある場合には、当該複数の領域のうち前記画像取得部に最も近い領域と設定される、請求項3に記載の車両用画像取得装置。
- 前記タイミング制御部は、ターゲット距離領域毎に前記発光部による前記パルス光の少なくとも1回の発光および前記画像取得部による少なくとも1回の撮像を行うことで少なくとも1枚の撮像画像を取得するとともに、前記特定距離の領域の前記少なくとも1枚の撮像画像の取得タイミングが前記特定距離以外の複数の領域のそれぞれの前記少なくとも1枚の撮像画像の取得タイミングの間に挟まれるように、前記発光部および前記画像取得部を制御する、請求項1から4のいずれか一項に記載の車両用画像取得装置。
- 所定方向にパルス光を発光する発光部と、ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像してターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部とを備えた車両用画像取得装置を制御するための制御装置であって、
異なるターゲット距離領域のうち対象物の認識に必要な特定距離の領域を前記特定距離以外の領域よりも高輝度で撮像するために、前記特定距離の領域では前記特定距離以外の領域よりも前記パルス光の発光時間を長くするとともに前記画像取得部による露光時間を短くする、制御装置。 - 撮像タイミングを変化させながら所定方向に発光されるパルス光の反射光を撮像することで、ターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する、車両用画像取得方法であって、
異なるターゲット距離領域のうち対象物の認識に必要な特定距離の領域を前記特定距離以外の領域よりも高輝度で撮像するために、前記特定距離の領域では前記特定距離以外の領域よりも前記パルス光の発光時間を長くするとともに前記反射光を撮像するための露光時間を短くする、車両用画像取得方法。 - 所定方向にパルス光を発光する発光部と、
ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像し、ターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部と、
前記発光部および前記画像取得部を制御するタイミング制御部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、異なるターゲット距離領域のうち対象道路環境の領域を前記対象道路環境以外の領域よりも集中的に撮像するために、前記対象道路環境の領域では前記対象道路環境以外の領域よりも前記パルス光の発光時間を長くするとともに前記画像取得部による露光時間を短くする、車両用画像取得装置。 - 前記対象道路環境は、交差点あるいはカーブであって、地図情報より取得される、請求項8に記載の車両用画像取得装置。
- 所定方向にパルス光を発光する発光部と、ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像してターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する画像取得部とを備えた車両用画像取得装置を制御するための制御装置であって、
異なるターゲット距離領域のうち対象道路環境の領域を前記対象道路環境以外の領域よりも集中的に撮像するために、前記対象道路環境の領域では前記対象道路環境以外の領域よりも前記パルス光の発光時間を長くするとともに前記画像取得部による露光時間を短くする、制御装置。 - 撮像タイミングを変化させながら所定方向に発光されるパルス光の反射光を撮像することで、ターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得する、車両用画像取得方法であって、
異なるターゲット距離領域のうち対象道路環境の領域を前記対象道路環境以外の領域よりも集中的に撮像するために、前記対象道路環境の領域では前記対象道路環境以外の領域よりも前記パルス光の発光時間を長くするとともに前記反射光を撮像するための露光時間を短くする、車両用画像取得方法。 - 請求項1から5、8および9のいずれか一項に記載の車両用画像取得装置、または請求項6または10に記載の制御装置を備えている、車両。
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