JPH0937147A - 視覚装置 - Google Patents
視覚装置Info
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- JPH0937147A JPH0937147A JP7213894A JP21389495A JPH0937147A JP H0937147 A JPH0937147 A JP H0937147A JP 7213894 A JP7213894 A JP 7213894A JP 21389495 A JP21389495 A JP 21389495A JP H0937147 A JPH0937147 A JP H0937147A
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Abstract
好な撮像画像を得るようにする。 【構成】 照明用光源によって照明される領域を撮像す
る第1のカメラと、その第1のカメラとは感度が異なる
波長帯域で同一方を撮像する第2のカメラと、第1およ
び第2の各カメラによってそれぞれ撮像された画像を合
成する手段とをそなえ、照明用光源から発せられる照明
光の開き角および第1のカメラの1画素の視野角が、照
明光の光軸と照明領域からの反射光の光軸とのなす角よ
りも小さくなるような関係をもって、照明用光源と第1
のカメラとを配設する。
Description
た画像によって撮像領域を認識する視覚装置に関する。
前方領域をビデオカメラにより撮像して、その撮像画像
から障害物を認識するようにしている(特開平6−21
5300号公報参照)。
などでは車両のヘッドライトを点灯しても前方領域の撮
像をなすことができない。
明光LLの開き角度6が比較的広いヘッドライト4によ
り前方の領域を照明し、その照明領域からの反射光RL
をビデオカメラ2によって受光して照明領域の撮像をな
す場合、照明領域に霧、煙、粉塵等のエアロゾルZが存
在すると、照明光LLがそのエアロゾルZによって散乱
されてしまい、その散乱光のなかのビデオカメラ2の受
光部に向かう光Nがビデオカメラ2にノイズとなって受
光される。また、エアロゾルZを通過した照明光LLの
一部が照明領域にある物体3を照射するが、その反射光
RLもさらにエアロゾルZによって散乱されて減衰し、
反射光RLのうちのわずかな光しかビデオカメラ2によ
って受光されなくなる。
Zの量が多くなるにしたがって、ノイズが増えて、照明
領域からの反射光RLの受光量が減り、照明光LLの光
強度を上げてもビデオカメラ2によって照明領域の撮像
をなすことが困難になってしまう。
て、前方領域を赤外線カメラにより撮像して、その撮像
画像から障害物を認識するようにしている(特開昭54
−92117号公報参照)。
や霧中などでも人間や自動車などの赤外線の放射量の多
い物体を比較的良好に認識することはできても、前方道
路を認識しようとする場合、赤外線の放射量の少ない路
面や道路構造物を明瞭に認識することができず、特に道
路上の白線などの認識をなすことが困難である。
点は、従来のビデオカメラを用いた視覚装置では、霧、
煙、粉塵等のエアロゾル中では前方領域を撮像すること
ができない。また、赤外線カメラを用いた視覚装置で
は、赤外線の放射量の少ない物体を認識することができ
ないということである。
等のエアロゾル中にあっても良好な撮像画像を得ること
ができるようにするべく、照明用光源によって照明され
る領域を撮像する第1のカメラと、その第1のカメラと
は感度が異なる波長帯域で同一方を撮像する第2のカメ
ラとをそなえ、第1および第2の各カメラによってそれ
ぞれ撮像された画像を合成する手段をとるようにしてい
る。
可視光または近赤外線の周波数帯域に感度を示すものを
用いたうえで、照明用光源から発せられろ照明光の開き
角および第1のカメラの1画素の視野角が、照明光の光
軸とその照明光が照射される物体からの第1のカメラへ
の反射光の光軸とのなす角よりも小さくなるように、照
明用光源と第1のカメラとを設置する際の相対的な関係
を工夫して、霧、煙、粉塵等のエアロゾル中にあって
も、第1のカメラによりエアロゾルによる散乱ノイズに
対してSN比の高い反射光を得て照明領域の撮像を行わ
せることができるようにしている。
域に感度を示すものを用いて、霧、煙、粉塵等のエアロ
ゾル中にあっても、人間や自動車などの認識を比較的広
い範囲にわたって行うことができるようにしている。
間の設置間隔Dを可変にしながら、照明光LLの開き角
度θ1を種々に変えたときの反射光RLのSN比を測定
するシュミレーションモデルを示しており、L=50m
先で可視光による照明光LLの透過率が約5%に低下す
る霧中で、50m先に置いた反射率1の物体3からの反
射光RLをビデオカメラ2によって受光するようにして
いる。
の特性を示している。その特性図は、横軸に照明用光源
1とビデオカメラ2との間の設置間隔Dをとり、縦軸に
SN比をとっている。また、照明光LLの開き角度θ1
として、0.5mrad(ミリフラジアン)、lmra
d、5mrad、17mrad、85mradの各パラ
メータをとっている。
用光源1から発せられる照明光LLの開き角度θ1を小
さくするほどSN比が良くなることがわかる。このこと
は、ビデオカメラ2における1画素の受光の開き角度
(視野角)θ2を小さくしても同様である。また、照明
用光源1とビデオカメラ2との間の設置間隔Dが大きい
ほどSN比が良くなることがわがる。
たはビデオカメラ2における視野角θ2を小さくし、ま
た、照明用光源1と光センサ2との間の設置間隔Dを大
きくすると、照明光LLの照明領域Aと反射光RLの反
射領域Bとの重合領域Cの大きさが小さくなり、霧によ
り照明光LLが散乱したときのビデオカメラ2の受光部
に向かうノイズ光の量が抑制されるためと考えられる。
しては、霧、煙、粉塵等のエアロゾル中での透過性の良
い赤外線を用いることが考えられるが、以下の理由から
して、可視光か近赤外線を用いるのが適当である。
ラ2を車両に搭載して前方の道路を撮像するような場合
など、物体に照明光LLを斜めに照射したときにも物体
からの反射光を充分に得ることができるようにするため
に、物体の表面の凹凸よりも小さな波長をもった照明光
を用いるのがよく、赤外線よりも波長の短い可視光か近
赤外線のほうが適している。
範囲で変えた人工の霧中での電磁波の透過率を同一条件
下で測定したときの特性図であり、その測定が果からし
て、10μm前後(5〜20μmの範囲)の赤外線の透
過率が高いことがわかる。
り、常温では10μm付近の赤外線が最も多く放射され
ていることがわかっている。
域に感度を示す赤外線カメラを用いれば、霧、煙、粉塵
等のエアロゾル中にあっても物体を撮像することがで
き、特に、道路環境を想定する場合、人間や自動車など
の周囲に比べて温度が高くて赤外線の放射量の多い物体
を認識することができるようになる。
構成された本発明による視覚装置の一実施例を示すもの
で、ここでは、その視覚装置を車両に搭載して、霧、
煙、粉塵等のエアロゾル中にあっても、主として、ビデ
オカメラ2によって照明用光源1による車両前方におけ
る道路の照明領域の撮像を可能とし、また、赤外線カメ
ラ5によって車両の前方領域に存在する人間や自動車な
どの障害物の撮像を広範囲にわたって行わせて、その各
撮像画像を画像合成器(図示せず)によって合成するよ
うにしている。
の前部の上下方向に、照明用光源1における照明光LL
の開き角度θ1およびビデオカメラ2における1画素の
視野角θ2が、前方の路面8を照射する照明光LLの光
軸と路面8からの反射光RLの光軸とのなす角αよりも
小さくなるような関係(θ1,θ2<α)をもって配設
されている。
るように照明用光源1とビデオカメラ2とを車両7の前
部に配設することにより、照明領域に霧、煙、粉塵等の
エアロゾルが存在しても、そのエアロゾルにより照明光
LLが散乱したときのビデオカメラ2の受光部に向かう
ノイズ光量が最小限に抑制されたSN比の高い反射光R
Lをビデオカメラ2によって受光することができるよう
になり、車両前方の路面8の撮像を有効に行わせること
ができるようになる。
必要最小限に確保するべく、車両7の前方数mほど先の
路面8上を照明できるように照明用光源1およびビデオ
カメラ2をセットする。そして、その路面7を充分な幅
をもって撮像することができるようにするべく、照明用
光源1にそれから発せられる照明光LLが左右方向に広
がるようなアパーチャーをもたせるとともに、ビデオカ
メラ2の受光部も同様に左右方向の広がりをもたせるよ
うにする。
びビデオカメラ2を車両7の前部に取り付けたときのビ
デオカメラ2による路面8の撮像画像の一例を示してお
り、ここでは路面8上に引かれた道路端および中央線の
白線9が明瞭に撮像されている。
点灯することにより見える手前の路面7をもビデオカメ
ラ2によって同時に撮像することができるようになる。
されない部分は、両者のデータから予測する。また、照
明用光源1を1ラインではなく、複数ライン走査するこ
とでデータを増やすことができるようになる。
を広範囲にわたって撮像することができるように、車両
7の前部に設置されている。
一例を示しており、ここでは車両の前方の照明用光源1
による照明領域外にいる人間10が明瞭に撮像されてい
る。
っても、このようなビデオカメラ2による撮像画像と赤
外線カメラ5による撮像画像とを画像合成器によって合
成することにより、図4に示すように、照明用光源1に
よって照明されている車両前方の路面8とその照明領域
外にいる人間10とが一体となった実際に即した画像が
得られるようになる。
ップディスプレイを用いて運転席側のフロントガラス方
に写し出すようにすれば、見通しのきかない濃い霧中で
の車両走行時にあっても、運転者は前方の道路状態を認
識し、また、前方に人間や自動車などの障害物があるこ
とを認識することができるようになる。
置に与えて、障害物を避けながら道路上を自動走行する
ような制御を行わせるようにすることも可能である。
行ロボットの視覚装置として、また、一般の監視用の視
覚装置などとして広く用いられることはいうまでもな
い。
煙、粉塵等のエアロゾルによる散乱ノイズに吋してSN
比の高い反射光を得ることができるように特別に工夫し
て配設された照明用光源およびその照明領域を撮像する
第1のカメラと、その第1のカメラとは感度が異なる波
長帯域で同一方を撮像する第2のカメラとによってそれ
ぞれ撮像された画像を合成することにより、視界のきか
ないエアロゾル中にあっても実際に即した撮像画像を得
ることができるようになる。
成図である。
ビデオカメラによって撮像した画像の一例を示す図であ
る。
た画像の一例を示す図である。
よる撮像画像とを合成した画像の一例を示す図である。
り撮像する際の反射光のSN比を測定するシュミレーシ
ョンモデルの概略構成図である。
明用光源とビデオカメラとの間隔をとり、縦軸にSN比
をとったシュミレーション結果の特性図である。
での電磁波の透過率を同一条件下で測定したときの特性
図である。
デオカメラによって撮像するときの状態を示す概略構成
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 照明用光源と、その光源によって照明さ
れる領域を撮像する第1のカメラと、その第1のカメラ
とは感度が異なる波長帯域で同一方を撮像する第2のカ
メラと、第1および第2の各カメラによってそれぞれ撮
像された画像を合成する手段とをそなえ、照明用光源か
ら発せられる照明光の開き角および第1のカメラの1画
素の視野角が、照明光の光軸と照明領域から第1のカメ
ラへの反射光の光軸とのなす角よりも小さくなるような
関係をもって、照明用光源と第1のカメラとを配設した
ことを特徴とする視覚装置。 - 【請求項2】 第1のカメラが可視光または近赤外線の
周波数帯域に感度を示し、第2のカメラが赤外線に感度
を示すことを特徴とする前記第1項の記載による視覚装
置。 - 【請求項3】 第2のカメラが、10μm前後の赤外線
の周波数帯域に感度を示すことを特徴とする前記第2項
の記載による視覚装置。
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1995
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