JPWO2020031660A1 - 車載カメラ、及びこれを用いた駆動制御システム - Google Patents

車載カメラ、及びこれを用いた駆動制御システム Download PDF

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Abstract

【課題】高画質の画像を撮像可能な車載カメラを提供する。【解決手段】車載カメラは、撮像素子と、筐体と、光学系と、を具備する。上記筐体は、上記撮像素子を収容する収容部と、外部空間に露出する外面と、上記収容部と外部空間とを連通させる開口部と、上記外面の少なくとも一部を構成し、外部空間から入射する光のうち、可視光線を吸収し、赤外線を反射する機能部と、を有する。上記光学系は、外部空間から上記開口部に入射する光を上記撮像素子において結像させる。【選択図】図４

Description

本技術は、車載カメラ、及びこれを用いた駆動制御システムに関する。
自動車の駆動制御のために、自動車の前方の風景を撮像するフロントカメラを利用する技術が知られている。この技術では、フロントカメラが撮像した画像から検出された物体の位置や動きなどに基づいて自動車の駆動制御を行う。したがって、自動車の駆動制御に用いられるフロントカメラが撮像する画像には高画質が求められる。
フロントカメラのような撮像装置では、撮像素子が用いられる。撮像装置では、温度上昇によって生じる構成部材の熱膨張によって撮像素子が焦点深度から外れると、撮像する画像が低解像度となる。したがって、撮像装置では、高解像度の画像を撮像するために、温度上昇しにくい構成とする必要がある。
特許文献１には、撮像装置の温度上昇を抑制可能な技術が開示されている。特許文献１に開示された技術では、撮像装置が伝熱部材によって金属製のブラケットに接続されている。これにより、この撮像装置では、内部のチップが発生させた熱が伝熱部材を介してブラケットに放出されるため、温度上昇を抑制することができる。
特開２０１６−１４５６４号公報
ウインドシールドの内側に配置されるフロントカメラの筐体には、太陽光が遮られることなく直接入射する。このため、フロントカメラでは、撮像装置の中でも特に温度上昇が生じやすい。また、フロントカメラでは、筐体における太陽光の反射光がレンズに入射すると、ゴーストなどのレンズフレアが発生しやすい。
このように、太陽光の入射を受けやすいフロントカメラでは、温度上昇による解像度の低下や、レンズフレアの発生などによって、撮像する画像の画質が低下しやすい。したがって、フロントカメラには、太陽光の入射を受けやすい環境においても高画質の画像を撮像可能であることが求められる。
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、高画質の画像を撮像可能な車載カメラ、及びこれを用いた駆動制御システムを提供することにある。
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る車載カメラは、撮像素子と、筐体と、光学系と、を具備する。
上記筐体は、上記撮像素子を収容する収容部と、外部空間に露出する外面と、上記収容部と外部空間とを連通させる開口部と、上記外面の少なくとも一部を構成し、外部空間から入射する光のうち、可視光線を吸収し、赤外線を反射する機能部と、を有する。
上記光学系は、外部空間から上記開口部に入射する光を上記撮像素子において結像させる。
この車載カメラでは、筐体の外面の少なくとも一部を構成する機能部に入射する可視光線が吸収される。このため、筐体の外面における可視光線の反射光の発生が抑制される。これにより、この車載カメラでは、可視光線の反射光がレンズに入り込みにくくなるため、撮像する画像にレンズフレアが発生しにくくなる。
また、この車載カメラでは、機能部に入射する赤外線が反射されるため、筐体が赤外線を吸収することによる温度上昇が発生しにくい。このため、この車載カメラでは、構成部材の熱膨張が生じにくいため、光学系と撮像素子との相対位置がずれにくい。したがって、この車載カメラは、撮像する画像の解像度が低下しにくい。
このように、この車載カメラは、高画質の画像を撮像可能である。
上記機能部は、赤外線を反射する赤外線反射層と、可視光線を吸収する可視光線吸収層と、を含む積層構造を有してもよい。
上記可視光線吸収層は、上記赤外線反射層より外側に位置し、赤外線を透過させてもよい。
上記赤外線反射層は、上記可視光線吸収層より外側に位置し、可視光線を透過させてもよい。
これらの車載カメラでは、積層構造の機能部によって可視光線を吸収し、赤外線を反射する構成を実現することができる。
上記光学系は、固定焦点を有してもよい。
この車載カメラでは、上記のとおり温度上昇しにくいため、光学系が固定焦点であっても、撮像する画像の解像度が低下しにくい。
上記筐体は複数の開口部を有してもよい。
上記車載カメラは、上記複数の開口部に対応した複数の撮像素子及び複数の光学系を更に具備してもよい。
この構成では、
上記光学系は、プラスチックレンズを含んでもよい。
この車載カメラでは、温度上昇しにくいため、耐熱性の低いプラスチックレンズを用いることができる。これにより、車載カメラの製造コストを低減することができる。
本技術の一形態に係る駆動制御システムは、ウインドシールドを有する移動体の駆動を制御可能に構成され、撮像素子と、筐体と、光学系と、処理ユニットと、情報生成部と、駆動制御部と、を具備する。
上記撮像素子は、生画像を撮像する。
上記筐体は、上記撮像素子を収容する収容部と、外部空間に露出する外面と、上記収容部と外部空間とを連通させる開口部と、上記外面の少なくとも一部を構成し、外部空間から入射する光のうち、可視光線を吸収し、赤外線を反射する機能部と、を有する。
上記光学系は、外部空間から上記開口部に入射する光を上記撮像素子において結像させる。
上記処理ユニットは、上記生画像への画像処理によって処理画像を生成する画像処理部と、上記処理画像への認識処理によって物体を認識する認識処理部と、上記処理画像を用いて上記物体に関する物体情報を算出する算出処理部と、を含む。
上記情報生成部は、上記処理ユニットによる処理結果に基づいて上記移動体の駆動制御に関する駆動制御情報を生成する。
上記駆動制御部は、上記駆動制御情報に基づいて上記移動体の駆動を制御する。
この駆動制御システムでは、車載カメラによって高画質の画像を撮像可能であるため、移動体に対するより正確な駆動制御が可能である。
上記処理ユニットは、上記処理画像と上記物体情報とを用いてデジタル地図を作成するマッピング処理部を更に含んでもよい。
上記処理ユニットは、上記デジタル地図を用いて上記移動体が進行する経路を決定するパスプランニング部を更に含んでもよい。
この駆動制御システムでは、車載カメラによって高画質の画像を撮像可能であるため、移動体に対するより高度な駆動制御が可能である。
本技術の一実施形態に係る車載カメラが搭載された自動車の斜視図である。 上記車載カメラの斜視図である。 上記車載カメラの図２のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。 上記車載カメラの機能部を説明するための部分断面図である。 上記機能部の構成例を示す部分断面図である。 上記機能部の構成例を示す部分断面図である。 上記車載カメラの別の実施形態を示す斜視図である。 本技術の一実施形態に係る駆動制御システムにおける運転補助機能を実現可能な構成を示すブロック図である。 上記駆動制御システムによる駆動制御方法を示すフローチャートである。 上記駆動制御システムの算出処理部による先行車両との車間距離の算出方法の一例を説明するための図である。 上記駆動制御システムにおける自動運転機能を実現可能な構成を示すブロック図である。 上記駆動制御システムによる駆動制御方法を示すフローチャートである。
以下、本技術の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
［車載カメラ１］
（全体構成）
図１は、本技術の一実施形態に係る車載カメラ１を搭載した自動車Ｍの斜視図である。自動車Ｍは、透明なガラス窓として、前方に配置されたウインドシールド（フロントウインドウ）Ｍ０１と、後方に配置されたリアウインドウＭ０２と、両側方に配置されたサイドウインドウＭ０３と、を有する。
車載カメラ１は、ウインドシールドＭ０１の内側に取り付けられたフロントセンシングカメラである。車載カメラ１は、ウインドシールドＭ０１の幅方向中央領域の上側に配置されている。これにより、車載カメラ１は、運転者の視界を遮ることなく、自動車Ｍの前方の風景を良好に撮像することができる。
車載カメラ１が搭載される自動車Ｍは、走行機能を実現するために、その内部に、エンジンやモータなどを含む駆動力発生機構Ｍ１１、制動機構Ｍ１２、ステアリング機構Ｍ１３などを備える。また、自動車Ｍは、周囲の情報を検出するための周囲情報検出部や、位置情報を生成するための測位部などを備えていてもよい。
図２は、ウインドシールドＭ０１に取り付ける前の車載カメラ１の斜視図である。図３は、ウインドシールドＭ０１に取り付けられた状態の車載カメラ１の図２のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。つまり、図２は、車載カメラ１の幅方向中央部における前後方向に沿った縦断面を示している。
車載カメラ１は、その外形を構成する筐体１０を有する。筐体１０は、中空の直方体状である中空部１１と、中空部１１の下部から前方に延びる延在部１２と、延在部１２の幅方向の両側に配置された側壁部１３と、を含む。車載カメラ１は、側壁部１３の上面においてウインドシールドＭ０１の内面に接着される。
中空部１１には、その内部空間として収容部１４が形成されている。また、図３に示すように、延在部１２上には、ウインドシールドＭ０１によって閉塞された外部空間である遮蔽部１５が形成される。中空部１１には、収容部１４と遮蔽部１５とを連通し、ウインドシールドＭ０１に対向する開口部１６が形成されている。
遮蔽部１５は、中空部１１の前面、延在部１２の上面、及び側壁部１３の内側面に囲まれ、ウインドシールドＭ０１以外において遮蔽されている。これにより、筐体１０では、遮蔽部１５を収容部１４に接続させる開口部１６に、ウインドシールドＭ０１を透過した光のみを入射させることができる。
また、車載カメラ１は、回路基板２０と、撮像素子２１と、を有する。回路基板２０は、収容部１４の底面に配置されている。撮像素子２１は、回路基板２０上に立設された接続基板２１ａを介して、前方に向けて配置されている。なお、撮像素子２１は、回路基板２０上に直接実装されていてもよい。
撮像素子２１は、特定の種類に限定されない。撮像素子２１としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などを用いることができる。回路基板２０及び接続基板２１ａとしては、各種セラミック基板やプラスチック基板などを利用可能である。
また、回路基板２０には、撮像素子２１以外にも、車載カメラ１に必要な機能を実現するための各種部品を実装することができる。例えば、回路基板２０には、撮像した画像を自動車Ｍ内の他の構成に送信するための車内通信部や、撮像した画像に対して画像処理を行う画像処理部などを実装することができる。
車載カメラ１は、レンズ３１を含み、固定焦点を有する光学系３０を備える。レンズ３１は、その外周を保持するフレーム３１ａを介して、中空部１１における開口部１６の周縁部の前面に取り付けられている。これにより、開口部１６には、その前方に隣接するレンズ３１を透過した光のみが入射する。
光学系３０は、開口部１６に入射する光を撮像素子２１の受光面において結像させるように構成される。光学系３０は、レンズ以外に、例えば、反射鏡やプリズムなどの光学部品を備えていてもよい。これにより、撮像素子２１の配置によらずに、レンズ３１に入射した光を撮像素子２１まで導光することができる。
筐体１０は、外部空間に露出する外面の少なくとも一部を構成する機能部４０を有する。具体的に、筐体１０では、遮蔽部１５を包囲する中空部１１の前面、延在部１２の上面、及び側壁部１３の内側面が機能部４０で構成されている。機能部４０は、反射光の発生を抑制し、かつ温度上昇を抑制する機能を有する。
なお、本技術の車載カメラ１の構成は、撮像素子２１が縦４．３２ｍｍ、横８．６４ｍｍのサイズ（１／１．７型）で数Ｍピクセル以上（特に、７Ｍピクセル以上）の画素数を有し、かつ光学系３０の焦点位置ずれの許容範囲が数μｍである場合に特に好適である。また、本技術の車載カメラ１の構成は、撮像素子２１が１／１．７型で画素数が７Ｍピクセルの構成よりも画素の密度が高く、かつ光学系３０の焦点位置ずれの許容範囲が数μmである場合にも特に好適である。
図４は、遮蔽部１５付近を示す車載カメラ１の部分断面図である。図４（Ａ）に示すように、機能部４０は、入射する光のうち可視光線を吸収するように構成されている。つまり、機能部４０では可視光線の反射光の発生が抑制される。これにより、車載カメラ１では、可視光線の反射光がレンズ３１に入射しにくくなる。
特に、車載カメラ１では、レンズ３１が露出する遮蔽部１５を包囲する筐体１０の外面が機能部４０として構成されているため、レンズ３１に可視光線の反射光が入射することを効果的に防止することができる。これにより、車載カメラ１では、撮像する画像にレンズフレアが発生しにくくなる。
また、図４（Ｂ）に示すように、機能部４０は、入射する光のうち赤外線を反射するように構成されている。つまり、車載カメラ１では、機能部４０に入射する赤外線を外部空間に放出することができる。これにより、筐体１０では、赤外線を吸収することによる温度上昇を抑制することができる。
このため、車載カメラ１では、撮像素子２１の位置が光学系３０の焦点深度内に維持されるため、撮像する画像の解像度の低下が生じにくい。また、車載カメラ１では、耐熱性の低い部品を用いることが可能となり、例えば、レンズ３１として廉価なプラスチックレンズを用いることができる。
更に、車載カメラ１では、上記のとおり、遮蔽部１５にウインドシールドＭ０１以外からの光が入らない。このため、車載カメラでは、周囲環境による下方や側方からの反射光が遮蔽部１５に入らない。これにより、車載カメラ１では、撮像する画像におけるレンズフレアの発生を更に抑制することができる。
（機能部４０の詳細）
図５，６は、車載カメラ１の筐体１０における機能部４０を拡大して示す部分断面図である。図５，６は、機能部４０において可視光線を吸収し、かつ赤外線を反射する機能を実現するための構成例を模式的に示している。なお、機能部４０の構成は、図５，６に示す構成例に限定されず、様々に変更可能である。
図５（Ａ）に示す機能部４０は、可視光線吸収層４１ａと、赤外線反射層４２ａと、を含む積層構造を有する。この機能部４０では、筐体１０上に赤外線反射層４２ａが積層され、赤外線反射層４２ａ上に可視光線吸収層４１ａが積層されている。つまり、可視光線吸収層４１ａは、赤外線反射層４２ａよりも外側に配置されている。
可視光線吸収層４１ａは、可視光線（約３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長の光）を吸収し、赤外線（約７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長の光）を透過させるように構成されている。可視光線吸収層４１ａとしては、公知の構成を利用可能であり、例えば、赤外線領域に透過特性を持つように構成された黒色塗料などで形成可能である。
赤外線反射層４２ａは、赤外線を反射するように構成されている。赤外線反射層４２ａとしては、公知の構成を利用可能であり、例えば、鏡面処理された金属板や、筐体１０上に蒸着された金属蒸着膜などとすることができる。金属板や金属蒸着膜は、例えばアルミニウムなどで形成することができる。
このような構成により、図５（Ａ）に示す機能部４０では、可視光線が可視光線吸収層４１ａによって吸収され、可視光線吸収層４１ａを透過した赤外線が赤外線反射層４２ａによって反射される。このように、この機能部４０では、可視光線を吸収し、かつ赤外線を反射する機能を実現することができる。
図５（Ｂ）に示す機能部４０では、図５（Ａ）に示す赤外線反射層４２ａが設けられておらず、筐体１０自体が赤外線反射層４２ａとして機能する。つまり、鏡面処理が施されたアルミニウムなどで筐体１０を構成することにより、筐体１０自体に赤外線を反射する機能を持たせることができる。
図５（Ａ）（Ｂ）に示す機能部４０では、黒色の可視光線吸収層４１ａ自体が放射する赤外線も、赤外線反射層４２ａによって反射されて外部空間に放出される。したがって、車載カメラ１では、可視光線吸収層４１ａ自体の放射によって得られる冷却効果によって、温度上昇が更に抑制される。
図６（Ａ）に示す機能部４０は、可視光線吸収層４１ｂと、赤外線反射層４２ｂと、を含む積層構造を有する。この機能部４０では、筐体１０上に可視光線吸収層４１ｂが積層され、可視光線吸収層４１ｂ上に赤外線反射層４２ｂが積層されている。つまり、可視光線吸収層４１ｂは、赤外線反射層４２ｂよりも内側に配置されている。
赤外線反射層４２ｂは、赤外線を反射し、可視光線を透過させるように構成されている。赤外線反射層４２ｂとしては、公知の構成を利用可能であり、例えば、可視光線領域に透過特性を持ち、かつ赤外線領域に反射特性を持つように構成された誘電体多層膜などを用いることができる。
可視光線吸収層４１ｂは、可視光線を吸収するように構成されている。可視光線吸収層４１ｂとしては、公知の構成を利用可能であり、例えば、黒色塗料や黒色のプラスチックフィルムなどで形成可能である。また、可視光線吸収層４１ｂは、筐体１０の表面処理によって形成された黒色の層であってもよい。
このような構成により、図６（Ａ）に示す機能部４０では、赤外線が赤外線反射層４２ｂによって反射され、赤外線反射層４２ｂを透過した可視光線が可視光線吸収層４１ｂによって吸収される。このように、この機能部４０では、可視光線を吸収し、かつ赤外線を反射する機能を実現することができる。
図６（Ｂ）に示す機能部４０では、図６（Ａ）に示す可視光線吸収層４１ｂが設けられておらず、筐体１０自体が可視光線吸収層４１ｂとして機能する。つまり、黒色のプラスチックなどで筐体１０を構成することにより、筐体１０自体に可視光線を吸収する機能を持たせることができる。
（車載カメラ１の他の構成例）
車載カメラ１の構成は、上記に限定されず、様々に変更可能である。例えば、図７に示すように、筐体１０に複数の開口部１６を設け、各開口部１６ごとに光学系３０及び撮像素子２１を設けてもよい。この場合、車載カメラ１では、各光学系３０ごとに視野角などを相互に異ならせることができる。
また、機能部４０は、上記の配置に限らず、筐体１０の外面のうち少なくとも一部に配置されていれば、上記の効果が得られる。特に、機能部４０は、筐体１０の外面の全領域に配置されていてもよい。これにより、車載カメラ１は、優れた外観が得られることに加え、筐体１０の外面の全領域において放射による冷却効果が有効に得られるため、車載カメラ１の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
なお、車載カメラ１では、筐体１０の外面の全領域に機能部４０を配置しないまでも、筐体１０の外面の全領域を黒色とすることが好ましい。これにより、車載カメラ１では、優れた外観が得られることに加え、太陽光の入射の影響を受けにくくなり、特に高画質の画像を撮像可能となる。
また、車載カメラ１は、ウインドシールドＭ０１のみならず、リアセンシングカメラとしてリアウインドウＭ０２に設置することもできる。更に、車載カメラ１の用途は、センシングではなく、例えば、ビューイングであってもよい。この場合、車載カメラ１によって高画質の映像の表示及び記録が可能となる。
更に、車載カメラ１は、ウインドシールドＭ０１の内面に直接接着されていなくてもよく、例えば、ブラケットなどを介して自動車Ｍの天井などに固定されていてもよい。また、車載カメラ１は、遮蔽部１５が形成されない構成であってもよく、例えば、バックミラーと一体として構成されていてもよい。
加えて、車載カメラ１は、自動車Ｍに限らず、様々な移動体に適用可能である。車載カメラ１を適用可能な移動体としては、例えば、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などが挙げられる。
［駆動制御システム１００］
（概略説明）
本発明の一実施形態に係る駆動制御システム１００は、上記の車載カメラ１を用いて自動車Ｍの駆動を制御するためのシステムである。具体的に、駆動制御システム１００は、車載カメラ１によって撮像した画像を用いて、自動車Ｍの駆動力発生機構Ｍ１１、制動機構Ｍ１２、ステアリング機構Ｍ１３などを制御する。
駆動制御システム１００は、自動車Ｍに求められる機能に応じた構成とすることができる。具体的に、駆動制御システム１００によって実現可能な機能としては、例えば、運転補助機能や自動運転機能などが挙げられる。以下、運転補助機能及び自動運転機能を実現可能な駆動制御システム１００の構成について説明する。
（運転補助機能）
運転補助機能とは、典型的には、衝突回避、衝撃緩和、追従走行（車間距離の維持）、車速維持走行、衝突警告、レーン逸脱警告などを含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能である。駆動制御システム１００は、これらの運転補助機能を実現可能なように構成することができる。
図８は、運転補助機能を実現可能な駆動制御システム１００の構成を示すブロック図である。駆動制御システム１００は、車載カメラ１と、処理部１１０と、情報生成部１２０と、駆動制御部１３０と、を有する。処理部１１０は、画像処理部１１１と、認識処理部１１２と、算出処理部１１３と、を有する。
駆動制御システム１００の各構成は通信ネットワークにより接続されている。この通信ネットワークは、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などの任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
図９は、図８に示す駆動制御システム１００による駆動制御方法を示すフローチャートである。図９に示す駆動制御方法は、撮像ステップＳＴ１１、画像処理ステップＳＴ１２、認識処理ステップＳＴ１３、物体情報算出ステップＳＴ１４、駆動制御情報生成ステップＳＴ１５、及び駆動制御信号出力ステップＳＴ１６を含む。
撮像ステップＳＴ１１では、車載カメラ１が自動車Ｍの前方の風景をウインドシールドＭ０１越しに撮像して生画像を生成する。上記のとおり、車載カメラ１では、機能部４０の作用によって高画質の生画像が得られる。車載カメラ１は、例えば、回路基板２０に実装された車内通信部によって生画像を処理部１１０に送信する。
処理部１１０は、典型的にはＥＣＵ（Electronic Control Unit）で構成され、車載カメラ１が生成した生画像を処理する。より詳細に、処理部１１０では、画像処理部１１１が画像処理ステップＳＴ１２を行い、認識処理部１１２が認識処理ステップＳＴ１３を行い、算出処理部１１３が物体情報算出ステップＳＴ１４を行う。
画像処理ステップＳＴ１２では、画像処理部１１１が生画像に画像処理を加えて処理画像を生成する。画像処理部１１１による画像処理は、典型的には、生画像中の物体を認識しやすくするための処理であり、例えば、自動露出制御、自動ホワイトバランス調整、ハイダイナミックレンジ合成などである。
なお、画像処理ステップＳＴ１２では、画像処理の少なくとも一部を車載カメラ１の回路基板２０に実装された画像処理部によって行ってもよい。なお、画像処理ステップＳＴ１２におけるすべての画像処理を車載カメラ１の画像処理部で行う場合には、処理部１１０には画像処理部１１１が含まれていなくてもよい。
認識処理ステップＳＴ１３では、認識処理部１１２が処理画像に対して認識処理を行うことで処理画像中の物体を認識する。なお、認識処理部１１２が認識する物体としては、３次元のものに限定されず、例えば、車両、歩行者、障害物、信号機、交通標識、道路の車線（レーン）、歩道の縁石などが含まれる。
算出処理ステップＳＴ１４では、算出処理部１１３が処理画像中の物体に関する物体情報を算出する。算出処理部１１３が算出する物体情報としては、例えば、物体の形状、物体までの距離、物体の移動方向及び移動速度などが挙げられる。算出処理部１１３は、動的な物体情報の算出には、時間的に連続する複数の処理画像を用いる。
算出処理部１１３による物体情報の算出方法の一例として、先行車両ＭＦとの車間距離の算出方法について説明する。図１０は、画像処理部１１１が生成する処理画像Ｇの一例を示している。図１０に示す処理画像Ｇには、先行車両ＭＦと、走行レーンを規定する２本の車線Ｌ１，Ｌ２と、が示されている。
まず、処理画像Ｇ中で２本の車線Ｌ１，Ｌ２が交わる消失点Ｖを求める。なお、消失点Ｖは、車線Ｌ１，Ｌ２によらずに、他の物体から求めてもよい。例えば、算出処理部１１３は、歩道の縁石や、複数の処理画像における交通標識などの固定物の移動軌跡などを用いて消失点Ｖを求めることもできる。
次に、処理画像の下縁部Ｇ１から消失点Ｖまでの距離Ｄ０（画像における上下方向の寸法）と、処理画像の下縁部Ｇ１から先行車両ＭＦまでの距離Ｄ１（画像における上下方向の寸法）と、を求める。先行車両ＭＦとの車間距離は、距離Ｄ０，Ｄ１を用いて求めることができる。例えば、距離Ｄ０と距離Ｄ１との比率を用いることにより、先行車両ＭＦとの車間距離を算出することができる。
処理部１１０は、ステップＳＴ１２〜ＳＴ１４で得られた処理画像及び物体情報を含むデータを情報生成部１２０に送信する。なお、処理部１１０は、上記の構成に限定されず、例えば、画像処理部１１１、認識処理部１１２、及び算出処理部１１３以外の構成を含んでいてもよい。
駆動制御情報生成ステップＳＴ１５では、情報生成部１２０が自動車Ｍに必要な駆動内容を含む駆動制御情報を生成する。より詳細に、情報生成部１２０は、処理部１１０から送信されるデータに基づいて自動車Ｍに実行させるべき駆動内容を判断し、この駆動内容を含む駆動制御情報を生成する。
自動車Ｍの駆動内容としては、例えば、速度の変更（加速、減速）、進行方向の変更などが挙げられる。具体例として、情報生成部１２０は、自動車Ｍと先行車両ＭＦとの車間距離が小さい場合には減速が必要と判断し、自動車Ｍがレーンを逸脱しそうな場合にはレーン中央寄りへの進行方向の変更が必要と判断する。
情報生成部１２０は、駆動制御情報を駆動制御部１３０に送信する。なお、情報生成部１２０は、駆動制御情報以外の情報を生成してもよい。例えば、情報生成部１２０は、処理画像から周囲環境の明るさを検出し、周囲環境が暗い場合に自動車Ｍの前照灯を点灯させるための照明制御情報を生成してもよい。
駆動制御信号出力ステップＳＴ１６では、駆動制御部１３０が駆動制御情報に基づいた駆動制御信号の出力を行う。例えば、駆動制御部１３０は、駆動力発生機構Ｍ１１によって自動車Ｍを加速させ、制動機構Ｍ１２によって自動車Ｍを減速させ、ステアリング機構Ｍ１３によって自動車Ｍの進行方向を変更させることができる。
（自動運転機能）
自動運転機能とは、運転者の操作によらずに、自動車Ｍを自律的に走行させる機能である。自動運転機能の実現のためには、運転補助機能よりも高度な駆動制御が必要となる。駆動制御システム１００は、高画質の生画像を生成可能な車載カメラ１を用いることにより、自動運転機能を実現可能な高度な駆動制御をより正確に実行可能となる。
図１１は、自動運転機能を実現可能な駆動制御システム１００の構成を示すブロック図である。この駆動制御システム１００は、図８に示す各構成に加え、処理部１１０に含まれるマッピング処理部１１４及びパスプランニング部１１５を更に有する。以下、図８に示す構成と同様の構成については適宜説明を省略する。
図１２は、図１１に示す駆動制御システム１００による駆動制御方法を示すフローチャートである。図１２に示す駆動制御方法は、図９に示す各ステップに加え、マッピング処理部１１４によるマッピング処理ステップＳＴ２１と、パスプランニング部１１５によるパスプランニングステップＳＴ２２と、を含む。
図１２に示すとおり、マッピング処理ステップＳＴ２１及びパスプランニングステップＳＴ２２は、物体情報算出ステップＳＴ１４と駆動制御情報生成ステップＳＴ１５との間に実行する。パスプランニングステップＳＴ２２は、マッピング処理ステップＳＴ２１の後に実行する。
マッピング処理ステップＳＴ２１では、マッピング処理部１１４が処理画像及び物体情報を用いて空間マッピングを行うことによりデジタル地図を作成する。マッピング処理部１１４が作成するデジタル地図は、自動運転に必要な静的情報及び動的情報が組み合わされて構成された３次元地図である。
駆動制御システム１００では、車載カメラ１によって高画質の生画像が得られるため、マッピング処理部１１４によって高精細なデジタル地図を作成可能である。なお、マッピング処理部１１４は、車載カメラ１による生画像以外の情報を取得することにより、更に情報量の多いデジタル地図を作成可能となる。
例えば、マッピング処理部１１４は、自動車Ｍに備えられた周囲情報検出部や測位部などからの情報を取得することができる。また、マッピング処理部１１４は、車外との通信を可能にする車外通信部を介して外部環境に存在する様々な機器との間で通信を行うことにより、様々な情報を取得することができる。
周囲情報検出部は、例えば、超音波センサ、レーダ装置、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）装置などとして構成される。マッピング処理部１１４は、車載カメラ１からは得られにくい自動車Ｍの後方や側方などの情報も周囲情報検出部から取得可能である。
測位部は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行可能に構成される。マッピング処理部１１４は、測位部から自動車Ｍの位置に関する情報を取得可能である。
車外通信部は、例えば、ＧＳＭ（登録商標）（Global System of Mobile communications）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE−Advanced）、無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを用いた構成とすることができる。
パスプランニングステップＳＴ２２では、パスプランニング部１１５がデジタル地図を用いて自動車Ｍの進行経路を決定するパスプランニングを実行する。パスプランニングには、例えば、道路上の空きスペースの検出や、車両や人間などの物体の移動予測などの様々な処理が含まれる。
処理部１１０は、パスプランニングステップＳＴ２２の後に、ステップＳＴ１２〜ＳＴ１４で得られた処理画像及び物体情報を含むデータに加え、ステップＳＴ２１，ＳＴ２２で得られたデジタル地図やパスプランニングの結果を含むデータを情報生成部１２０に一括して送信する。
駆動制御情報生成ステップＳＴ１５では、情報生成部１２０がパスプランニングステップＳＴ２２で決定されたパスプランニングのとおりの進行経路で自動車Ｍを走行させるための駆動内容を含む駆動制御情報を生成する。情報生成部１２０は、生成した駆動制御情報を駆動制御部１３０に送信する。
駆動制御信号出力ステップＳＴ１６では、駆動制御部１３０が駆動制御情報に基づいた駆動制御信号の出力を行う。つまり、駆動制御部１３０は、自動車Ｍがパスプランニングのとおりの進行経路で安全に走行可能なように、駆動力発生機構Ｍ１１、制動機構Ｍ１２、及びステアリング機構Ｍ１３などの駆動制御を行う。
［その他の実施形態］
以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
撮像素子と、
前記撮像素子を収容する収容部と、外部空間に露出する外面と、前記収容部と外部空間とを連通させる開口部と、前記外面の少なくとも一部を構成し、外部空間から入射する光のうち、可視光線を吸収し、赤外線を反射する機能部と、を有する筐体と、
外部空間から前記開口部に入射する光を前記撮像素子において結像させる光学系と、
を具備する車載カメラ。
（２）
上記（１）に記載の車載カメラであって、
前記機能部は、赤外線を反射する赤外線反射層と、可視光線を吸収する可視光線吸収層と、を含む積層構造を有する
車載カメラ。
（３）
上記（２）に記載の車載カメラであって、
前記可視光線吸収層は、前記赤外線反射層より外側に位置し、赤外線を透過させる
車載カメラ。
（４）
上記（２）に記載の車載カメラであって、
前記赤外線反射層は、前記可視光線吸収層より外側に位置し、可視光線を透過させる
車載カメラ。
（５）
上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の車載カメラであって、
前記光学系は、固定焦点を有する
車載カメラ。
（６）
上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の車載カメラであって、
前記筐体は複数の開口部を有し、
前記車載カメラは、前記複数の開口部に対応した複数の撮像素子及び複数の光学系を更に具備する
車載カメラ。
（７）
上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の車載カメラであって、
前記光学系は、プラスチックレンズを含む
車載カメラ。
（８）
ウインドシールドを有する移動体の駆動を制御するための駆動制御システムであって、
生画像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を収容する収容部と、外部空間に露出する外面と、前記収容部と外部空間とを連通させる開口部と、前記外面の少なくとも一部を構成し、外部空間から入射する光のうち、可視光線を吸収し、赤外線を反射する機能部と、を有し、前記ウインドシールドの内側に、前記開口部を前記ウインドシールドに向けて配置される筐体と、
外部空間から前記開口部に入射する光を前記撮像素子において結像させる光学系と、
前記生画像への画像処理によって処理画像を生成する画像処理部と、前記処理画像への認識処理によって物体を認識する認識処理部と、前記処理画像を用いて前記物体に関する物体情報を算出する算出処理部と、を含む処理ユニットと、
前記処理ユニットによる処理結果に基づいて前記移動体の駆動制御に関する駆動制御情報を生成する情報生成部と、
前記駆動制御情報に基づいて前記移動体の駆動を制御する駆動制御部と、
を具備する駆動制御システム。
（９）
上記（８）に記載の駆動制御システムであって、
前記処理ユニットは、前記処理画像と前記物体情報とを用いてデジタル地図を作成するマッピング処理部を更に含む
駆動制御システム。
（１０）
上記（９）に記載の駆動制御システムであって、
前記処理ユニットは、前記デジタル地図を用いて前記移動体の進行経路を決定するパスプランニング部を更に含む
駆動制御システム。
１…車載カメラ
１０…筐体
１１…中空部
１２…延在部
１３…側壁部
１４…収容部
１５…遮蔽部
１６…開口部
２０…回路基板
２１…撮像素子
３０…光学系
３１…レンズ
４０…機能部
４１ａ，４１ｂ…可視光線吸収層
４２ａ，４２ｂ…赤外線反射層
１００…駆動制御システム
１１０…処理部
１１１…画像処理部
１１２…認識処理部
１１３…算出処理部
１１４…マッピング処理部
１１５…パスプランニング部
１２０…情報生成部
１３０…駆動制御部
Ｍ…自動車
Ｍ１…ウインドシールド

Claims (10)

  1. 撮像素子と、
    前記撮像素子を収容する収容部と、外部空間に露出する外面と、前記収容部と外部空間とを連通させる開口部と、前記外面の少なくとも一部を構成し、外部空間から入射する光のうち、可視光線を吸収し、赤外線を反射する機能部と、を有する筐体と、
    外部空間から前記開口部に入射する光を前記撮像素子において結像させる光学系と、
    を具備する車載カメラ。
  2. 請求項１に記載の車載カメラであって、
    前記機能部は、赤外線を反射する赤外線反射層と、可視光線を吸収する可視光線吸収層と、を含む積層構造を有する
    車載カメラ。
  3. 請求項２に記載の車載カメラであって、
    前記可視光線吸収層は、前記赤外線反射層より外側に位置し、赤外線を透過させる
    車載カメラ。
  4. 請求項２に記載の車載カメラであって、
    前記赤外線反射層は、前記可視光線吸収層より外側に位置し、可視光線を透過させる
    車載カメラ。
  5. 請求項１に記載の車載カメラであって、
    前記光学系は、固定焦点を有する
    車載カメラ。
  6. 請求項１に記載の車載カメラであって、
    前記筐体は複数の開口部を有し、
    前記車載カメラは、前記複数の開口部に対応した複数の撮像素子及び複数の光学系を更に具備する
    車載カメラ。
  7. 請求項１に記載の車載カメラであって、
    前記光学系は、プラスチックレンズを含む
    車載カメラ。
  8. ウインドシールドを有する移動体の駆動を制御するための駆動制御システムであって、
    生画像を撮像する撮像素子と、
    前記撮像素子を収容する収容部と、外部空間に露出する外面と、前記収容部と外部空間とを連通させる開口部と、前記外面の少なくとも一部を構成し、外部空間から入射する光のうち、可視光線を吸収し、赤外線を反射する機能部と、を有し、前記ウインドシールドの内側に、前記開口部を前記ウインドシールドに向けて配置される筐体と、
    外部空間から前記開口部に入射する光を前記撮像素子において結像させる光学系と、
    前記生画像への画像処理によって処理画像を生成する画像処理部と、前記処理画像への認識処理によって物体を認識する認識処理部と、前記処理画像を用いて前記物体に関する物体情報を算出する算出処理部と、を含む処理ユニットと、
    前記処理ユニットによる処理結果に基づいて前記移動体の駆動制御に関する駆動制御情報を生成する情報生成部と、
    前記駆動制御情報に基づいて前記移動体の駆動を制御する駆動制御部と、
    を具備する駆動制御システム。
  9. 請求項８に記載の駆動制御システムであって、
    前記処理ユニットは、前記処理画像と前記物体情報とを用いてデジタル地図を作成するマッピング処理部を更に含む
    駆動制御システム。
  10. 請求項９に記載の駆動制御システムであって、
    前記処理ユニットは、前記デジタル地図を用いて前記移動体の進行経路を決定するパスプランニング部を更に含む
    駆動制御システム。
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