JP7401630B2 - センサアレイ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係るシステムの概略的な構成を示す図である。図示された例において、システム10は、イベント駆動型のビジョンセンサ100と、情報処理装置200とを含む。ビジョンセンサ100は、図示しない光学系を介して入射する光の強度変化、より具体的には輝度変化を検出したときにイベント信号を生成するセンサ110が配列されたセンサアレイ120を含む。光の強度変化を検出しなかったセンサ110はイベント信号を生成しないため、ビジョンセンサ100においてイベント信号は時間非同期的に生成される。ビジョンセンサ100から出力されるイベント信号は、センサの識別情報(例えばピクセルの位置)と、輝度変化の極性(上昇または低下)と、タイムスタンプとを含む。
第1の応用例として、上記のようなシステム10は、特性の異なる複数のオブジェクトの動きをイベント信号から検出する処理に利用できる。この場合、例えば、第1の閾値は壁や床などの非発光体が動いた場合の輝度変化量に対応し、第2の閾値はLEDマーカーやディスプレイなどの発光体が動いたり点滅したりした場合の輝度変化量に対応する。情報処理装置200では、第1の処理部210が、第1のイベント信号が受信され第2のイベント信号が受信されなかった領域について、非発光体の動きを検出する処理を実行する。一方、第2の処理部220は、第2のイベント信号が受信された領域について、発光体の動きまたは点滅を検出する処理を実行する。上記のような処理によって、非発光体の動きと発光体の動きまたは点滅とを分離して検出することが可能になる。
また、第2の応用例として、上記のようなシステム10は、例えばゲームコントローラなどにビジョンセンサ100を搭載し、ビジョンセンサ100が検出したイベントに基づいてコントローラの自己位置を推定する処理に利用できる。この場合、ビジョンセンサ100は周辺環境の動きによって発生するイベントを検出するが、イベントにおける輝度変化のコントラストが強いほど、周辺環境の動きを表す情報としての信頼度が高いと考えられる。そこで、この場合、情報処理装置200では、第1の処理部210が、第1のイベント信号が受信され第2のイベント信号が受信されなかった領域について第1のラベルをもった第1のイベントを特定する処理を実行する。第1のイベントは、後段の処理で信頼度が相対的に低いイベントとして扱われる。一方、第2の処理部220は、第2のイベント信号が受信された領域について第2のラベルをもった第2のイベントを特定する処理を実行する。このとき、第2のイベント信号が受信された領域では、第1のイベント信号も含めて第2のイベントが発生した領域が特定されてもよい。第2のイベントは、後段の処理で信頼度が相対的に高いイベントとして扱われる。
図4は、本発明の第2の実施形態に係るシステムの概略的な構成を示す図である。図示された例において、システム20は、イベント駆動型のビジョンセンサ300と、情報処理装置400とを含む。本実施形態において、ビジョンセンサ300のセンサ310は、第1の閾値th1を超える光の強度変化を検出したときにイベント信号を生成するように構成された第1のセンサ311と、第1の閾値th1よりも大きい第2の閾値th2を超える光の強度変化を検出したときにイベント信号を生成するように構成された第2のセンサ312と、第2の閾値th2よりも大きい第3の閾値th3を超える光の強度変化を検出したときにイベント信号を生成するように構成された第3のセンサ313と、第3の閾値th3よりも大きい第4の閾値th4を超える光の強度変化を検出したときにイベント信号を生成するように構成された第4のセンサ314とを含む(th1<th2<th3<th4)。第1から第4のセンサ311~314は、センサアレイ320において所定のパターンに従って、具体的には平面上の2方向(互いに直交するx方向およびy方向として図示)についてそれぞれ交互に配列される。第1から第4のセンサ311~314のそれぞれが生成した第1から第4のイベント信号は、例えばイベント信号に含まれるセンサの識別情報によって区別することができる。
第3の応用例として、上記のようなシステム20は、例えば、ビジョンセンサ300の画角内で移動する複数のオブジェクトに光の強度が異なる4種類の点滅パターンで光を射出するマーカーのいずれかを取り付け、これらのマーカーを識別しながらトラッキングする処理に利用できる。図5に示すように、4種類のマーカーの点滅パターンP1~P4の光の強度I1,I2,I3,I4を、第1から第4のセンサ311~314の閾値th1,th2,th3,th4との関係がth1<I1≦th2<I2≦th3<I3≦th4<I4となるように設定すれば、第1の処理部410は点滅パターンP1のマーカーをトラッキングし、第2の処理部420は点滅パターンP2のマーカーをトラッキングし、第3の処理部430は点滅パターンP3のマーカーをトラッキングし、第4の処理部440は点滅パターンP4のマーカーをトラッキングすることができる。例えば、本実施形態のように光の強度を異ならせるのではない場合、イベント信号を用いてマーカーを識別するためには図6に示すようにマーカーの点滅パターンを異ならせる必要がある。しかしながら、この場合は識別するマーカーの種類が増えるほど点滅パターンの周期が長くなり、動作が高速なイベント駆動型のビジョンセンサを使っているにもかかわらずレイテンシーが長くなってしまう。上記の例では、図5に示すように各マーカーの点滅パターンの周期を同じにしてレイテンシーを維持しつつ、4種類のマーカーを識別することが可能である。
また、第4の応用例として、上記のようなシステム20は、例えば、自動運転車で周辺のオブジェクトを認識する処理に利用できる。この場合、例えば図7に示されるように、(1)晴天時の非発光体(2)荒天時の非発光体(3)信号機(4)LEDマーカーのそれぞれの検出に適するように、第1から第4のセンサ311~314の閾値th1,th2,th3,th4を設定する。この場合、第1の処理部410は晴天時に非発光体の動きを認識し、第2の処理部420は荒天時に非発光体の動きを認識し、第3の処理部430は信号機の動きおよび点滅を認識し、第4の処理部440はLEDマーカーの動きおよび点滅を認識する。信号機およびLEDマーカーは発光体であるため、非発光体よりも高い閾値でもイベントを検出することができる。LEDマーカーは、例えば他の車両に取り付けられて車間距離を計測したり、道路に埋め込まれて経路をガイドしたりするのに使われる。荒天時は雨粒などが原因で大量のイベントが発生するため、雨粒以外の飛来物が認識できる範囲で晴天時よりも閾値を上げることによって、イベント検出後の処理負荷を低減することができる。この場合、晴天時のデータを併用することによって、雨粒以外のイベントを検出しやすくしてもよい。
Claims (11)
- 第1の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第1のイベント信号を生成する第1のセンサと、前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第2のイベント信号を生成する第2のセンサとが所定のパターンに従って配列されたセンサアレイであって、
前記センサアレイは車両に搭載され、
前記第1の閾値または前記第2の閾値のいずれか一方は、前記車両の周辺で信号機が点滅するかまたは前記車両に対して相対的に動いた場合の輝度変化量に対応する、センサアレイ。 - 前記第2の閾値よりも大きい第3の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第3のイベント信号を生成する第3のセンサが、前記第1のセンサおよび前記第2のセンサとともに前記所定のパターンに従って配列される、請求項1に記載のセンサアレイ。
- 前記第3の閾値よりも大きい第4の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第4のイベント信号を生成する第4のセンサが、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、および前記第3のセンサとともに前記所定のパターンに従って配列される、請求項2に記載のセンサアレイ。
- 第1の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第1のイベント信号を生成する第1のセンサと、前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第2のイベント信号を生成する第2のセンサとが所定のパターンに従って配列されたセンサアレイであって、
前記第2の閾値よりも大きい第3の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第3のイベント信号を生成する第3のセンサが、前記第1のセンサおよび前記第2のセンサとともに前記所定のパターンに従って配列されるとともに、前記第3の閾値よりも大きい第4の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第4のイベント信号を生成する第4のセンサが、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、および前記第3のセンサとともに前記所定のパターンに従って配列され、
前記センサアレイは車両に搭載され、
前記第1の閾値は前記車両の周辺で晴天時に非発光体が動いた場合の輝度変化量に対応し、前記第2の閾値は前記車両の周辺で荒天時に非発光体が動いた場合の輝度変化量に対応し、前記第3の閾値は前記車両の周辺で信号機が点滅するかまたは前記車両に対して相対的に動いた場合の輝度変化量に対応し、前記第4の閾値は前記車両の周辺でLEDマーカーが点滅するかまたは動いた場合の輝度変化量に対応する、センサアレイ。 - 第1の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第1のイベント信号を生成する第1のセンサと、前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第2のイベント信号を生成する第2のセンサとが所定のパターンに従って配列されたセンサアレイであって、
前記第1の閾値は非発光体が動いた場合の輝度変化量に対応し、前記第2の閾値は発光体が動いた場合の輝度変化量に対応する、センサアレイ。 - 前記第1のセンサおよび前記第2のセンサは第1の方向および前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ配列され、
前記所定のパターンでは、前記第1のセンサおよび前記第2のセンサが前記第1の方向および前記第2の方向についてそれぞれ交互に配列される、請求項1または請求項2に記載のセンサアレイ。 - 前記第1のセンサおよび前記第2のセンサは第1の方向および前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ配列され、
前記所定のパターンでは、前記第1のセンサおよび前記第2のセンサが前記第1の方向についてのみ交互に配列される、請求項1または請求項2に記載のセンサアレイ。 - 第1の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第1のイベント信号を生成する第1のセンサと、前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値を超える光の強度変化を検出したときに第2のイベント信号を生成する第2のセンサとが所定のパターンに従って配列されたセンサアレイであって、
前記第1のセンサおよび前記第2のセンサは第1の方向および前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ配列され、
前記所定のパターンでは、前記第1の方向および前記第2の方向のそれぞれの方向について、前記第1のセンサと前記第2のセンサとの比率は2:1である、センサアレイ。 - 前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、および前記第4のセンサは第1の方向および前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ配列され、
前記所定のパターンでは、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、および前記第4のセンサが前記第1の方向および前記第2の方向についてそれぞれ交互に配列される、請求項3または請求項4に記載のセンサアレイ。 - 前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、および前記第4のセンサは第1の方向および前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ配列され、
前記所定のパターンでは、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、および前記第4のセンサが前記第1の方向についてのみ交互に配列される、請求項3または請求項4に記載のセンサアレイ。 - 前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、および前記第4のセンサは第1の方向および前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ配列され、
前記所定のパターンでは、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、および前記第4のセンサのうち2種類のセンサが前記第1の方向について交互に配列される第1のセンサ群と、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、および前記第4のセンサのうち前記2種類のセンサ以外の2種類のセンサが前記第1の方向について交互に配列される第2のセンサ群とが、前記第2の方向について交互に配列される、請求項3または請求項4に記載のセンサアレイ。
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