JP7096701B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP7096701B2
JP7096701B2 JP2018091755A JP2018091755A JP7096701B2 JP 7096701 B2 JP7096701 B2 JP 7096701B2 JP 2018091755 A JP2018091755 A JP 2018091755A JP 2018091755 A JP2018091755 A JP 2018091755A JP 7096701 B2 JP7096701 B2 JP 7096701B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
structured light
structured
image pickup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018091755A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019197008A (en
Inventor
制時 今川
彰二 村松
圭一 別井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Astemo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Astemo Ltd filed Critical Hitachi Astemo Ltd
Priority to JP2018091755A priority Critical patent/JP7096701B2/en
Priority to PCT/JP2019/010114 priority patent/WO2019216020A1/en
Priority to CN201980025539.3A priority patent/CN111971527B/en
Publication of JP2019197008A publication Critical patent/JP2019197008A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7096701B2 publication Critical patent/JP7096701B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

本発明は、構造化光を用いて物体までの距離を取得する撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup device that acquires a distance to an object using structured light.

物体までの距離を取得する技術として、対象物に対して光を照射し、対象物から反射された光を計測することにより、対象物までの距離を計測するものがある。さらに、対象物に対して複数種類の光を照射し、それぞれの光を計測した結果を用いて測距する場合もある。 As a technique for acquiring the distance to an object, there is a technique for measuring the distance to the object by irradiating the object with light and measuring the light reflected from the object. Further, the object may be irradiated with a plurality of types of light, and the distance may be measured using the results of measuring each type of light.

下記特許文献1は、ステレオカメラを用いる物体認識装置について記載している。同文献は、『対象物体1に光を投光する投光ユニット110を有しその反射光より対象物体1までの距離を求めるためのアクティブレンジファインダー100と、対象物体1からの画像情報に基づいて当該対象物体1までの距離を求めるためのステレオカメラ200と、アクティブレンジファインダー100からの出力信号S1とステレオカメラ200からの出力信号S2とに基づいて対象物体1を認識する物体認識手段310と、アクティブレンジファインダー100の投光ユニット110で投光される光をステレオカメラ200の補助光として照射するように投光ユニット110を動作制御する補助光制御手段320と、を備えたことを主たる特徴としている。』という技術を開示している(要約参照)。 The following Patent Document 1 describes an object recognition device using a stereo camera. The document is based on "an active range finder 100 having a light projecting unit 110 that projects light onto the target object 1 and determining the distance to the target object 1 from the reflected light, and image information from the target object 1. The stereo camera 200 for obtaining the distance to the target object 1 and the object recognition means 310 for recognizing the target object 1 based on the output signal S1 from the active range finder 100 and the output signal S2 from the stereo camera 200. The main feature is that the auxiliary light control means 320 that controls the operation of the floodlight unit 110 so as to irradiate the light projected by the floodlight unit 110 of the active range finder 100 as the auxiliary light of the stereo camera 200 is provided. It is supposed to be. 』Disclosures the technology (see summary).

下記特許文献2は、均一パターン光とランダムパターン光を照射して視認性の低下を抑制する技術を記載している。同文献は、『車両本体に搭載され、輝度分布が異なる均一パターン光及びランダムパターン光を異なる時間帯に投光する、ヘッドライト装置10を含む投光装置と、該投光装置の投光範囲を撮像する、左右の2つの撮像部を含むステレオカメラ20と、を備えている。この場合、視認性の低下を抑制しつつ物体情報の検出に有効な画像を得ることができる。』という技術を開示している(要約参照)。 The following Patent Document 2 describes a technique of irradiating uniform pattern light and random pattern light to suppress deterioration of visibility. The document describes "a light projecting device including a headlight device 10 mounted on a vehicle body and projecting uniform pattern light and random pattern light having different brightness distributions at different time zones, and a light projecting range of the light projecting device. It is provided with a stereo camera 20 including two image pickup units on the left and right to capture an image. In this case, it is possible to obtain an image effective for detecting object information while suppressing a decrease in visibility. 』Disclosures the technology (see summary).

特開2005-077130号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-077130 特開2016-170163号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-170163

車両に備えた光源から照射したパターン光をカメラにより撮像すると、遠方ほどパターンの輝度は低下し、パターン画像のコントラストは低下する。また、等幅の直線パターンや平行直線からなるパターンをカメラで撮像すると、パターンが遠近法における消滅点に向かって収束するような画像が得られることになる。そうすると、遠方ほどパターン幅や直線の間隔が狭くなるので、カメラの空間分解能に起因してパターン画像のコントラストは低下する。これらの影響により、構造化パターン光を用いたとしても、物体の距離計測性能は劣化する。 When the pattern light emitted from the light source provided in the vehicle is imaged by the camera, the brightness of the pattern decreases and the contrast of the pattern image decreases as the distance increases. Further, when a pattern consisting of a straight line pattern having a monospaced width or a parallel straight line is imaged with a camera, an image in which the pattern converges toward the vanishing point in perspective can be obtained. Then, the farther the pattern is, the narrower the pattern width and the interval between the straight lines are, so that the contrast of the pattern image is lowered due to the spatial resolution of the camera. Due to these effects, the distance measurement performance of an object deteriorates even if structured pattern light is used.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、構造化光を用いて物体までの距離を取得する際に、遠方の物体であっても精度よく距離を計測することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and when the distance to an object is acquired by using structured light, the distance can be accurately measured even if the object is distant. The purpose is to provide technology.

本発明に係る撮像装置は、光源から投光箇所までの距離にしたがって、構造化光の光強度、または構造化光のパターンサイズ、のうち少なくともいずれかを変更する。 The image pickup apparatus according to the present invention changes at least one of the light intensity of the structured light and the pattern size of the structured light according to the distance from the light source to the light projecting point.

本発明に係る撮像装置によれば、暗所などのように画像のコントラストが低い環境においても、遠方に対する測距を精度よく実施することができる。これにより、例えば本発明に係る撮像装置を搭載した車両は、走行可能経路の有無や回避要否の判断を、高い信頼性で実施することができる。 According to the image pickup apparatus according to the present invention, even in an environment where the contrast of an image is low such as in a dark place, distance measurement can be performed accurately at a distance. Thereby, for example, the vehicle equipped with the image pickup device according to the present invention can determine the presence / absence of a travelable route and the necessity of avoidance with high reliability.

実施形態1に係るステレオカメラ100の構成図である。It is a block diagram of the stereo camera 100 which concerns on Embodiment 1. FIG. ヘッドライト200が構造化光を投光したときの投光パターンの1例を示している。An example of a projection pattern when the headlight 200 projects structured light is shown. 補完パターンの例である。This is an example of a complementary pattern. 図2の構造化パターンと図3の構造化パターンを時間平均した結果である。It is the result of time averaging the structured pattern of FIG. 2 and the structured pattern of FIG. 撮像素子の各行の露光タイミングが同時であるグローバルシャッタ方式を想定したパターン切替えタイミングの例である。This is an example of pattern switching timing assuming a global shutter method in which the exposure timings of each row of the image sensor are simultaneous. 撮像素子の各行の露光タイミングがずれているローリングシャッタ方式の撮像素子を想定した例である。This is an example assuming a rolling shutter type image sensor in which the exposure timing of each line of the image sensor is deviated. フレーム周期と比較して露光時間が相対的に長い例である。This is an example in which the exposure time is relatively long compared to the frame period. カメラ1の撮像素子とカメラ2の撮像素子との間の位置関係を上下にずらした例である。This is an example in which the positional relationship between the image sensor of the camera 1 and the image sensor of the camera 2 is shifted up and down. 走行速度が所定速度以上の場合における投光範囲を例示する図である。It is a figure which exemplifies the light projection range when the traveling speed is a predetermined speed or more. 走行速度が所定速度以下の場合における投光範囲を例示する図である。It is a figure which exemplifies the light projection range when the traveling speed is a predetermined speed or less. 自車の前方に先行車がいることを検出した例である。This is an example of detecting that there is a preceding vehicle in front of the own vehicle. 左にハンドルをきった場合における投光範囲の例である。This is an example of the light projection range when the steering wheel is turned to the left. エリアマッチング方式によるマッチングの説明図である。It is explanatory drawing of the matching by the area matching method. 投光エリアごとに光強度を変える例である。This is an example of changing the light intensity for each floodlight area. 構造化パターンと補間パターンの投光エリア毎の光強度の例である。This is an example of the light intensity of each projection area of the structured pattern and the interpolation pattern. 構造化パターンと補間パターンの投光エリア毎の光強度の別例である。This is another example of the light intensity of each projection area of the structured pattern and the interpolation pattern. 実施形態2に係るステレオカメラ700の構成図である。It is a block diagram of the stereo camera 700 which concerns on Embodiment 2. FIG. レーザ光源707が構造化光を投光したときの投光パターンの1例である。This is an example of a light projection pattern when the laser light source 707 projects structured light. 2本の類似直線を識別するための投光パターンを示す図である。It is a figure which shows the floodlight pattern for discriminating two similar straight lines. 撮像画像上の直線パターンがいずれの直線であるのかを識別する判断基準の例である。This is an example of a criterion for identifying which straight line the linear pattern on the captured image is. 直線パターンの光強度/直線幅/並びによって直線を区別する方法の1例である。This is an example of a method of distinguishing a straight line by the light intensity / straight line width / arrangement of a straight line pattern. 直線パターンの色/並びによって直線を区別する方法の1例である。This is an example of a method for distinguishing straight lines by the color / arrangement of the straight line pattern. 走行速度が所定速度以上の場合における投光範囲を例示する図である。It is a figure which exemplifies the light projection range when the traveling speed is a predetermined speed or more. 走行速度が所定速度以下の場合における投光範囲を例示する図である。It is a figure which exemplifies the light projection range when the traveling speed is a predetermined speed or less. 左にハンドルをきった場合における投光範囲の例である。This is an example of the light projection range when the steering wheel is turned to the left. ステレオカメラ700が加速度センサ708を搭載する構成例である。This is a configuration example in which the stereo camera 700 is equipped with the acceleration sensor 708. 実施形態3に係るカメラ1000の構成図である。It is a block diagram of the camera 1000 which concerns on Embodiment 3. 実施形態4に係るカメラ1400の構成図である。It is a block diagram of the camera 1400 which concerns on Embodiment 4. FIG.

<実施の形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係るステレオカメラ100の構成図である。ステレオカメラ100は、車両が搭載するヘッドライトを用いて構造化光を投光する撮像システムである。ステレオカメラ100は、光学部101、信号処理部102、距離演算部103、物体認識部104、車両制御部105、コントロール部106を備える。ステレオカメラ100を搭載する車両は、ヘッドライト200、ヘッドライト300、車両コントローラ400を備える。信号a、b1、b2については後述する。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a configuration diagram of a stereo camera 100 according to the first embodiment of the present invention. The stereo camera 100 is an image pickup system that projects structured light using a headlight mounted on a vehicle. The stereo camera 100 includes an optical unit 101, a signal processing unit 102, a distance calculation unit 103, an object recognition unit 104, a vehicle control unit 105, and a control unit 106. The vehicle equipped with the stereo camera 100 includes a headlight 200, a headlight 300, and a vehicle controller 400. The signals a, b1 and b2 will be described later.

ステレオカメラ100は、ステレオカメラを搭載する車両のアクセサリー電源がONされると、立ち上げ動作および自己診断を実施した後、測距動作を開始する。光学部101は、レンズと撮像素子のペアを2ペア有する。光学部101は、コントロール部106からの情報に基づいて、シャッタ速度やゲインなどの露光設定を決定して各々の撮像素子により撮像を実施し、取得した2つの画像データを信号処理部102に送る。信号処理部102は、光学部101から送られた2つの画像データの輝度/色/歪みを補正し、補正した2つの画像データを距離演算部103に送る。距離演算部103は、信号処理部102から送られた画像データから両画像の対応点を検索し、対応点の視差に基づいて対応点までの距離を算出し、算出した距離情報を物体認識部104に送る。物体認識部104は、距離演算部103から送られた距離情報に基づいて、物体の検出および認識を実施し、得られた物体情報を車両制御部105に送る。車両制御部105は、物体認識部104から送られた物体情報に基づいて、車両の加速/減速/操舵、車両の光源の制御、ワイパーの制御、搭乗者への注意や付加情報の通知を行うための信号を生成し、生成した制御信号を車両コントローラ400に送る。車両コントローラ400は、送られた制御信号に基づいて車両の動作をコントロールする。 When the accessory power of the vehicle equipped with the stereo camera is turned on, the stereo camera 100 starts a range-finding operation after performing a start-up operation and a self-diagnosis. The optical unit 101 has two pairs of a lens and an image pickup element. The optical unit 101 determines exposure settings such as shutter speed and gain based on the information from the control unit 106, performs image pickup by each image sensor, and sends the two acquired image data to the signal processing unit 102. .. The signal processing unit 102 corrects the brightness / color / distortion of the two image data sent from the optical unit 101, and sends the corrected two image data to the distance calculation unit 103. The distance calculation unit 103 searches for the corresponding points of both images from the image data sent from the signal processing unit 102, calculates the distance to the corresponding points based on the disparity of the corresponding points, and uses the calculated distance information as the object recognition unit. Send to 104. The object recognition unit 104 detects and recognizes an object based on the distance information sent from the distance calculation unit 103, and sends the obtained object information to the vehicle control unit 105. The vehicle control unit 105 performs vehicle acceleration / deceleration / steering, vehicle light source control, wiper control, attention to passengers, and notification of additional information based on the object information sent from the object recognition unit 104. Is generated, and the generated control signal is sent to the vehicle controller 400. The vehicle controller 400 controls the operation of the vehicle based on the transmitted control signal.

図2は、ヘッドライト200が構造化光を投光したときの投光パターンの1例を示している。説明のため一方のヘッドライト200の投光のみを示している。白に近い塗り潰し部ほど照度が高く、黒に近い塗り潰し部ほど照度が低いことを示している。ヘッドライト200を中心とした円周方向に沿って、低照度部分と高照度部分とを交互に投光する。この投光パターンをステレオカメラ100が撮像した場合、周辺が暗いあるいは画像が低コントラストとなる環境であったとしても、低照度部分と高照度部分との間の境界で生じるエッジ部分において、視差を得ることができる。 FIG. 2 shows an example of a light projection pattern when the headlight 200 emits structured light. For the sake of explanation, only the projection of one of the headlights 200 is shown. It is shown that the illuminance is higher in the filled part closer to white, and the illuminance is lower in the filled part closer to black. The low-light portion and the high-light portion are alternately projected along the circumferential direction centered on the headlight 200. When this projection pattern is captured by the stereo camera 100, parallax is generated at the edge portion generated at the boundary between the low illuminance portion and the high illuminance portion even if the surroundings are dark or the image has low contrast. Obtainable.

図2の投光パターンは、半径方向に沿って中心(ヘッドライト200)に近いほど暗く、中心から遠いほど明るい。一般に撮像画像上の輝度は遠方ほど低いが、図2のように遠方ほど照度を高くすることにより、画像上に形成されるエッジは距離に拠らず同等の輝度差とすることができる。これにより遠方であっても安定して視差を得ることができる。 The projection pattern of FIG. 2 is darker as it is closer to the center (headlight 200) along the radial direction and brighter as it is farther from the center. Generally, the brightness on the captured image is lower as the distance increases, but by increasing the illuminance as the distance increases as shown in FIG. 2, the edges formed on the image can have the same brightness difference regardless of the distance. As a result, parallax can be stably obtained even at a distance.

図2の投光パターンは、ヘッドライト200を中心とした略扇形に形成され、低照度部分のパターン幅と高照度部分のパターン幅は、遠方ほど広い。遠近法の効果により、一般に撮像画像上のパターン幅は遠方ほど狭くなって識別性が低下するが、図2のように遠方ほどパターン幅を広げることにより、遠方であってもエッジを識別しやすくなる。これにより、遠方まで視差を安定して得ることができる。 The floodlight pattern of FIG. 2 is formed in a substantially fan shape centered on the headlight 200, and the pattern width of the low illuminance portion and the pattern width of the high illuminance portion are wider as they are farther away. Due to the effect of the perspective method, the pattern width on the captured image generally becomes narrower as the distance increases and the distinctiveness deteriorates. However, by widening the pattern width as the distance increases as shown in FIG. Become. As a result, parallax can be stably obtained even in the distance.

図3は、補完パターンの例である。ヘッドライト200は、図2に示した構造化パターンと、図3に示す補間パターンとを交互に切り替えながら投光する。これにより、構造化パターンと補間パターンのいずれの投光期間においても低照度部分と高照度部分との間の境界で生じるエッジ部分で視差を得ることができる。 FIG. 3 is an example of a complementary pattern. The headlight 200 projects light while alternately switching between the structured pattern shown in FIG. 2 and the interpolation pattern shown in FIG. As a result, parallax can be obtained at the edge portion generated at the boundary between the low illuminance portion and the high illuminance portion in any of the projection periods of the structured pattern and the interpolation pattern.

図4は、図2の構造化パターンと図3の構造化パターンを時間平均した結果である。これらの構造化パターンを時間平均することにより、図4のように構造化パターンが見えない一様な輝度分布、あるいは構造化パターンが見えない滑らかな輝度分布を有する投下光となる。これにより、搭乗者や歩行者に対して違和感を与えない投光を実現することができる。 FIG. 4 is a result of time averaging the structured pattern of FIG. 2 and the structured pattern of FIG. By averaging these structured patterns over time, the dropped light has a uniform luminance distribution in which the structured pattern cannot be seen, or a smooth luminance distribution in which the structured pattern cannot be seen, as shown in FIG. As a result, it is possible to realize light projection that does not give a sense of discomfort to passengers and pedestrians.

図5~図8は、投光パターンを切り替えるタイミングについて説明するタイムチャートである。構造化パターンと補間パターンとの間を切り替えるタイミングは、カメラの露光期間を避けることが望ましい。これは、露光期間にパターンを切り替えると、取得した画像に2つのパターンが露光されることによって低照度部分と高照度部分のエッジの輝度差が低下する可能性があり、あるいは類似パターンが発生することにより画像マッチング処理において本来マッチングすべきエッジを間違える誤マッチングが発生しやすくなるからである。誤マッチングに関しては図13を用いて後述する。 5 to 8 are time charts for explaining the timing of switching the projection pattern. It is desirable to avoid the exposure period of the camera when switching between the structured pattern and the interpolation pattern. This is because when the pattern is switched during the exposure period, the difference in brightness between the edges of the low-light portion and the high-light portion may decrease due to the exposure of the two patterns to the acquired image, or a similar pattern may occur. This is because erroneous matching in which the edges that should be originally matched are mistaken in the image matching process is likely to occur. Mismatching will be described later with reference to FIG.

図5は、撮像素子の各行の露光タイミングが同時であるグローバルシャッタ方式を想定したパターン切替えタイミングの例である。これは、撮像素子の全行の露光タイミングが一致しているCCDやグローバルシャッタタイプのCMOSを想定したものである。この場合は全ての画素の露光が終了するタイミングが一致しているので、露光終了時にパターン501と502を切り替える。 FIG. 5 is an example of pattern switching timing assuming a global shutter method in which the exposure timings of each row of the image sensor are simultaneous. This assumes a CCD or a global shutter type CMOS in which the exposure timings of all the rows of the image sensor are the same. In this case, since the timing at which the exposure of all the pixels ends is the same, the patterns 501 and 502 are switched at the end of the exposure.

図6は、撮像素子の各行の露光タイミングがずれているローリングシャッタ方式の撮像素子を想定した例である。最終行の露光終了と先頭行の露光開始との間に、いずれの行においても露光が実施されていない期間が存在する場合は、その期間においてパターン511と512を切替える。 FIG. 6 is an example assuming a rolling shutter type image sensor in which the exposure timing of each row of the image sensor is deviated. If there is a period during which the exposure is not performed in any of the rows between the end of the exposure in the last row and the start of the exposure in the first row, the patterns 511 and 512 are switched in that period.

図7は、フレーム周期と比較して露光時間が相対的に長い例である。この場合は図7に示すように、いずれの行の露光も実施されていない期間が存在しない。この場合ヘッドライト200は、例えば2フレームごとにパターン521と522を切り替え、ステレオカメラ100はパターンを切り替えた直後のフレームにおいて取得した画像を用いて視差を得る。より厳密には、先頭行の露光開始時間から最終行の露光終了時間までの時間をt1、フレーム周期である点線の間隔をt2とした場合、t1・(n-1)<t2≦t1・nとなるnに対してnフレームごとにパターン521と522を切替える。図7の場合、n=2なので2フレームごとにパターン521と522を切替える。 FIG. 7 is an example in which the exposure time is relatively long compared to the frame period. In this case, as shown in FIG. 7, there is no period during which the exposure of any row is not performed. In this case, the headlight 200 switches the patterns 521 and 522 every two frames, for example, and the stereo camera 100 obtains parallax using the image acquired in the frame immediately after the pattern is switched. Strictly speaking, when the time from the exposure start time of the first row to the exposure end time of the last row is t1 and the interval between the dotted lines which is the frame period is t2, t1 · (n-1) <t2≤t1 · n The patterns 521 and 522 are switched every n frames with respect to n. In the case of FIG. 7, since n = 2, the patterns 521 and 522 are switched every two frames.

図8は、カメラ1の撮像素子とカメラ2の撮像素子との間の位置関係を上下にずらした例である。この場合には図8のようにカメラ1の露光タイミングとカメラ2の露光タイミングを意図的にずらすことがある。この場合、視差を検出できるのは撮像素子の一部の行だけになる。したがって、露光開始が遅い撮像素子の先頭行の露光開始から、露光終了が早い撮像素子の最終行の露光終了までの期間を避けて、パターン531と532を切り替える。 FIG. 8 is an example in which the positional relationship between the image sensor of the camera 1 and the image sensor of the camera 2 is shifted up and down. In this case, as shown in FIG. 8, the exposure timing of the camera 1 and the exposure timing of the camera 2 may be intentionally shifted. In this case, parallax can be detected only in a part of the row of the image sensor. Therefore, the patterns 531 and 532 are switched while avoiding the period from the start of exposure in the first row of the image sensor whose exposure start is late to the end of exposure in the last row of the image sensor whose exposure end is early.

図1に示す信号b1およびb2は、ステレオカメラ100がヘッドライト200と300に対して投光パターンを指示する制御信号である。投光パターンを切り替えるタイミングについては、例えば露光方式/フレーム周期/露光時間に基づいて指示することができる。光強度/形状パターン/色などについては、これらの内容そのものを指示する制御信号をステレオカメラ100から出力し、ヘッドライト200と300がこれを解釈して自ら指示された構造化光を生成してもよいし、ステレオカメラ100がヘッドライト200と300の素子を個別に制御するような制御信号を出力してもよい。いずれの場合であっても、所望の構造化光をヘッドライト200と300が出力できればよい。後述する実施形態2におけるレーザ光源707についても同様である。 The signals b1 and b2 shown in FIG. 1 are control signals in which the stereo camera 100 indicates a light projection pattern to the headlights 200 and 300. The timing for switching the projection pattern can be instructed based on, for example, the exposure method / frame period / exposure time. Regarding the light intensity / shape pattern / color, etc., a control signal indicating the contents themselves is output from the stereo camera 100, and the headlights 200 and 300 interpret this to generate the structured light instructed by themselves. Alternatively, the stereo camera 100 may output a control signal for individually controlling the elements of the headlights 200 and 300. In any case, it is sufficient that the headlights 200 and 300 can output the desired structured light. The same applies to the laser light source 707 in the second embodiment described later.

以上の説明においては、遠方に存在する物体であっても精度よく検出することができる投光パターンについて説明した。他方で、自車の走行速度に応じて検出したい物体の範囲は異なる。例えば、自車が時速100km/hで走行している場合は衝突回避の観点から100m以上前方の物体を検知できることが望ましいが、停止中や道幅の狭い道路での走行においてはより広角な範囲で物体を検知できることが望ましい。これらの範囲を包括的に照射すると不要な電力を消費し、あるいは周辺の車両や歩行者に対して不要な違和感を与えてしまう。そこでステレオカメラ100は、車両コントローラ400から信号aにより車両の走行速度を取得し、ヘッドライト200およびヘッドライト300に対して投光範囲を指示する。 In the above description, a floodlight pattern that can accurately detect even a distant object has been described. On the other hand, the range of objects to be detected differs depending on the traveling speed of the own vehicle. For example, when the vehicle is traveling at a speed of 100 km / h, it is desirable to be able to detect an object 100 m or more ahead from the viewpoint of collision avoidance, but when the vehicle is stopped or traveling on a narrow road, the range is wider. It is desirable to be able to detect an object. Comprehensive irradiation of these areas consumes unnecessary power or gives unnecessary discomfort to surrounding vehicles and pedestrians. Therefore, the stereo camera 100 acquires the traveling speed of the vehicle from the vehicle controller 400 by the signal a, and instructs the headlight 200 and the headlight 300 of the projection range.

図9は、走行速度が所定速度以上の場合における投光範囲を例示する図である。この場合は、図2の投光範囲と比較して進行方向に沿ってより遠方まで構造化パターンを投光する。 FIG. 9 is a diagram illustrating a light projection range when the traveling speed is equal to or higher than a predetermined speed. In this case, the structured pattern is projected farther along the traveling direction as compared with the projection range of FIG.

図10は、走行速度が所定速度以下の場合における投光範囲を例示する図である。この場合は、図2の投光範囲と比較してより広角に構造化パターンを投光する。図9と図10の差異は、車両の走行速度によって認識したい物体の範囲が異なることに起因する。ステレオカメラ100は、自車速度に応じて投光範囲を変えることにより、必要な範囲の周辺状況をより正確に取得することができる。 FIG. 10 is a diagram illustrating a light projection range when the traveling speed is a predetermined speed or less. In this case, the structured pattern is projected at a wider angle than the projection range of FIG. The difference between FIGS. 9 and 10 is due to the fact that the range of the object to be recognized differs depending on the traveling speed of the vehicle. The stereo camera 100 can more accurately acquire the surrounding conditions in a required range by changing the projection range according to the speed of the own vehicle.

図11は、自車の前方に先行車がいることを検出した例である。この場合、ステレオカメラ100は、先行車まで到達しない範囲で構造化パターンを投光する。先行車の搭乗者がルームミラーの反射によってまぶしさを感じないように、例えばバンパーやナンバープレートより下に構造化光が照射されるように、投光範囲を制御することが望ましい。 FIG. 11 is an example of detecting that a preceding vehicle is in front of the own vehicle. In this case, the stereo camera 100 projects a structured pattern within a range that does not reach the preceding vehicle. It is desirable to control the projection range so that the passengers of the preceding vehicle do not feel the glare due to the reflection of the rearview mirror, for example, the structured light is emitted below the bumper or the license plate.

図12は、左にハンドルをきった場合における投光範囲の例である。ステレオカメラ100は、車両コントローラ400から信号aにより車両の操舵角を取得するとともに、その操舵角にしたがって車両の進行方向を取得する。ステレオカメラ100は、車両の進行方向に向かって投光範囲を変更するように、ヘッドライト200およびヘッドライト300に対して指示する。ここでは低速で直進している図10と比べて投光範囲を左側へ回転させている。このように操舵角に応じて投光範囲を変えることにより、必要な範囲の周辺状況をより正確に取得することができる。 FIG. 12 is an example of the light projection range when the steering wheel is turned to the left. The stereo camera 100 acquires the steering angle of the vehicle from the vehicle controller 400 by the signal a, and acquires the traveling direction of the vehicle according to the steering angle. The stereo camera 100 instructs the headlights 200 and 300 to change the projection range toward the traveling direction of the vehicle. Here, the light projection range is rotated to the left side as compared with FIG. 10 in which the light travels straight at a low speed. By changing the projection range according to the steering angle in this way, it is possible to more accurately acquire the surrounding conditions in the required range.

ステレオカメラ100は、物体距離を測定するため、当該物体を2つの視点から見た視差を用いる。2視点間で1つの物体が同一のものと判断するためには、例えば基準点同士をマッチングする処理が必要になる。このとき2つの視点から得た画像が、類似した特徴点あるいは模様を複数有していると、本来マッチングすべき基準点ではない部分を基準点としてマッチングしてしまう、いわゆる誤マッチングが生じる可能性がある。 The stereo camera 100 uses parallax when the object is viewed from two viewpoints in order to measure the object distance. In order to determine that one object is the same between two viewpoints, for example, a process of matching reference points is required. At this time, if the images obtained from the two viewpoints have a plurality of similar feature points or patterns, there is a possibility that so-called erroneous matching occurs in which the part that is not the reference point that should be originally matched is matched as the reference point. There is.

図13は、エリアマッチング方式によるマッチングの説明図である。左図の四角で示したエリアとマッチングするエリアを右図から検索するには、エピポーラ線上を検索すればよい。投光パターンが単調な繰り返しパターンである場合、本来マッチングすべきエリア(右図内の白実線)の他に類似した模様を有するエリア(右図内の白点線)が複数存在するので、誤マッチングが発生する可能性がある。これを防ぐため、投光エリアごとに、光強度/低照度部分と高照度部分の投光角度/低照度部分と高照度部分のパターン幅/色のうち少なくともいずれかを変えることが考えられる。 FIG. 13 is an explanatory diagram of matching by the area matching method. To search for an area that matches the area shown by the square in the left figure from the right figure, search on the epipolar line. When the floodlight pattern is a monotonous repeating pattern, there are multiple areas with similar patterns (white dotted lines in the right figure) in addition to the areas that should be matched originally (white solid lines in the right figure), so erroneous matching May occur. In order to prevent this, it is conceivable to change at least one of the light intensity / the projection angle of the low illuminance portion and the high illuminance portion / the pattern width / color of the low illuminance portion and the high illuminance portion for each projection area.

図14は、投光エリアごとに光強度を変える例である。ステレオカメラ100は、例えば投光エリア601/602/603の光強度をそれぞれ異なるようにセットする。これにより、低照度部分と高照度部分との間の輝度差が投光エリアごとに異なることになるので、誤マッチングを防ぐことができる。 FIG. 14 is an example of changing the light intensity for each floodlight area. The stereo camera 100 sets, for example, the light intensities of the floodlight areas 601/602/603 so as to be different from each other. As a result, the difference in brightness between the low illuminance portion and the high illuminance portion differs for each flooded area, so that erroneous matching can be prevented.

図15は、構造化パターンと補間パターンの投光エリア毎の光強度の例である。表の上行から順に、時間経過ごとに各投光エリアにおける光強度を示している。この例においては、構造化パターンと補間パターンとの強度の和が全ての投光エリアにおいて同じになるようにしている。 FIG. 15 is an example of the light intensity of each projection area of the structured pattern and the interpolation pattern. In order from the top row of the table, the light intensity in each floodlight area is shown with the passage of time. In this example, the sum of the intensities of the structured pattern and the interpolation pattern is set to be the same in all the floodlight areas.

図16は、構造化パターンと補間パターンの投光エリア毎の光強度の別例である。この例において、エリア601から603までの光強度の和は、t=1からt=6の期間において同じになるようにしている。エリア611から614までの光強度の和は、t=1からt=8の期間において同じになるようにしている。さらに、撮像範囲の明るさに応じて各エリアの強度をオフセットさせてもよい。これにより、環境変化に対してロバストな測距性能を実現できる。後述する実施形態2においても同様である。 FIG. 16 is another example of the light intensity of each projection area of the structured pattern and the interpolation pattern. In this example, the sum of the light intensities in areas 601 to 603 is set to be the same in the period from t = 1 to t = 6. The sum of the light intensities from areas 611 to 614 is set to be the same in the period from t = 1 to t = 8. Further, the intensity of each area may be offset according to the brightness of the imaging range. This makes it possible to realize robust distance measurement performance against changes in the environment. The same applies to the second embodiment described later.

投光エリアごとに光強度を変えることに代えてまたはこれに加えて、投光エリア601~603の放射角をそれぞれ異なる角度としてもよい。さらに、投光エリア601~603の色をそれぞれ異なる色としてもよい。この場合、構造化パターンと補間パターンは光の3原色に近い赤/緑/青の光を交互に投光することにより、投光エリア全域が白色で輝度が一様な分布となる照明となる。エリア毎に異なる色を投光した場合、ステレオカメラ100は撮像素子の画素種別毎にマッチング処理を実施することにより、類似パターンによる誤マッチングを防ぐことができる。 Instead of or in addition to changing the light intensity for each projection area, the emission angles of the projection areas 601 to 603 may be different. Further, the colors of the floodlight areas 601 to 603 may be different from each other. In this case, the structured pattern and the interpolation pattern are illuminated by alternately projecting red / green / blue light, which is close to the three primary colors of light, so that the entire flooded area is white and the brightness is uniformly distributed. .. When different colors are projected for each area, the stereo camera 100 can prevent erroneous matching due to similar patterns by performing matching processing for each pixel type of the image sensor.

ヘッドライト200およびヘッドライト300が可視光光源の他に非可視光光源を有しており、非可視光によって構造化パターンを投光する場合、非可視光に対する感度が高い撮像素子の画素種別を使用してマッチング処理を実施することにより、より早く対象物の視差算出および測距を実施することができる。 When the headlight 200 and the headlight 300 have an invisible light source in addition to the visible light source and the structured pattern is projected by the invisible light, the pixel type of the image pickup element having high sensitivity to the invisible light is selected. By performing the matching process using the light source, the parallax calculation and the distance measurement of the object can be performed more quickly.

<実施の形態1:まとめ>
本実施形態1に係るステレオカメラ100は、ヘッドライト200からの距離に応じて構造化光の光強度/構造化光のパターン幅/構造化光のパターンサイズのうち少なくともいずれかを変える。これにより、遠方の物体であっても撮像画像上でパターンエッジを明瞭に識別することができるので、識別精度を向上させることができる。
<Embodiment 1: Summary>
The stereo camera 100 according to the first embodiment changes at least one of the light intensity of the structured light, the pattern width of the structured light, and the pattern size of the structured light according to the distance from the headlight 200. As a result, the pattern edge can be clearly identified on the captured image even if the object is distant, so that the identification accuracy can be improved.

本実施形態1に係るステレオカメラ100は、投光エリアごとに光強度/パターン幅/パターンサイズ/色のうち少なくともいずれかを変える。これにより、撮像画像上に類似するパターンが含まれている場合において、ステレオ画像間における誤マッチングを抑制することができる。 The stereo camera 100 according to the first embodiment changes at least one of light intensity / pattern width / pattern size / color for each projection area. This makes it possible to suppress erroneous matching between stereo images when a similar pattern is included on the captured image.

本実施形態1においては、例えば投光距離に応じて滑らかに構造化パターンの光強度を変化させることができるが、本発明はこれに限定されない。例えば、投光距離を複数レンジに分割してレンジごとに異なる光強度をセットすることにより、光強度を離散的に変化させることもできる。この場合であっても同等の効果を得ることができる。後述する実施形態2においても同様である。 In the first embodiment, for example, the light intensity of the structured pattern can be smoothly changed according to the projection distance, but the present invention is not limited to this. For example, the light intensity can be changed discretely by dividing the light projection distance into a plurality of ranges and setting different light intensities for each range. Even in this case, the same effect can be obtained. The same applies to the second embodiment described later.

本実施形態1においては、自車の走行速度を低速/中速/高速の3段階の速度グループに分割し、速度グループごとに投光範囲を設定することができるが、本発明はこれに限定されない。例えば自車の速度に応じて連続的に投光範囲を変えることもできる。この場合であっても同等の効果を得ることができる。後述する実施形態2においても同様である。 In the first embodiment, the traveling speed of the own vehicle can be divided into three speed groups of low speed / medium speed / high speed, and the projection range can be set for each speed group, but the present invention is limited to this. Not done. For example, the light projection range can be continuously changed according to the speed of the own vehicle. Even in this case, the same effect can be obtained. The same applies to the second embodiment described later.

本実施形態1においてはヘッドライト200と300が構造化光を投光することとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、フォグランプ/ストップランプ/テールランプなどであっても同等の効果を得ることができる。また、旋回時にサイドターンランプ、後進時にリアターンランプを使用しても同等の効果を得ることができる。 In the first embodiment, the headlights 200 and 300 are supposed to emit structured light, but the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained even with a fog lamp / stop lamp / tail lamp or the like. The same effect can be obtained by using a side turn lamp when turning and a rear turn lamp when moving backward.

本実施形態1においては、左右両方のヘッドランプを使用して構造化光を投光しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、右のヘッドランプあるいは左のヘッドランプのみを使用して構造化光を投光してもよい。あるいは視差の検出ができないエリアや検出精度が不安定なエリアを検出し、当該エリアにおいてのみ構造化光を投光しても同等の効果を得ることができる。 In the first embodiment, both the left and right headlamps are used to project the structured light, but the present invention is not limited to this. For example, only the right headlamp or the left headlamp may be used to project the structured light. Alternatively, even if an area where parallax cannot be detected or an area where the detection accuracy is unstable is detected and structured light is projected only in the area, the same effect can be obtained.

本実施形態1においては、ステレオカメラ100の内部で物体認識処理と車両制御信号生成を実施しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、距離演算結果あるいは距離演算結果を簡素化した情報を、車両が搭載した演算処理部やコントロール部に対して出力しても同等の効果を得ることができる。後述する実施形態2においても同様である。 In the first embodiment, the object recognition process and the vehicle control signal generation are performed inside the stereo camera 100, but the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained even if the distance calculation result or the information obtained by simplifying the distance calculation result is output to the calculation processing unit or the control unit mounted on the vehicle. The same applies to the second embodiment described later.

本実施形態1においては、投光距離に応じて、構造化光が有する光強度/形状パターンを変えることを説明した。ここでいう投光距離とは、路面から光源までの高さと構造化光の俯角によって定まる、光源から投光箇所までの距離のことである。ステレオカメラ100は、構造化光の投光方向と投光距離との間の関係をあらかじめ記憶しておき、その関係にしたがって、投光距離に対応する構造化光をヘッドライト200と300に対して指示すればよい。後述する実施形態2におけるレーザ光源707についても同様である。 In the first embodiment, it has been described that the light intensity / shape pattern of the structured light is changed according to the projection distance. The projection distance here is the distance from the light source to the projection point, which is determined by the height from the road surface to the light source and the depression angle of the structured light. The stereo camera 100 stores in advance the relationship between the projection direction of the structured light and the projection distance, and according to the relationship, the structured light corresponding to the projection distance is directed to the headlights 200 and 300. Just point to it. The same applies to the laser light source 707 in the second embodiment described later.

<実施の形態2>
図17は、本発明の実施形態2に係るステレオカメラ700の構成図である。ステレオカメラ700は、レーザ光源を用いて構造化光を投光する。光学部701~コントロール部706は、実施形態1における光学部101~コントロール部106と同様の機能部である。ステレオカメラ100を搭載する車両は、レーザ光源707、車両コントローラ400を備える。レーザ光源707は、コントロール部706から送られる信号に基づいて、構造化光のパターン/投光エリア/光強度などを制御する。信号a、bについては後述する。
<Embodiment 2>
FIG. 17 is a block diagram of the stereo camera 700 according to the second embodiment of the present invention. The stereo camera 700 projects structured light using a laser light source. The optical unit 701 to the control unit 706 are functional units similar to the optical unit 101 to the control unit 106 in the first embodiment. The vehicle equipped with the stereo camera 100 includes a laser light source 707 and a vehicle controller 400. The laser light source 707 controls the pattern / projection area / light intensity of the structured light based on the signal sent from the control unit 706. The signals a and b will be described later.

図18は、レーザ光源707が構造化光を投光したときの投光パターンの1例である。説明のため、構造化光は走行方向に伸びた2本の直線で示している。色が濃いほど照度が高く、色が薄いほど照度が低いことを示している。各直線の光強度は自車あるいはステレオカメラ700からの距離が遠くなるほど強くなるようにしている。各直線の幅は自車あるいはステレオカメラ700からの距離が遠くなるほど太くなるようにしている。 FIG. 18 is an example of a light projection pattern when the laser light source 707 projects structured light. For the sake of explanation, the structured light is shown by two straight lines extending in the traveling direction. The darker the color, the higher the illuminance, and the lighter the color, the lower the illuminance. The light intensity of each straight line is increased as the distance from the vehicle or the stereo camera 700 increases. The width of each straight line is made thicker as the distance from the vehicle or the stereo camera 700 increases.

図18の投光パターンをステレオカメラ700が撮像した場合、周辺が暗いあるいは撮像画像が低コントラストとなる環境下においても、低照度部分と高照度部分との間の境界で生じるエッジ部分で視差を得ることができる。特に、遠方ほど照度を高くすることにより、画像上に形成されるエッジは距離に拠らず同等の輝度差とすることができるので、遠方でも安定して視差を得ることができる。またパターンの幅を遠方ほど太くすることにより、画像上に形成されるエッジ間隔が距離に応じて小さくなることを防ぎ、より遠方までエッジを識別することができ、遠方まで視差を安定して得ることができる。 When the stereo camera 700 captures the projection pattern of FIG. 18, parallax is generated at the edge portion generated at the boundary between the low-light portion and the high-light portion even in an environment where the surroundings are dark or the captured image has low contrast. Obtainable. In particular, by increasing the illuminance as the distance increases, the edges formed on the image can have the same luminance difference regardless of the distance, so that parallax can be stably obtained even at a distance. Further, by increasing the width of the pattern as the distance increases, it is possible to prevent the edge spacing formed on the image from becoming smaller according to the distance, the edges can be identified farther, and the parallax can be stably obtained over the distance. be able to.

図18においては構造化パターンは2本の直線としたが、輝度差は直線のエッジ部分でしか得られないので、直線の数が少ないと視差の検出が部分的になる。反面、直線の数が多くなるほど誤マッチングの確率が増大するので、投光パターンに類似模様が生じない工夫が必要となる。この工夫について図19を用いて説明する。 In FIG. 18, the structured pattern is two straight lines, but since the luminance difference can be obtained only at the edge portion of the straight line, if the number of straight lines is small, the parallax is partially detected. On the other hand, as the number of straight lines increases, the probability of erroneous matching increases, so it is necessary to devise ways to prevent similar patterns from appearing in the floodlight pattern. This device will be described with reference to FIG.

図19は、2本の類似直線を識別するための投光パターンを示す図である。両カメラの光軸より外側の2エリアに各々の直線を投光している。しかし図19に示すように、光学部701の2つのカメラの光軸よりも外側に直線を配置することにより、撮像画像上の消失点(遠近法における平行線が収束する点)と直線との間の相対位置にしたがって、いずれの直線であるのかを識別することができる。次の図20を用いて判断基準を説明する。 FIG. 19 is a diagram showing a floodlight pattern for distinguishing two similar straight lines. Each straight line is projected onto two areas outside the optical axis of both cameras. However, as shown in FIG. 19, by arranging a straight line outside the optical axis of the two cameras of the optical unit 701, the vanishing point (the point where the parallel lines in perspective converge) and the straight line on the captured image are aligned with each other. It is possible to identify which straight line is based on the relative position between them. The judgment criteria will be described with reference to FIG. 20 below.

図20は、撮像画像上の直線パターンがいずれの直線であるのかを識別する判断基準の例である。直線901は、左カメラから見ても右カメラから見ても消失点よりも左側にある。直線902は、左カメラから見ても右カメラから見ても消失点よりも右側にある。これらの判断基準にしたがって、ステレオカメラ700は撮像画像上の直線がいずれの直線であるのかを識別できる。 FIG. 20 is an example of a determination criterion for identifying which straight line the linear pattern on the captured image is. The straight line 901 is to the left of the vanishing point when viewed from the left camera and the right camera. The straight line 902 is on the right side of the vanishing point when viewed from the left camera and the right camera. According to these criteria, the stereo camera 700 can identify which straight line is on the captured image.

直線パターンを識別するその他方法として、投光パターンごとに異なる位置に直線を投光し、時間経過にしたがってパターンを切り替える方法が考えられる。その他、直線パターンの光強度/直線幅/色/並びを適当に設定することにより、類似模様が同時に発生しないパターンを形成する方法が考えられる。 As another method for identifying the linear pattern, a method of projecting a straight line at a different position for each projection pattern and switching the pattern over time can be considered. In addition, a method of forming a pattern in which similar patterns do not occur at the same time can be considered by appropriately setting the light intensity / straight line width / color / arrangement of the straight line pattern.

時間経過にしたがってパターンを切り替える方法においては、パターン切り替えはカメラの露光期間を避けて実施することが望ましい。露光期間においてパターンを切り替えると、取得した画像に2つのパターンが露光されるので、低照度部分と高照度部分のエッジの輝度差が低下する可能性があり、あるいは類似パターンが発生することにより画像マッチング処理において誤マッチングが発生しやすくなるからである。パターン切り替えの具体例は実施形態1の図5から図8で説明したので省略する。 In the method of switching patterns over time, it is desirable to avoid the exposure period of the camera when switching patterns. When the patterns are switched during the exposure period, the acquired image is exposed to two patterns, so that the brightness difference between the edges of the low-light portion and the high-light portion may decrease, or the image may be similar due to the occurrence of similar patterns. This is because erroneous matching is likely to occur in the matching process. Specific examples of pattern switching have been described with reference to FIGS. 5 to 8 of the first embodiment and will be omitted.

図21は、直線パターンの光強度/直線幅/並びによって直線を区別する方法の1例である。図21において、左右カメラの光軸を挟んで右側に弱/中/強の3つの光強度の直線903/904/905を投光し、左側にも弱/中/強の3つの光強度の直線906/907/908を投光している。これにより1フレームの撮像画像内に6本の直線を表示することができ、図18に示した例よりも同時かつ細かい空間分解能で視差を得ることができる。さらに光強度の異なる線を隣接する様に表示し、並び順を変えることにより、同時に表示する直線数をさらに増やすこともできる。単色光を使用する場合は、当該波長の光に対する感度が高い撮像素子の画素種別を使用してマッチング処理を先行して実施することにより、より早く対象物の視差算出および測距を実施できる。 FIG. 21 is an example of a method of distinguishing a straight line by the light intensity / straight line width / arrangement of the straight line pattern. In FIG. 21, a straight line 903/904/905 with three light intensities of weak / medium / strong is projected on the right side of the optical axis of the left and right cameras, and three light intensities of weak / medium / strong are also projected on the left side. The straight line 906/907/908 is projected. As a result, six straight lines can be displayed in the captured image of one frame, and parallax can be obtained simultaneously and with finer spatial resolution than the example shown in FIG. Furthermore, the number of straight lines displayed at the same time can be further increased by displaying lines having different light intensities so as to be adjacent to each other and changing the order. When monochromatic light is used, the parallax calculation and distance measurement of the object can be performed more quickly by performing the matching process in advance using the pixel type of the image sensor having high sensitivity to the light of the wavelength.

図22は、直線パターンの色/並びによって直線を区別する方法の1例である。図22において、左右カメラの光軸を挟んで右側に赤/緑/青の3色の直線909/910/911を投光し、左側にも赤/緑/青の3色の直線912/913/914を投光している。これにより1フレームの撮像画像内に6本の直線を表示することができ、図18に示した例よりも同時かつ細かい空間分解能で視差を得ることができる。この場合、視差検出におけるマッチング処理は赤/緑/青の画素種別毎に独立で実施することが望ましい。さらには光強度/並び順/色を組み合わせることにより、図21と図22に示した例より同時かつ細かい空間分解能で視差を得ることができる。 FIG. 22 is an example of a method of distinguishing a straight line by the color / arrangement of the straight line pattern. In FIG. 22, a red / green / blue three-color straight line 909/910/911 is projected on the right side of the optical axes of the left and right cameras, and a red / green / blue three-color straight line 912/913 is also projected on the left side. / 914 is flooded. As a result, six straight lines can be displayed in the captured image of one frame, and parallax can be obtained simultaneously and with finer spatial resolution than the example shown in FIG. In this case, it is desirable that the matching process in parallax detection be performed independently for each red / green / blue pixel type. Furthermore, by combining light intensity / arrangement order / color, parallax can be obtained simultaneously and with finer spatial resolution than the examples shown in FIGS. 21 and 22.

図23は、走行速度が所定速度以上の場合における投光範囲を例示する図である。ステレオカメラ700は、コントロール部706を介して車両コントローラ400から信号aにより車両の走行速度を取得し、レーザ光源707に対して表示範囲を指示する。走行速度が所定速度以上の場合は、図18の投光範囲よりも進行方向に沿って遠方まで構造化パターンを投光する。 FIG. 23 is a diagram illustrating a light projection range when the traveling speed is equal to or higher than a predetermined speed. The stereo camera 700 acquires the traveling speed of the vehicle from the vehicle controller 400 via the control unit 706 by the signal a, and indicates the display range to the laser light source 707. When the traveling speed is equal to or higher than the predetermined speed, the structured pattern is projected farther along the traveling direction than the projection range of FIG.

図24は、走行速度が所定速度以下の場合における投光範囲を例示する図である。この場合は図18の投光範囲よりも広角に構造化パターンを投光する。図23と図24の差異は図9と図10の差異と同じ理由による。 FIG. 24 is a diagram illustrating a light projection range when the traveling speed is a predetermined speed or less. In this case, the structured pattern is projected at a wider angle than the projection range of FIG. The difference between FIGS. 23 and 24 is for the same reason as the difference between FIGS. 9 and 10.

前方および周辺に先行車や歩行者がいることを検出した場合は、実施形態1の図11で説明したとおり走行速度で決定される投光距離を制限する。すなわち、少なくとも先行車が存在する方向の構造化光の投光距離を制限し、ルームミラーを介してレーザ光が先行車の搭乗者の目に入らないように、例えばバンパーやナンバープレートより下に構造化光が照射されるように投光範囲を制御する。また少なくとも周辺の歩行者が存在する方向の構造化光の投光距離を制限し、歩行者の目にレーザが入らないように例えば当該歩行者の下半身以下に構造化光が照射されるように投光範囲を制御する。 When it is detected that there is a preceding vehicle or a pedestrian in front of or in the vicinity, the projection distance determined by the traveling speed is limited as described with reference to FIG. 11 of the first embodiment. That is, at least limit the projection distance of the structured light in the direction in which the preceding vehicle is present, and prevent the laser light from being seen by the passengers of the preceding vehicle through the rearview mirror, for example, below the bumper or license plate. The projection range is controlled so that structured light is emitted. In addition, at least the projection distance of the structured light in the direction in which the surrounding pedestrians are present is limited so that the structured light is irradiated to the lower half of the pedestrian, for example, so that the laser does not enter the pedestrian's eyes. Control the projection range.

図25は、左にハンドルをきった場合における投光範囲の例である。ステレオカメラ700は、車両コントローラ400から信号aにより車両の操舵角を取得し、レーザ光源707に対して表示範囲を指示する。ここでは低速で直進している図18と比べて投光範囲を左側へ回転させている。このように操舵角に応じて投光範囲を変えることにより、必要な範囲の周辺状況をより正確に取得することができる。 FIG. 25 is an example of the light projection range when the steering wheel is turned to the left. The stereo camera 700 acquires the steering angle of the vehicle from the vehicle controller 400 by the signal a, and indicates the display range to the laser light source 707. Here, the projection range is rotated to the left as compared with FIG. 18 which is traveling straight at a low speed. By changing the projection range according to the steering angle in this way, it is possible to more accurately acquire the surrounding conditions in the required range.

図26は、ステレオカメラ700が加速度センサ708を搭載する構成例である。加速度センサ708が検出した加速度に応じて構造化光のピッチ方向の投光方向を制御することにより、後部座席の搭乗やトランクへの荷物の格納の差異に変動する車両のピッチ方向の姿勢に対して、ロバスト性能が高い投光範囲制御を実現することができる。 FIG. 26 is a configuration example in which the stereo camera 700 is equipped with the acceleration sensor 708. By controlling the projection direction of the structured light in the pitch direction according to the acceleration detected by the acceleration sensor 708, the attitude in the pitch direction of the vehicle varies depending on the difference in the boarding of the rear seats and the storage of luggage in the trunk. Therefore, it is possible to realize floodlight range control with high robust performance.

レーザ光源707は、ステレオカメラ700が有する2つのカメラレンズのうちいずれかの光軸と重なるように、直線形状の構造化光を投光してもよい。すなわち、光軸を含む鉛直面と路面との交線上に、構造化光を投光する。この場合、構造化光の直線パターンははそのカメラの光軸と一致するので、車両のピッチ角が変化しても構造化光のX座標は変化しない(常に消失点と略同じX座標となる)。したがって、車両のピッチ方向の姿勢変化に対して、マッチング精度のロバスト性を高めることができる。これにより、他方のカメラが検出したX座標をそのまま視差とみなすことができるので、マッチング処理を簡略化できる。 The laser light source 707 may project linear structured light so as to overlap the optical axis of either of the two camera lenses of the stereo camera 700. That is, structured light is projected on the intersection of the vertical surface including the optical axis and the road surface. In this case, since the linear pattern of the structured light coincides with the optical axis of the camera, the X coordinate of the structured light does not change even if the pitch angle of the vehicle changes (the X coordinate is always substantially the same as the vanishing point). ). Therefore, it is possible to improve the robustness of the matching accuracy with respect to the posture change in the pitch direction of the vehicle. As a result, the X coordinate detected by the other camera can be regarded as parallax as it is, so that the matching process can be simplified.

ステレオカメラ700は、撮像画像上の視差を用いて測距するので、視差が生じるのであれば測距は可能である。例えば2つのカメラを用いることに代えて(またはこれに加えて)、一方のカメラとレーザ光源707の組み合わせによって、測距することが可能である。ただしステレオカメラを用いる測距は、その原理上、カメラの基線長が長いほどより遠方の対象物を測距することができる。一方のカメラとレーザ光源707の組み合わせにより測距する場合も同様である。したがってこの場合、一方のカメラとレーザ光源707との間の間隔は、ステレオカメラ700の基線長以上にすることが望ましい。間隔がこれよりも小さいと、ステレオカメラ700よりも測距精度が劣るからである。一方のカメラとレーザ光源707を用いて測距する場合は、構造化光を車両の直進方向に対して平行な鉛直面に含まれるように投光すればよい。 Since the stereo camera 700 measures the distance using the parallax on the captured image, the distance can be measured if the parallax occurs. For example, instead of using (or in addition to) two cameras, it is possible to measure the distance by a combination of one camera and a laser light source 707. However, in the distance measurement using a stereo camera, in principle, the longer the baseline length of the camera, the farther the object can be measured. The same applies to the case where the distance is measured by the combination of one camera and the laser light source 707. Therefore, in this case, it is desirable that the distance between one camera and the laser light source 707 is equal to or larger than the baseline length of the stereo camera 700. This is because if the interval is smaller than this, the distance measurement accuracy is inferior to that of the stereo camera 700. When measuring the distance using one of the cameras and the laser light source 707, the structured light may be projected so as to be included in the vertical plane parallel to the straight direction of the vehicle.

<実施の形態2:まとめ>
本実施形態2においては、車両が搭載するヘッドライトに代えて、レーザ光源707を用いて構造化光を投光する。本実施形態2においても、実施形態1と同様の効果を発揮することができる。本実施形態2においてはレーザ光源707によって構造化光を投光することしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、LED(Light Emitting Diode)ライトを用いても類似の効果を得ることができる。
<Embodiment 2: Summary>
In the second embodiment, the structured light is projected by using the laser light source 707 instead of the headlight mounted on the vehicle. Also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be exhibited. In the second embodiment, the structured light is projected by the laser light source 707, but the present invention is not limited to this. For example, a similar effect can be obtained by using an LED (Light Emitting Diode) light.

本実施形態2において、レーザ光源707はステレオカメラ700本体から離れた位置に配置してもよい。例えば、フロントガラスの右上部あるいは左上部、バックミラー、ヘッドライト、バンパーなどに配置しても同等の効果を得ることができる。 In the second embodiment, the laser light source 707 may be arranged at a position away from the stereo camera 700 main body. For example, the same effect can be obtained by arranging the windshield on the upper right or upper left, the rear-view mirror, the headlight, the bumper, or the like.

<実施の形態3>
図27は、本発明の実施形態3に係るカメラ1000の構成図である。本実施形態3において、光学部1001はレンズと撮像素子のペアを1ペア有する。信号処理部1002~コントロール部1006は、実施形態1における信号処理部102~コントロール部106と同様の機能部である。本実施形態3において、低照度部分と高照度部分との境界で生じるエッジ部分と光学部1001との間の相対位置が既知である点が実施形態1と異なる。それ以外は実施形態1と同様である。本実施形態3においても、実施形態1と同様の原理により距離を計測することができる。
<Embodiment 3>
FIG. 27 is a block diagram of the camera 1000 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the optical unit 1001 has one pair of a lens and an image pickup element. The signal processing unit 1002 to the control unit 1006 are functional units similar to the signal processing unit 102 to the control unit 106 in the first embodiment. The third embodiment differs from the first embodiment in that the relative position between the edge portion generated at the boundary between the low-light portion and the high-light portion and the optical portion 1001 is known. Other than that, it is the same as that of the first embodiment. Also in the third embodiment, the distance can be measured by the same principle as that of the first embodiment.

<実施の形態4>
図28は、本発明の実施形態4に係るカメラ1400の構成図である。本実施形態4において、光学部1401はレンズと撮像素子のペアを1ペア有する。信号処理部1402~レーザ光源1407は、実施形態2における信号処理部702~レーザ光源707と同様の機能部である。本実施形態4において、低照度部分と高照度部分との境界で生じるエッジ部分と光学部1401との相対位置が既知である点もしくは構造化パターンの線間隔が既知である点が実施形態2と異なる。それ以外は実施形態2と同様である。本実施形態4においても、実施形態2と同様の原理により距離を計測することができる。
<Embodiment 4>
FIG. 28 is a block diagram of the camera 1400 according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the optical unit 1401 has one pair of a lens and an image pickup element. The signal processing unit 1402 to the laser light source 1407 are functional units similar to the signal processing unit 702 to the laser light source 707 in the second embodiment. In the fourth embodiment, the point where the relative position between the edge portion and the optical portion 1401 generated at the boundary between the low illuminance portion and the high illuminance portion is known or the line spacing of the structured pattern is known is the same as the second embodiment. different. Other than that, it is the same as that of the second embodiment. Also in the fourth embodiment, the distance can be measured by the same principle as that of the second embodiment.

<本発明の変形例について>
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
<About a modification of the present invention>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 Each of the above configurations, functions, processing units, processing means and the like may be realized by hardware, for example, by designing a part or all of them by an integrated circuit or the like. Further, each of the above configurations, functions, and the like may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be placed in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card or an SD card. In addition, the control lines and information lines indicate those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily indicate all the control lines and information lines in the product. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected.

100:ステレオカメラ
101:光学部
102:信号処理部
103:距離演算部
104:物体認識部
105:車両制御部
106:コントロール部
200:ヘッドライト
300:ヘッドライト
400:車両コントローラ
707:レーザ光源
708:加速度センサ
100: Stereo camera 101: Optical unit 102: Signal processing unit 103: Distance calculation unit 104: Object recognition unit 105: Vehicle control unit 106: Control unit 200: Headlight 300: Headlight 400: Vehicle controller 707: Laser light source 708: Acceleration sensor

Claims (24)

物体までの距離を取得する撮像装置であって、
構造化光を投光する光源、
前記構造化光が投光された投光箇所の画像を取得するカメラ、
を備え、
前記光源は、前記光源から前記投光箇所までの距離にしたがって、前記構造化光の光強度、または前記構造化光の形状パターンサイズ、のうち少なくともいずれかを変更し、
前記カメラは、前記画像に含まれる前記構造化光のパターンを用いて、前記カメラから前記物体までの距離を取得し、
前記光源は、前記構造化光のパターンが、第1照度を有する第1部分、前記第1照度よりも高い第2照度を有する第2部分、を有するように、前記構造化光を投光し、
前記カメラは、第1カメラと第2カメラを有するステレオカメラであり、
前記カメラは、前記第1部分と前記第2部分との間の境界において前記第1カメラと前記第2カメラとの間で生じる視差を用いて、前記カメラから前記物体までの距離を取得する
ことを特徴とする撮像装置。
An image pickup device that acquires the distance to an object.
A light source that emits structured light,
A camera that acquires an image of the projected portion where the structured light is projected,
Equipped with
The light source changes at least one of the light intensity of the structured light and the shape pattern size of the structured light according to the distance from the light source to the projection point.
The camera acquires the distance from the camera to the object by using the pattern of the structured light contained in the image .
The light source casts the structured light so that the pattern of the structured light has a first portion having a first illuminance and a second portion having a second illuminance higher than the first illuminance. ,
The camera is a stereo camera having a first camera and a second camera.
The camera acquires the distance from the camera to the object by using the parallax generated between the first camera and the second camera at the boundary between the first part and the second part.
An imaging device characterized by this.
前記光源は、前記構造化光が有する光強度を2以上の光強度の間で変更しながら前記構造化光を投光し、
前記光源は、前記距離が第1距離であるときは、第1光強度を有する前記構造化光を投光し、
前記光源は、前記距離が前記第1距離よりも長い第2距離であるときは、前記第1光強度よりも強い第2光強度を有する前記構造化光を投光する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The light source projects the structured light while changing the light intensity of the structured light between two or more light intensities.
When the distance is the first distance, the light source projects the structured light having the first light intensity.
The light source is characterized in that when the distance is a second distance longer than the first distance, the light source emits the structured light having a second light intensity stronger than the first light intensity. Item 1. The image pickup apparatus according to Item 1.
前記光源は、前記光源から前記投光箇所までの距離が離れるほど幅が広くなる形状パターンを有する前記構造化光を投光する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the light source projects the structured light having a shape pattern in which the width becomes wider as the distance from the light source to the projection point increases.
前記撮像装置はさらに、前記撮像装置の移動速度を取得する速度取得部を備え、
前記光源は、前記構造化光が有する形状パターンを2以上の形状パターンの間で切り替えながら前記構造化光を投光し、
前記光源は、前記移動速度が第1速度であるときは、第1形状パターンを有する前記構造化光を投光し、
前記光源は、前記移動速度が前記第1速度よりも速い第2速度であるときは、前記第1形状パターンよりも前記光源から遠く離れた位置まで到着する第2形状パターンを有する前記構造化光を投光する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image pickup device further includes a speed acquisition unit for acquiring the moving speed of the image pickup device.
The light source projects the structured light while switching the shape pattern of the structured light between two or more shape patterns.
When the moving speed is the first speed, the light source projects the structured light having the first shape pattern.
The structured light having a second shape pattern arriving at a position farther from the light source than the first shape pattern when the moving speed is a second speed faster than the first speed. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the light source is projected.
前記光源は、第1投光領域に対して第1構造化光を投光するとともに、第2投光領域に対して第2構造化光を投光し、
前記第1構造化光が有する光強度と前記第2構造化光が有する光強度、または前記第1構造化光が有する形状パターンサイズと前記第2構造化光が有する形状パターンサイズ、または前記第1構造化光が有する色と前記第2構造化光が有する色、のうち少なくともいずれかは互いに異なる
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The light source projects the first structured light to the first floodlight region and the second structured light to the second floodlight region.
The light intensity of the first structured light and the light intensity of the second structured light, or the shape pattern size of the first structured light and the shape pattern size of the second structured light, or the first. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein at least one of the color of the first structured light and the color of the second structured light are different from each other.
前記光源は、前記カメラが備える撮像素子が露光されている期間以外の期間において、前記構造化光の光強度、または前記構造化光の形状パターンサイズ、のうち少なくともいずれかを切り替える
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The light source is characterized in that at least one of the light intensity of the structured light and the shape pattern size of the structured light is switched during a period other than the period in which the image sensor included in the camera is exposed. The image pickup apparatus according to claim 1.
撮像素子の所定範囲の中で最初に露光が行われる画素の露光開始時間と最後に露光が終了する画素の露光終了時間との差をt1とし、フレーム周期をt2とした場合、
t1>t2のとき、t2×(n-1)<t1<t2×n(nは自然数)となるnに対して、
前記光源は、nフレームごとに、前記構造化光の光強度、または前記構造化光の形状パターンサイズ、のうち少なくともいずれかを切り替える
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
When the difference between the exposure start time of the pixel to be exposed first and the exposure end time of the pixel to be exposed last in the predetermined range of the image sensor is t1 and the frame period is t2.
When t1> t2, for n such that t2 × (n-1) <t1 <t2 × n (n is a natural number)
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the light source switches at least one of the light intensity of the structured light and the shape pattern size of the structured light for each n-frame.
前記撮像装置はさらに、前記撮像装置を搭載する車両の操舵角を取得する操舵角取得部を備え、
前記光源は、前記操舵角にしたがって前記車両の進行方向を取得するとともに、前記進行方向に向かって前記構造化光を投光する方向を変化させる
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image pickup device further includes a steering angle acquisition unit that acquires the steering angle of the vehicle on which the image pickup device is mounted.
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the light source acquires the traveling direction of the vehicle according to the steering angle and changes the direction of projecting the structured light toward the traveling direction.
前記撮像装置はさらに、前記投光箇所の照度を取得する照度取得部を備え、
前記光源は、前記照度にしたがって前記構造化光の光強度を変更する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image pickup device further includes an illuminance acquisition unit that acquires the illuminance of the flooded portion.
The imaging device according to claim 1, wherein the light source changes the light intensity of the structured light according to the illuminance.
前記光源は、
第1照度を有する第1構造化光を第1投光領域に対して投光するとともに、前記第1照度よりも高い第2照度を有する第2構造化光を第2投光領域に対して投光する第1投光モードと、
前記第1照度よりも高い第3照度を有する第3構造化光を前記第1投光領域に対して投光するとともに、前記第2照度よりも低い第4照度を有する第4構造化光を前記第2投光領域に対して投光する第2投光モードと、
を切り替えながら実施することにより、前記第1投光領域における前記構造化光の照度と前記第2投光領域における前記構造化光の照度をそれぞれ平滑化する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The light source is
The first structured light having the first illuminance is projected onto the first floodlight region, and the second structured light having a second illuminance higher than the first illuminance is projected onto the second floodlight region. The first flooding mode to flood and
A third structured light having a third illuminance higher than the first illuminance is projected onto the first floodlight region, and a fourth structured light having a fourth illuminance lower than the second illuminance is emitted. A second floodlight mode in which light is projected onto the second floodlight region, and
2. Imaging device.
前記光源は、前記撮像装置を搭載する車両が備えるヘッドライトである
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image pickup device according to claim 1, wherein the light source is a headlight included in a vehicle equipped with the image pickup device.
前記光源は、レーザ光源またはLED光源である
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the light source is a laser light source or an LED light source.
前記光源は、レーザ光源またはLED光源であり、
前記光源は、前記第1カメラが有するレンズの光軸を含む鉛直面と路面の交線を含む直線上に、直線形状の前記構造化光を投光する
ことを特徴とする請求項記載の撮像装置。
The light source is a laser light source or an LED light source.
The light source according to claim 1 , wherein the light source projects the structured light having a linear shape on a straight line including the line of intersection between the vertical surface including the optical axis of the lens of the first camera and the road surface. Imaging device.
前記光源は、レーザ光源またはLED光源であり、
前記光源は、前記ステレオカメラから、前記ステレオカメラの基線長以上離れた位置に配置されている
ことを特徴とする請求項記載の撮像装置。
The light source is a laser light source or an LED light source.
The image pickup apparatus according to claim 1 , wherein the light source is arranged at a position separated from the stereo camera by a base line length or more of the stereo camera.
物体までの距離を取得する撮像装置であって、
構造化光を投光する光源を制御する制御部、
前記構造化光が投光された投光箇所の画像を取得するカメラ、
を備え、
前記制御部は、前記光源から前記投光箇所までの距離にしたがって、前記構造化光の光強度、または前記構造化光の形状パターンサイズ、のうち少なくともいずれかを変更するように、前記光源に対して指示する制御信号を出力し、
前記カメラは、前記画像に含まれる前記構造化光のパターンを用いて、前記カメラから前記物体までの距離を取得し、
前記制御部は、前記構造化光のパターンが、第1照度を有する第1部分、前記第1照度よりも高い第2照度を有する第2部分、を有するように、前記構造化光を投光させる前記制御信号を前記光源に対して出力し、
前記カメラは、第1カメラと第2カメラを有するステレオカメラであり、
前記カメラは、前記第1部分と前記第2部分との間の境界において前記第1カメラと前記第2カメラとの間で生じる視差を用いて、前記カメラから前記物体までの距離を取得する
ことを特徴とする撮像装置。
An image pickup device that acquires the distance to an object.
A control unit that controls the light source that emits structured light,
A camera that acquires an image of the projected portion where the structured light is projected,
Equipped with
The control unit causes the light source to change at least one of the light intensity of the structured light and the shape pattern size of the structured light according to the distance from the light source to the projection point. Outputs a control signal to instruct,
The camera acquires the distance from the camera to the object by using the pattern of the structured light contained in the image .
The control unit projects the structured light so that the pattern of the structured light has a first portion having a first illuminance and a second portion having a second illuminance higher than the first illuminance. The control signal to be caused is output to the light source, and the control signal is output.
The camera is a stereo camera having a first camera and a second camera.
The camera acquires the distance from the camera to the object by using the parallax generated between the first camera and the second camera at the boundary between the first part and the second part.
An imaging device characterized by this.
前記制御部は、前記構造化光が有する光強度を2以上の光強度の間で変更しながら前記構造化光を投光するように、前記光源に対して指示する前記制御信号を出力し、
前記光源は、前記距離が第1距離であるときは、第1光強度を有する前記構造化光を投光し、
前記光源は、前記距離が前記第1距離よりも長い第2距離であるときは、前記第1光強度よりも強い第2光強度を有する前記構造化光を投光する
ことを特徴とする請求項15記載の撮像装置。
The control unit outputs the control signal instructing the light source to emit the structured light while changing the light intensity of the structured light between two or more light intensities.
When the distance is the first distance, the light source projects the structured light having the first light intensity.
The light source is characterized in that when the distance is a second distance longer than the first distance, the light source emits the structured light having a second light intensity stronger than the first light intensity. Item 15. The image pickup apparatus according to Item 15.
前記制御部は、前記光源から前記投光箇所までの距離が離れるほど幅が広くなる形状パターンを有する前記構造化光を投光するように前記光源に対して指示する前記制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項15記載の撮像装置。
The control unit outputs the control signal instructing the light source to emit the structured light having a shape pattern in which the width becomes wider as the distance from the light source to the projection point increases. 15. The image pickup apparatus according to claim 15 .
前記撮像装置はさらに、前記撮像装置の移動速度を取得する速度取得部を備え、
前記制御部は、前記構造化光が有する形状パターンを2以上の形状パターンの間で切り替えながら前記構造化光を投光するように、前記光源に対して指示する前記制御信号を出力し、
前記光源は、前記移動速度が第1速度であるときは、第1形状パターンを有する前記構造化光を投光し、
前記光源は、前記移動速度が前記第1速度よりも速い第2速度であるときは、前記第1形状パターンよりも前記光源から遠く離れた位置まで到着する第2形状パターンを有する前記構造化光を投光する
ことを特徴とする請求項15記載の撮像装置。
The image pickup device further includes a speed acquisition unit for acquiring the moving speed of the image pickup device.
The control unit outputs the control signal instructing the light source to emit the structured light while switching the shape pattern of the structured light between two or more shape patterns.
When the moving speed is the first speed, the light source emits the structured light having the first shape pattern.
The structured light having a second shape pattern arriving at a position farther from the light source than the first shape pattern when the moving speed is a second speed faster than the first speed. 15. The image pickup apparatus according to claim 15 , wherein the light source is projected.
前記制御部は、第1投光領域に対して第1構造化光を投光するとともに、第2投光領域に対して第2構造化光を投光するように、前記光源に対して指示する前記制御信号を出力し、
前記第1構造化光が有する光強度と前記第2構造化光が有する光強度、または前記第1構造化光が有する形状パターンサイズと前記第2構造化光が有する形状パターンサイズ、または前記第1構造化光が有する色と前記第2構造化光が有する色、のうち少なくともいずれかは互いに異なる
ことを特徴とする請求項15記載の撮像装置。
The control unit instructs the light source to project the first structured light to the first floodlight region and to flood the second structured light to the second floodlight region. Output the control signal to be
The light intensity of the first structured light and the light intensity of the second structured light, or the shape pattern size of the first structured light and the shape pattern size of the second structured light, or the first. The image pickup apparatus according to claim 15 , wherein at least one of the color of the first structured light and the color of the second structured light are different from each other.
前記制御部は、前記カメラが備える撮像素子が露光されている期間以外の期間において、前記構造化光の光強度、または前記構造化光の形状パターンサイズ、のうち少なくともいずれかを切り替えるように、前記光源に対して指示する前記制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項15記載の撮像装置。
The control unit switches at least one of the light intensity of the structured light and the shape pattern size of the structured light during a period other than the period during which the image sensor included in the camera is exposed. The image pickup apparatus according to claim 15 , wherein the control signal instructed to the light source is output.
前記撮像装置はさらに、前記撮像装置を搭載する車両の操舵角を取得する操舵角取得部を備え、
前記制御部は、前記操舵角にしたがって前記車両の進行方向を取得し、
前記制御部は、前記進行方向に向かって前記構造化光を投光する方向を変化させるように、前記光源に対して指示する前記制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項15記載の撮像装置。
The image pickup device further includes a steering angle acquisition unit that acquires the steering angle of the vehicle on which the image pickup device is mounted.
The control unit acquires the traveling direction of the vehicle according to the steering angle, and obtains the traveling direction of the vehicle.
The imaging according to claim 15 , wherein the control unit outputs the control signal instructing the light source so as to change the direction in which the structured light is projected toward the traveling direction. Device.
前記撮像装置はさらに、前記投光箇所の照度を取得する照度取得部を備え、
前記制御部は、前記照度にしたがって前記構造化光の光強度を変更するように、前記光源に対して指示する前記制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項15記載の撮像装置。
The image pickup device further includes an illuminance acquisition unit that acquires the illuminance of the flooded portion.
The imaging device according to claim 15 , wherein the control unit outputs the control signal instructing the light source to change the light intensity of the structured light according to the illuminance.
前記制御部は、
第1照度を有する第1構造化光を第1投光領域に対して投光するとともに、前記第1照度よりも高い第2照度を有する第2構造化光を第2投光領域に対して投光する第1投光モードと、
前記第1照度よりも高い第3照度を有する第3構造化光を前記第1投光領域に対して投光するとともに、前記第2照度よりも低い第4照度を有する第4構造化光を前記第2投光領域に対して投光する第2投光モードと、
を切り替えながら実施することにより、前記第1投光領域における前記構造化光の照度と前記第2投光領域における前記構造化光の照度をそれぞれ平滑化するように、前記光源に対して指示する前記制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項15記載の撮像装置。
The control unit
The first structured light having the first illuminance is projected onto the first floodlight region, and the second structured light having a second illuminance higher than the first illuminance is projected onto the second floodlight region. The first flooding mode to flood and
A third structured light having a third illuminance higher than the first illuminance is projected onto the first floodlight region, and a fourth structured light having a fourth illuminance lower than the second illuminance is emitted. A second floodlight mode in which light is projected onto the second floodlight region, and
Is instructed to the light source to smooth the illuminance of the structured light in the first floodlight region and the illuminance of the structured light in the second floodlight region, respectively. The image pickup apparatus according to claim 15 , wherein the control signal is output.
前記光源は、前記撮像装置を搭載する車両が備えるヘッドライトである
ことを特徴とする請求項15記載の撮像装置。
The image pickup device according to claim 15 , wherein the light source is a headlight included in a vehicle equipped with the image pickup device.
JP2018091755A 2018-05-10 2018-05-10 Imaging device Active JP7096701B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018091755A JP7096701B2 (en) 2018-05-10 2018-05-10 Imaging device
PCT/JP2019/010114 WO2019216020A1 (en) 2018-05-10 2019-03-12 Image capturing device
CN201980025539.3A CN111971527B (en) 2018-05-10 2019-03-12 Image pickup apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018091755A JP7096701B2 (en) 2018-05-10 2018-05-10 Imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019197008A JP2019197008A (en) 2019-11-14
JP7096701B2 true JP7096701B2 (en) 2022-07-06

Family

ID=68467957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018091755A Active JP7096701B2 (en) 2018-05-10 2018-05-10 Imaging device

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7096701B2 (en)
CN (1) CN111971527B (en)
WO (1) WO2019216020A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024069682A1 (en) * 2022-09-26 2024-04-04 三菱電機株式会社 Road surface drawing device and road surface drawing method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013124941A (en) 2011-12-15 2013-06-24 Samsung Yokohama Research Institute Co Ltd Distance measuring apparatus and distance measuring method
JP2015523256A (en) 2012-04-27 2015-08-13 グーグル・インク Safe maneuvering on the road by maintaining a safe distance from other vehicles
JP2016057141A (en) 2014-09-09 2016-04-21 株式会社リコー Distance measuring device, moving body device, and distance measuring method
JP2016080471A (en) 2014-10-15 2016-05-16 シャープ株式会社 Image recognition processor and program
WO2016188939A1 (en) 2015-05-22 2016-12-01 Sirona Dental Systems Gmbh Device for optical 3d measuring of an object

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4402400B2 (en) * 2003-08-28 2010-01-20 オリンパス株式会社 Object recognition device
CN107407559B (en) * 2015-03-30 2019-10-18 富士胶片株式会社 Range image acquisition device and range image acquisition methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013124941A (en) 2011-12-15 2013-06-24 Samsung Yokohama Research Institute Co Ltd Distance measuring apparatus and distance measuring method
JP2015523256A (en) 2012-04-27 2015-08-13 グーグル・インク Safe maneuvering on the road by maintaining a safe distance from other vehicles
JP2016057141A (en) 2014-09-09 2016-04-21 株式会社リコー Distance measuring device, moving body device, and distance measuring method
JP2016080471A (en) 2014-10-15 2016-05-16 シャープ株式会社 Image recognition processor and program
WO2016188939A1 (en) 2015-05-22 2016-12-01 Sirona Dental Systems Gmbh Device for optical 3d measuring of an object

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019216020A1 (en) 2019-11-14
CN111971527A (en) 2020-11-20
JP2019197008A (en) 2019-11-14
CN111971527B (en) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5617999B2 (en) On-vehicle peripheral object recognition device and driving support device using the same
JP5680573B2 (en) Vehicle driving environment recognition device
JP6132412B2 (en) Outside environment recognition device
JP4544233B2 (en) Vehicle detection device and headlamp control device
JP7048331B2 (en) Lighting control device
US20150243017A1 (en) Object recognition apparatus and object recognition method
EP3489086B1 (en) Controlling device for vehicle headlight, lighting system and method of controlling vehicle headlight
US20140355280A1 (en) Light distribution control system for vehicle
JP2005092857A (en) Image processing system and vehicle control system
JP2005092861A (en) Vehicle control system
JP6236039B2 (en) Outside environment recognition device
US11704910B2 (en) Vehicle detecting device and vehicle lamp system
JP2004104646A (en) On-vehicle image processor
CN112896035A (en) Vehicle light projection control device and method, and vehicle light projection system
JP7096701B2 (en) Imaging device
JP2011253222A (en) Front region detection device and vehicle control device
JP2007124676A (en) On-vehicle image processor
JP2003267125A (en) Headlight projecting range controlling method and headlight device
JP2013101432A (en) Obstacle detector and program
WO2021193645A1 (en) Gating camera, sensing system, and vehicle lamp
JP2012196999A (en) Vehicle lighting device and method
JP2019156276A (en) Vehicle detection method and vehicle detection device
WO2020129517A1 (en) Image processing device
KR102675030B1 (en) lamp system for vehicle
JPWO2019156087A1 (en) Image processing equipment and vehicle lighting equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211019

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20211217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220614

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220624

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7096701

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150