特許 6766072 車両用センサおよびそれを備えた車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6766072

(24)【登録日】2020年9月18日

(45)【発行日】2020年10月7日

(54)【発明の名称】車両用センサおよびそれを備えた車両

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/87 20200101AFI20200928BHJP

   G01S 17/89 20200101ALI20200928BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20200928BHJP

   G03B 15/05 20060101ALI20200928BHJP

   G03B 15/02 20060101ALI20200928BHJP

   G03B 15/03 20060101ALI20200928BHJP

   G03B 15/00 20060101ALI20200928BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20200928BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20200928BHJP

【ＦＩ】

   G01S17/87

   G01S17/89

   G01S17/931

   G03B15/05

   G03B15/02 G

   G03B15/03 W

   G03B15/03 X

   G03B15/00 V

   H04N5/225 600

   H04N5/225 800

   H04N5/232

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-557834(P2017-557834)

(86)(22)【出願日】2016年12月1日

(86)【国際出願番号】JP2016085812

(87)【国際公開番号】WO2017110415

(87)【国際公開日】20170629

【審査請求日】2019年9月24日

(31)【優先権主張番号】特願2015-248824(P2015-248824)

(32)【優先日】2015年12月21日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】特許業務法人 信栄特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】眞野 光治

【審査官】 田中 純

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０１１０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５１０５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１９８３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６１３０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／４８ − Ｇ０１Ｓ ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ − Ｇ０１Ｓ １７／９５

Ｇ０１Ｂ １１／００ − Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｇ０１Ｃ ３／００ − Ｇ０１Ｃ ３／３２

Ｇ０３Ｂ １５／００ − Ｇ０３Ｂ １５／１６

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｂ６０Ｑ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に備わる左右一対の前照灯の一方に、近傍照射用の第一の光源と、近傍撮像用の第一のカメラとが搭載され、
前記左右一対の前照灯の他方に、遠方照射用の第二の光源と、遠方撮像用の第二のカメラとが搭載された、車両用センサであって、
前記第一の光源および前記第二の光源は、それぞれ、所定方向にパルス光を発光し、
前記第一のカメラおよび前記第二のカメラは、それぞれ、ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像することでターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得し、
前記車両用センサは、前記第一の光源および前記第二の光源から発光される前記パルス光の発光周期および前記第一のカメラおよび前記第二のカメラの前記撮像タイミングを制御するタイミング制御部をさらに備え、
前記タイミング制御部は、前記第一の光源と前記第二の光源との発光が順に切り替わるように前記発光周期を制御し、前記第一の光源から発光された光の反射光の反射時間経過後に前記第一のカメラのシャッタを開放するとともに前記第二の光源から発光された光の反射光の反射時間経過後に前記第二のカメラのシャッタを開放するように前記撮像タイミングを制御する、車両用センサ。

【請求項2】

前記第一の光源は、その左右方向における照射範囲が前記第一の光源の光軸を中心に±２０°以上９０°以下の範囲であり、
前記第二の光源は、その左右方向における照射範囲が前記第二の光源の光軸を中心に±５°以上１０°以下の範囲である、請求項１に記載の車両用センサ。

【請求項3】

前記第一のカメラは前記第一の光源の照射範囲を撮像可能である一方、前記第二のカメラは前記第二の光源の照射範囲を撮像可能である、請求項１または２に記載の車両用センサ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用センサを備えている、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両用センサおよびそれを備えた車両に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、例えば対向車や前走車等の前方車両の存在を自車両のバックミラー裏のガラス面等に配置された認識カメラにより検知し、前方車両の領域を照射しないような前照灯の配光制御を行うことより前方車両の運転者へのグレアを低減するための車両用前照灯制御システム（いわゆるＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）システム）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】日本国特開２０１２−１８００５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のようなシステムでは、認識カメラと左右前照灯との搭載位置が異なることから光軸のずれが発生し、認識カメラにより検知された前方車両の位置と前照灯の配光制御において非照射とすべき位置とに誤差が生じる可能性がある。そのため、照射しない範囲（前方車両領域）を小さくすることができない。また、単一の認識カメラについて近傍から遠方までの広範囲における高精度な検知性能を得ようとすると、カメラレンズの構造が複雑化しコスト増となる。

【0005】

本開示の目的は、低コストで、自車両の近傍から遠方までの広範囲における高精度な検知性能を達成することが可能であるとともに、照射しない範囲をできるだけ小さくすることができる車両用センサおよびそれを備えた車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示の車両用センサは、
車両に備わる左右一対の前照灯の一方に、近傍照射用の第一の光源と、近傍撮像用の第一のカメラとが搭載され、
前記左右一対の前照灯の他方に、遠方照射用の第二の光源と、遠方撮像用の第二のカメラとが搭載されている。

【0007】

上記構成によれば、自車両の近傍から遠方までの広範囲における高精度な検知性能を達成することが可能であり、装置コストを抑えることができる。また、各前照灯内に光源およびカメラがそれぞれ一組ずつ搭載されるため、光源とカメラとの光軸ずれが最小限となり、前照灯の配光制御においてカメラによる検知結果に基づく照射しない範囲をできるだけ小さくすることができる。

【0008】

前記第一の光源は、その左右方向における照射範囲が前記第一の光源の光軸を中心に±２０°以上９０°以下の範囲であり、
前記第二の光源は、その左右方向における照射範囲が前記第二の光源の光軸を中心に±５°以上１０°以下の範囲であっても良い。

【0009】

上記構成によれば、近傍範囲および遠方範囲のいずれも高精度に撮像することができる。

【0010】

前記第一のカメラは前記第一の光源の照射範囲を撮像可能である一方、前記第二のカメラは前記第二の光源の照射範囲を撮像可能であっても良い。

【0011】

上記構成によれば、近距離用光学系（第一の光源および第一のカメラ）と遠距離用光学系（第二の光源および第二のカメラ）でそれぞれ独立して制御を行うため、画像処理アルゴリズムを簡易化することができる。

【0012】

上記に記載の車両用センサであって、
前記第一の光源および前記第二の光源は、それぞれ、所定方向にパルス光を発光し、
前記第一のカメラおよび前記第二のカメラは、それぞれ、ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングで前記ターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像することでターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得し、
さらに、
前記第一の光源および前記第二の光源から発光される前記パルス光の発光周期および前記第一のカメラおよび前記第二のカメラの前記撮像タイミングを制御するタイミング制御部を備えていても良い。

【0013】

上記構成によれば、簡易な構成により近傍から遠方までの広範囲の撮像画像を網羅的に取得することができる。

【0014】

前記タイミング制御部は、前記第一の光源と前記第二の光源との発光が順に切り替わるように前記発光周期を制御し、前記第一の光源から発光された光の反射光の反射時間経過後に前記第一のカメラのシャッタを開放するとともに前記第二の光源から発光された光の反射光の反射時間経過後に前記第二のカメラのシャッタを開放するように前記撮像タイミングを制御しても良い。

【0015】

上記構成によれば、近距離用光学系（第一の光源および第一のカメラ）と遠距離用光学系（第二の光源および第二のカメラ）でそれぞれ独立して発光／露光制御を行うため、制御処理を簡素化することができる。

【0016】

前記タイミング制御部は、前記第一の光源と前記第二の光源とが同時に発光されるように前記発光周期を制御し、前記第一の光源から発光された光の反射光の反射時間経過後に前記第一のカメラのシャッタを開放するとともに前記第二の光源から発光された光の反射光の反射時間経過後に前記第二のカメラのシャッタを開放するように前記撮像タイミングを制御しても良い。

【0017】

上記構成によれば、広範囲の撮像画像を短時間で取得することができる。

【0018】

上記目的を達成するため、本開示の車両は、上記に記載の車両用センサを備えている。

【0019】

上記構成によれば、例えば自動運転システムを搭載した車両における安全性を高めることができる。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、低コストで、自車両の近傍から遠方までの広範囲における高精度な検知性能を達成することが可能であるとともに、照射しない範囲をできるだけ小さくすることができる車両用センサおよびそれを備えた車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態の車両用センサの構成を示すブロック図である。

【図2】図１の車両用センサが備える各ランプによる照射範囲および各カメラによる撮影範囲を示す図である。

【図3】実施例２の車両用センサの構成を示すブロック図である。

【図4】各ターゲット距離領域を撮像する際の、発光部の動作（発光動作）とゲートの動作（カメラゲート動作）との時間的な関係を示す図である。

【図5】自車両前方の異なる位置に４つの異なる物体が存在している状況を示す図である。

【図6】各物体に対応する画素の時間的な輝度変化を示す模式図である。

【図7】実施例２に係る画像取得処理を示す図である。

【図8】実施例２の別の例に係る画像取得処理を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。

【0023】

[実施例１]
図１は、本実施形態の実施例１に係る車両用センサの構成を示すブロック図である。図２は、図１の車両用センサが備える各ランプによる照射範囲および各カメラによる撮影範囲を示す図である。

【0024】

図１に示されるように、車両Ｖ（自車両）に設けられる車両用センサ１は、近傍照射用ランプ２Ａ（第一の光源）と、遠方照射用ランプ２Ｂ（第二の光源）と、ランプＥＣＵ３と、近傍撮像用カメラ４Ａ（第一のカメラ）と、遠方撮像用カメラ４Ｂ（第二のカメラ）と、タイミングコントローラ（タイミング制御部）５と、画像処理部６と、物体認識処理部７と、配光制御部８と、を備えている。

【0025】

近傍照射用ランプ２Ａは、例えば、タイミングコントローラ５からランプＥＣＵ３を介して送信される指令信号に応じて光を出射する近赤外線ＬＥＤであり、車両Ｖの前端部の右側前照灯ＨＡ内に搭載される。図２に示すように、近傍照射用ランプ２Ａは、その左右方向における照射範囲２０Ａが近傍照射用ランプ２Ａの光軸を中心に例えば±２０°以上９０°以下の範囲である。
遠方照射用ランプ２Ｂは、例えば、タイミングコントローラ５からランプＥＣＵ３を介して送信される指令信号に応じて光を出射する近赤外線ＬＥＤであり、車両Ｖの前端部の左側前照灯ＨＢ内に搭載される。図２に示すように、遠方照射用ランプ２Ｂは、その左右方向における照射範囲２０Ｂが遠方照射用ランプ２Ｂの光軸を中心に例えば±５°以上１０°以下の範囲である。
なお、図示は省略するが、前照灯ＨＡ，ＨＢには、近傍照射用ランプ２Ａおよび遠方照射用ランプ２Ｂとは別に、ロービームおよびハイビーム照射用ランプとしてハロゲンランプまたはＬＥＤランプ等がそれぞれ搭載されている。

【0026】

また、近傍撮像用カメラ４Ａは、タイミングコントローラ５からの指令信号に応じて近傍照射用ランプ２Ａから照射された光の反射光を撮像し、撮像画像を画像処理部６へ出力する。近傍撮像用カメラ４Ａは、右側前照灯ＨＡ内に搭載されている。近傍撮像用カメラ４Ａは、近傍照射用ランプ２Ａの照射範囲２０Ａとほぼ同じ領域である撮影範囲４０Ａからの反射光を撮像可能である。
遠方撮像用カメラ４Ｂは、タイミングコントローラ５からの指令信号に応じて遠方照射用ランプ２Ｂから照射された光の反射光を撮像し、撮像画像を画像処理部６へ出力する。遠方撮像用カメラ４Ｂは、左側前照灯ＨＢ内に搭載されている。遠方撮像用カメラ４Ｂは、遠方照射用ランプ２Ｂの照射範囲２０Ｂとほぼ同じ領域である撮影範囲４０Ｂからの反射光を撮像可能である。

【0027】

画像処理部６は、近傍撮像用カメラ４Ａおよび遠方撮像用カメラ４Ｂにより撮像された撮像画像データを物体認識処理部７へ出力する。物体認識処理部７は、撮像画像データに含まれる物体を特定する。物体の特定方法は、パターンマッチング等、周知の技術を用いることができる。配光制御部８は、物体認識処理部７により特定された物体（人、自動車（対向車）、標識等）に応じて、例えば、当該物体の存在する領域以外をロービームまたはハイビームにより照射するように前照灯ＨＡ，ＨＢに搭載されたロービームおよびハイビーム照射用ランプの配光を制御する。

【0028】

以上説明した実施例１における車両用センサ１によれば、以下に列挙する効果を奏する。

【0029】

（１）車両用センサ１は、左右一対の前照灯ＨＡ，ＨＢのうち右側前照灯ＨＡに搭載される近傍照射用ランプ２Ａおよび近傍撮像用カメラ４Ａと、左側前照灯ＨＢに搭載される遠方照射用ランプ２Ｂおよび遠方撮像用カメラ４Ｂとを備えている。この構成によれば、車両Ｖの近傍から遠方までの広範囲における高精度な検知性能を達成することが可能であり、装置コストを抑えることができる。また、各前照灯ＨＡ，ＨＢ内にランプおよびカメラがそれぞれ一組ずつ搭載されるため、近傍照射用ランプ２Ａと近傍撮像用カメラ４Ａとの光軸ずれおよび遠方照射用ランプ２Ｂと遠方撮像用カメラ４Ｂとの光軸ずれが最小限となる。そのため、例えばＡＤＢシステムにおける前照灯ＨＡ，ＨＢの配光制御において、各カメラ４Ａ，４Ｂによる検知結果に基づいて前照灯ＨＡ，ＨＢ（のロービームおよびハイビーム照射用ランプ）により照射しない範囲をできるだけ小さくすることができる。

【0030】

（２）実施例１においては、近傍撮像用カメラ４Ａは近傍照射用ランプ２Ａの照射範囲２０Ａを撮像可能である一方、遠方撮像用カメラ４Ｂは遠方照射用ランプ２Ｂの照射範囲２０Ｂを撮像可能である。この構成によれば、近距離用光学系（近傍照射用ランプ２Ａおよび近傍撮像用カメラ４Ａ）と遠距離用光学系（遠方照射用ランプ２Ｂおよび遠方撮像用カメラ４Ｂ）でそれぞれ独立して制御を行うため、画像処理部６における画像処理アルゴリズムを簡易化することができる。

【0031】

[実施例２]
図３は、本実施形態の実施例２に係る車両用センサの構成を示すブロック図である。図４は、各ターゲット距離領域を撮像する際の、発光部の動作（発光動作）とゲートの動作（カメラゲート動作）との時間的な関係を示す図である。
図３に示されるように、車両Ｖに設けられる車両用センサ（障害物検出装置）１０１は、画像取得装置１０２と、画像処理部（距離画像データ生成部）１０３と、物体認識処理部１０４と、判断部１１１とを備えている。

【0032】

画像取得装置１０２は、近傍照射用ランプ１０５Ａと、遠方照射用ランプ１０５Ｂと、近傍撮像用カメラ１０６Ａと、遠方撮像用カメラ１０６Ｂとタイミングコントローラ（タイミング制御部）１１０とを備えている。

【0033】

近傍照射用ランプ１０５Ａは、例えば、車両Ｖの右側前照灯ＨＡに搭載された近赤外線ＬＥＤである。図４に示されるように、近傍照射用ランプ１０５Ａは、タイミングコントローラ１１０から出力されるパルス信号に応じて、所定の発光時間ｔＬ（例えば、５ｎｓ）の間、所定方向（例えば、車両Ｖ前方）にパルス光を出射する。近傍照射用ランプ１０５Ａから照射されるパルス信号の発光周期ｔＰは、例えば、１０μｓ以下の間隔とする。近傍照射用ランプ１０５Ａの照射範囲は、図２に示される実施例１の近傍照射用ランプ２Ａと同等の範囲である。

【0034】

遠方照射用ランプ１０５Ｂは、例えば、車両Ｖの左側前照灯ＨＢに搭載された近赤外線ＬＥＤである。図４に示されるように、遠方照射用ランプ１０５Ｂは、タイミングコントローラ１１０から出力されるパルス信号に応じて、所定の発光時間ｔＬ（例えば、５ｎｓ）の間、所定方向（例えば、車両Ｖ前方）にパルス光を出射する。遠方照射用ランプ１０５Ｂから照射されるパルス信号の発光周期ｔＰは、例えば、１０μｓ以下の間隔とする。遠方照射用ランプ１０５Ｂの照射範囲は、図２に示される実施例１の遠方照射用ランプ２Ｂと同等の範囲である。

【0035】

近傍撮像用カメラ１０６Ａは、車両Ｖの右側前照灯ＨＡに搭載されたカメラであって、対物レンズ１０７Ａと、光増倍部１０８Ａと、イメージセンサ１０９Ａとを備えている。また、遠方撮像用カメラ１０６Ｂは、車両Ｖの左側前照灯ＨＢに搭載されたカメラであって、対物レンズ１０７Ｂと、光増倍部１０８Ｂと、イメージセンサ１０９Ｂとを備えている。

【0036】

対物レンズ１０７Ａ，１０７Ｂは、例えば、車両Ｖ前方の所定範囲を撮像できる画角とするように設定された光学系であって、物体からの反射光を受光する。対物レンズ１０７Ａは近傍照射用ランプ１０５Ａの照射範囲を撮像可能な画角を有し、対物レンズ１０７Ｂは遠方照射用ランプ１０５Ｂの照射範囲を撮像可能な画角を有している。

【0037】

光増倍部１０８Ａ，１０８Ｂは、ゲート１０８Ａａ，１０８Ｂａとイメージインテンシファイア１０８Ａｂ，１０８Ｂｂとをそれぞれ備えている。
ゲート１０８Ａａ，１０８Ｂａは、タイミングコントローラ１１０からの開閉指令信号に応じて開閉する。本実施例では、ゲート１０８Ａａ，１０８Ｂの開放時間（ゲート時間）ｔＧを、発光時間ｔＬと同じ５ｎｓとしている。ゲート時間ｔＧは、領域１から領域ｎまでの全撮像領域における各領域（ターゲット距離領域）の撮像対象長さ（撮像対象深さ）に比例する。ゲート時間ｔＧを長くするほど各領域の撮像対象長さは長くなる。撮像対象長さは、光速度×ゲート時間ｔＧから求められる。撮像対象長さは、光速度×ゲート時間ｔＧから求められ、本実施例では、ゲート時間ｔＧ＝５ｎｓとしているため、撮像対象長さは、「光速度（約３×１０^８ｍ／ｓ）×ゲート時間（５ｎｓ）」より、１．５ｍとなる。
イメージインテンシファイア１０８Ａｂ，１０８Ｂｂは、極微弱な光（物体からの反射光等）を一旦電子に変換して電気的に増幅し、再度蛍光像に戻すことで光量を倍増してコントラストのついた像を見るためのデバイスである。イメージインテンシファイア１０８Ａｂ，１０８Ｂｂにより増幅された光はイメージセンサ１０９Ａ，１０９Ｂに導かれる。

【0038】

イメージセンサ１０９Ａ，１０９Ｂは、タイミングコントローラ１１０からの指令信号に応じて、光増倍部１０８Ａ，１０８Ｂから発せられた像を撮像し、撮像画像を画像処理部１０３へ出力する。本実施例では、例えば、解像度６４０×４８０（横：縦）、輝度値１〜２５５(２５６段階)、１００ｆｐｓ以上のイメージセンサを用いている。

【0039】

タイミングコントローラ１１０は、イメージセンサ１０９Ａ，１０９Ｂにより撮像される撮像画像が、狙った撮像領域であるターゲット距離領域から帰ってくる反射光のタイミングとなるように、近傍照射用ランプ１０５Ａおよび遠方照射用ランプ１０５Ｂの発光開始時点から近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂのゲート１０８Ａａ，１０８Ｂａを開くまでの時間であるディレイ時間ｔＤ（図４では、ｔＤ_ｎ，ｔＤ_ｎ＋１）を設定し、ディレイ時間ｔＤに応じた開閉指令信号を出力することで、撮像タイミングを制御する。つまり、ディレイ時間ｔＤは、車両Ｖからターゲット距離領域までの距離（撮像対象距離）を決める値である。ディレイ時間ｔＤと撮像対象距離との関係は、以下の式（１）から求められる。
撮像対象距離＝光速度（約３×１０^８ｍ／ｓ）×ディレイ時間ｔＤ／２ ・・・式（１）

【0040】

タイミングコントローラ１１０は、ターゲット距離領域が車両Ｖの前方（遠方）へと連続的に離れるように、ディレイ時間ｔＤを所定間隔（例えば、１０ｎｓ）ずつ長くすることで、近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂの撮像範囲を車両Ｖ前方側へ変化させる。なお、タイミングコントローラ１１０は、ゲート１０８Ａａ，１０８Ａｂが開く直前に近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂの撮像動作を開始させ、ゲート１０８Ａａ，１０８Ｂａが完全に閉じた後に撮像動作を終了させる。

【0041】

タイミングコントローラ１１０は、設定された所定のターゲット距離領域（領域１、領域２、…、領域ｎの各領域）毎に複数回の発光および露光を行うよう近傍照射用ランプ１０５Ａおよび遠方照射用ランプ１０５Ｂ、および近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂのゲート１０８Ａａ，１０８Ｂａを制御する。近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂがそれぞれ受光した光は電荷に変換され、複数回の発光および露光を繰り返すことで蓄積される。所定の電荷蓄積時間ごとに得られる１枚の撮像画像をフレームと呼ぶ。なお、近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂは、ターゲット距離領域ごとに１枚（１フレーム）ずつ撮像画像を取得しても良く、あるいは各ターゲット距離領域において複数の撮像画像（数フレーム）を取得しても良い。このようにして、近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂは、ターゲット距離領域の異なる複数の撮像画像を取得し、取得した複数の撮像画像を画像処理部１０３へ出力する。

【0042】

画像処理部１０３は、近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂにより撮像された全撮像領域の撮像画像における同一画素の輝度に基づいて、画素毎の物体（対象物）までの距離を表す距離画像データを生成し、生成した距離画像データを物体認識処理部１０４へ出力する。

【0043】

物体認識処理部１０４は、距離画像データに含まれる物体を特定する。物体の特定方法は、パターンマッチング等、周知の技術を用いることができる。

【0044】

判断部１１１は、物体認識処理部１０４により特定された物体（人、自動車、標識等）と自車両との関係（距離、相対速度等）に基づいて、警報等による運転者への情報提示、自動ブレーキ等の車両制御の要否を判断する。

【0045】

図５は、車両Ｖの前方の異なる位置に４つの物体Ａ〜Ｄが存在している状況を示している。物体Ａは傘をさした人物であり、物体Ｂは対向車線側のバイクであり、物体Ｃは歩道側の樹木であり、物体Ｄは対向車線側の車両（対向車）である。車両Ｖと各物体との距離の関係は、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄとする。

【0046】

図６は、各物体に対応する画素の時間的な輝度変化を示している。
撮像領域の一部をオーバーラップさせることで、図６に示されるように、連続する複数の撮像画像における同一画素の輝度値は、徐々に増加し、各物体Ａ〜Ｄの位置でピークとなった後は徐々に小さくなる三角波状の特性を示す。このように、１つの物体からの反射光が複数の撮像画像に含まれるようにすることで、画素の時間的な輝度変化が三角波状となるため、当該三角波状のピークと対応する撮像領域を当該画素における車両Ｖから各物体（被写体）Ａ〜Ｄまでの距離とすることで、検出精度を高めることができる。

【0047】

図７は、実施例２に係る画像取得処理を示す図である。
まず、処理ｆにおいて、タイミングコントローラ１１０は、遠方照射用ランプ１０５Ｂを発光させ、遠方照射用ランプ１０５Ｂの照射範囲（図２の照射範囲２０Ｂと同等の範囲）に含まれる遠方領域（例えば、１００〜２００ｍの領域における所定の距離領域）からの反射光の反射時間ｔＤ_２経過後に遠方撮像用カメラ１０６Ｂのシャッタ（ゲート）を開閉する。この処理ｆにおいては、車両Ｖの遠方にある物体（例えば、歩行者Ｍ２）からの反射光Ｌ２が遠方撮像用カメラ１０６Ｂにより受光される一方、車両Ｖの近傍にある物体（例えば、歩行者Ｍ１）に反射した光Ｌ１は遠方撮像用カメラ１０６Ｂのシャッタが開放された時には遠方撮像用カメラ１０６Ｂを通り過ぎているため受光されない。

【0048】

次に、処理ｆ+１において、タイミングコントローラ１１０は、近傍照射用ランプ１０５Ａを発光させ、近傍照射用ランプ１０５Ａの照射範囲（図２の照射範囲２０Ａと同等の範囲）に含まれる近傍領域（例えば、０〜１００ｍの領域における所定の距離領域）からの反射光の反射時間ｔＤ_１経過後に近傍撮像用カメラ１０６Ａのシャッタを開閉する。この処理ｆ＋１においては、近傍の歩行者Ｍ１からの反射光Ｌ１が近傍撮像用カメラ１０６Ａにより受光される一方、遠方の歩行者Ｍ２に反射した光Ｌ２は近傍撮像用カメラ１０６Ａのシャッタが開放された時には近傍撮像用カメラ１０６Ａに到達していないため受光されない。

【0049】

次に、処理ｆ+２において、タイミングコントローラ１１０は、遠方照射用ランプ１０５Ｂを再び発光させ、遠方領域からの反射光の反射時間ｔＤ_２＋１経過後に遠方撮像用カメラ１０６Ｂのシャッタ（ゲート）を開閉する。処理ｆと同様に、処理ｆ＋２では、遠方の歩行者Ｍ２からの反射光Ｌ２が受光される一方、近傍の歩行者Ｍ１からの反射光Ｌ１は受光されない。

【0050】

次に、処理ｆ+３において、タイミングコントローラ１１０は、近傍照射用ランプ１０５Ａを再び発光させ、近傍領域からの反射光の反射時間ｔＤ_１＋１経過後に近傍撮像用カメラ１０６Ａのシャッタ（ゲート）を開閉する。処理ｆ＋１と同様に、処理ｆ＋３においては、近傍の歩行者Ｍ１からの反射光Ｌ１が受光される一方、遠方の歩行者Ｍ２からの反射光Ｌ２は受光されない。

【0051】

同様に、処理ｆ+４〜ｆ+ｎにおいても、タイミングコントローラ１１０は、遠方照射用ランプ１０５Ｂと近傍照射用ランプ１０５Ａとからの照射を順次切り替えつつ、反射時間ｔＤ_２およびｔＤ_１を徐々に長くするような撮像タイミングで遠方撮像用カメラ１０６Ｂおよび近傍撮像用カメラ１０６Ａによりそれぞれ撮像を行う。このように、遠方撮像用カメラ１０６Ｂおよび近傍撮像用カメラ１０６Ａにより、ターゲット距離領域の全範囲の撮像画像を網羅的に取得することができる。なお、画像処理部１０３は、これら全範囲の撮像画像を合成することで距離画像データを生成する。

【0052】

以上説明した実施例２の画像取得装置１０２によれば、以下に列挙する効果を奏する。

【0053】

（３）実施例２の車両用センサ（障害物検出装置）１０１においては、近傍照射用ランプ１０５Ａおよび遠方照射用ランプ１０５Ｂは、それぞれ、所定方向にパルス光を発光し、近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂはそれぞれ、ターゲット距離領域に応じて設定される撮像タイミングでターゲット距離領域から帰ってくる反射光を撮像することでターゲット距離領域の異なる撮像画像を取得している。さらに、画像取得装置１０２は、近傍照射用ランプ１０５Ａおよび遠方照射用ランプ１０５Ｂから発光されるパルス光の発光周期と、近傍撮像用カメラ１０６Ａおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂの撮像タイミングとを制御するタイミングコントローラ１１０を備えている。この構成によれば、簡易な構成により近傍から遠方までの広範囲の撮像画像を網羅的に取得することができる。

【0054】

（４）タイミングコントローラ１１０は、近傍照射用ランプ１０５Ａと遠方照射用ランプ１０５Ｂとの発光が順に切り替わるように発光周期を制御し、近傍照射用ランプ１０５Ａから発光された光の反射光の反射時間経過後に近傍撮像用カメラ１０６Ａのシャッタを開放するとともに遠方照射用ランプ１０５Ｂから発光された光の反射光の反射時間経過後に遠方撮像用カメラ１０６Ｂのシャッタを開放するように撮像タイミングを制御することが好ましい。この構成によれば、近距離用光学系（近傍照射用ランプ１０５Ａおよび近傍撮像用カメラ１０６Ａ）と遠距離用光学系（遠方照射用ランプ１０５Ｂおよび遠方撮像用カメラ１０６Ｂ）でそれぞれ独立して発光／露光制御を行うため、制御処理を簡素化することができる。

【0055】

なお、実施例２に係る画像取得処理は図７に示される例に限られない。図８は、実施例２の別の例に係る画像取得処理を示す図である。
図８に示されるように、各処理ｆ〜ｆ＋ｎにおいて、タイミングコントローラ１１０は、近傍照射用ランプ１０５Ａと遠方照射用ランプ１０５Ｂとが同時に発光されるように発光周期を制御し、近傍照射用ランプ１０５Ａから発光された光の反射光の反射時間ｔＤ_１〜ｔＤ_１＋ｎ経過後に近傍撮像用カメラ１０６Ａのシャッタを開放するとともに遠方照射用ランプ１０５Ｂから発光された光の反射光の反射時間ｔＤ_２〜ｔＤ_２＋ｎ経過後に遠方撮像用カメラ１０６Ｂのシャッタを開放するように撮像タイミングを制御するようにしても良い。この構成によれば、車両Ｖ前方の近傍および遠方の撮像画像を短時間で取得することができる。

【0056】

以上、本開示を実施するための形態を、実施例に基づき説明したが、本開示の具体的な構成については、実施例の構成に限らず、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計変更や追加等は許容される。

【0057】

例えば、撮像対象長さ、撮像対象距離の変化量、ターゲット距離領域ごとのフレーム数などは、カメラや画像処理部の性能に応じて適宜設定することができる。

【0058】

上記実施の形態では、カメラが画像取得部として機能する構成としているが、この例に限られない。例えば、画像取得部としての機能を画像処理部が有していても良く、あるいはカメラと画像処理部との間に画像取得部として撮像画像を格納する別個のメモリが設けられても良い。

【0059】

上記実施の形態では、図７に示されるように、対物レンズ１０７Ａ，１０７Ｂとカメラ１０６Ａ，１０６Ｂとの間に光増倍部１０８Ａ，１０８Ｂが設けられた構成としているが、この例に限られない。例えば、光増倍部を設けず、カメラ１０６Ａ，１０６Ｂ内で所定の撮像タイミングでゲーティングを行って複数の撮像画像を取得することも可能である。

【0060】

上記実施の形態では、画像処理部により距離画像データを生成することで物体認識を行う構成としているが、カメラで撮像された個々のターゲット距離の撮像画像から物体認識を行っても良い。

【0061】

本出願は、２０１５年１２月２１日出願の日本特許出願・出願番号２０１５−２４８８２４に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】