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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023041349
(43)【公開日】2023-03-24
(54)【発明の名称】撮像システムおよび撮像方法
(51)【国際特許分類】
G03B 15/03 20210101AFI20230316BHJP
H04N 23/56 20230101ALI20230316BHJP
G03B 15/02 20210101ALI20230316BHJP
G03B 15/00 20210101ALN20230316BHJP
【ＦＩ】
G03B15/03 W
H04N5/225 600
G03B15/02 G
G03B15/02 T
G03B15/00 T
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021148674
(22)【出願日】2021-09-13
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】山田 学
【テーマコード（参考）】
5C122
【Ｆターム（参考）】
5C122DA12
5C122DA14
5C122EA55
5C122FA02
5C122FA18
5C122FF01
5C122FH20
5C122GD01
5C122GD11
5C122GG09
5C122GG15
5C122GG17
5C122HA75
5C122HB01
(57)【要約】
【課題】１回の移動撮像において露出量を制御すること。
【解決手段】本発明の一態様に係る撮像システムは、移動体に設置された状態において対象物を移動撮像する撮像部と、前記移動体に設置された状態において前記対象物を照明する第１および第２照明部と、を有し、前記対象物は、第１領域と、前記第１領域よりも前記撮像部から遠い位置にある第２領域と、を含み、前記第２照明部による第２照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明部による第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる。
【選択図】図６
【解決手段】本発明の一態様に係る撮像システムは、移動体に設置された状態において対象物を移動撮像する撮像部と、前記移動体に設置された状態において前記対象物を照明する第１および第２照明部と、を有し、前記対象物は、第１領域と、前記第１領域よりも前記撮像部から遠い位置にある第２領域と、を含み、前記第２照明部による第２照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明部による第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体に設置された状態において対象物を移動撮像する撮像部と、
前記移動体に設置された状態において前記対象物を照明する第１および第２照明部と、を有し、
前記対象物は、第１領域と、前記第１領域よりも前記撮像部から遠い位置にある第２領域と、を含み、
前記第２照明部による第２照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明部による第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる撮像システム。
前記移動体に設置された状態において前記対象物を照明する第１および第２照明部と、を有し、
前記対象物は、第１領域と、前記第１領域よりも前記撮像部から遠い位置にある第２領域と、を含み、
前記第２照明部による第２照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明部による第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる撮像システム。
【請求項2】
前記第１照明部は、前記第１領域および前記第２領域のいずれを撮像する場合にも、前記第１照明部による第１配光角と前記撮像部による撮像画角とが重なるように設置され、
前記第２照明部は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第２照明部による第２配光角と前記撮像画角とが重ならないように設置され、前記撮像部が前記第２領域を撮像する場合には前記第２配光角と前記撮像画角とが重なるように設置される請求項１に記載の撮像システム。
前記第２照明部は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第２照明部による第２配光角と前記撮像画角とが重ならないように設置され、前記撮像部が前記第２領域を撮像する場合には前記第２配光角と前記撮像画角とが重なるように設置される請求項１に記載の撮像システム。
【請求項3】
前記第２照明部は、前記撮像部と前記第１領域との距離と比較して、前記撮像部と前記第２領域との距離が長いことによる露出不足を補うように、前記第２領域に前記第２照明光を照明する請求項１または２に記載の撮像システム。
【請求項4】
前記第１照明光の第１照明中心軸は、前記撮像部による撮像光の撮像中心軸に対して平行であり、
前記第２照明光の第２照明中心軸は、前記撮像中心軸に対して傾いている請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像システム。
前記第２照明光の第２照明中心軸は、前記撮像中心軸に対して傾いている請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像システム。
【請求項5】
前記第１照明部以外に、前記第２照明部を含む複数の照明部を含み、
前記複数の照明部は、前記移動体に設置された状態において前記対象物を照明し、
前記複数の照明部それぞれによる照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像システム。
前記複数の照明部は、前記移動体に設置された状態において前記対象物を照明し、
前記複数の照明部それぞれによる照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像システム。
【請求項6】
移動体に設置された撮像部により、対象物を移動撮像し、
前記移動体に設置された第１および第２照明部により、前記対象物を照明し、
前記対象物は、第１領域と、前記第１領域よりも前記撮像部から離れている第２領域と、を含み、
前記第２照明部による第２照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明部による第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる撮像方法。
前記移動体に設置された第１および第２照明部により、前記対象物を照明し、
前記対象物は、第１領域と、前記第１領域よりも前記撮像部から離れている第２領域と、を含み、
前記第２照明部による第２照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明部による第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撮像システムおよび撮像方法に関する。
【背景技術】
【0002】
トンネル等の対象物の維持管理における点検作業等を効率化するために、車両等の移動体に撮像部が設置された状態において対象物を移動撮像する技術が知られている。移動撮像とは、撮像部が移動しながら対象物を撮像することをいう。
【0003】
このような撮像技術として、移動体の前方の所定距離以内に、明るさが所定量以上変化する光変化区間が存在するか否かを判定し、光変化区間が存在する場合に、光変化区間の走行中に生じる明るさの変化に合わせて車両が備える撮像システムの露出制御を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、撮像システムと対象物との間の距離が変化する場合における露出量制御に改良の余地があった。
【0005】
特許文献１に記載された技術を改良するために、出願人は、移動体に設置された状態で対象物を撮像する撮像部と、対象物と、の間の距離に基づいて、撮像部の露出条件を、固定露出条件、または自動露出条件の何れか一方に決定する技術を開発した（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、特許文献２に記載された技術では、移動撮像を２回行うという観点で改良の余地があった。
【0006】
本発明は、１回の移動撮像において露出量を制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係る撮像システムは、移動体に設置された状態において対象物を移動撮像する撮像部と、前記移動体に設置された状態において前記対象物を照明する第１および第２照明部と、を有し、前記対象物は、第１領域と、前記第１領域よりも前記撮像部から遠い位置にある第２領域と、を含み、前記第２照明部による第２照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明部による第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、１回の移動撮像において露出量を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態に係る撮像システムの構成を例示する斜視図である。
【図6】第１実施形態に係る撮像システムの全体構成を例示する側面図である。
【図13】第２実施形態に係る撮像システムによる撮像方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
【0011】
以下、車両に設置された状態において対象物を移動撮像する撮像部を有し、車両が走行することにより、移動しながらトンネル内側の壁面を撮像する撮像システムを一例として実施形態を説明する。車両は移動体の一例であり、トンネルの壁面は対象物の一例である。なお、実施形態における撮像の用語は、対象物の画像を取得する動作を指し、撮影という用語に置き換えることもできる。
【0012】
［実施形態］
＜撮像システム１００の全体構成＞
図１は、実施形態に係る撮像システム１００の構成を例示する斜視図である。撮像システム１００は、スライドユニット２００と、カメラユニット３００と、照明ユニット４００とを有する。
＜撮像システム１００の全体構成＞
図１は、実施形態に係る撮像システム１００の構成を例示する斜視図である。撮像システム１００は、スライドユニット２００と、カメラユニット３００と、照明ユニット４００とを有する。
【0013】
カメラユニット３００は、トンネルの壁面を撮像する。照明ユニット４００は、カメラユニット３００による撮像のために、トンネルの壁面に向けて光を照明する。
【0014】
スライドユニット２００は、カメラユニット３００および照明ユニット４００を図１の太矢印方向にスライドさせるための部材である。カメラユニット３００および照明ユニット４００は、スライドユニット２００により、図１の太矢印方向で示すスライド方向２０１に沿って位置を可変とする。
【0015】
スライドユニット２００は、レール２１０および２２０と、ベース２３０と、ガイドシャフト２４０と、ガイドシャフト保持部材２５１および２５２と、フレーム２６１および２６２とを有する。
【0016】
カメラユニット３００は、フレーム２６１に固定されたレール２１０上をスライドすることにより、スライド方向２０１に沿った位置を可変とする。同様に、照明ユニット４００は、フレーム２６２に固定されたレール２２０上をスライドすることで、スライド方向２０１に沿った位置を可変とする。
【0017】
レール２１０および２２０は、レール軸が略平行となるようにフレーム２６１および２６２にそれぞれ固定される。ベース２３０は、フレーム２６１および２６２に固定され、両者を接続するとともに撮像システム１００のベースとなる。
【0018】
ガイドシャフト２４０は、カメラユニット３００および照明ユニット４００を安定した精度でスライドさせるために用いられる部材であり、金属製の丸棒等である。丸棒の長手方向がカメラユニット３００および照明ユニット４００のスライド方向２０１に沿うように設置される。
【0019】
ガイドシャフト２４０は、ガイドシャフト２４０を保持するガイドシャフト保持部材２５１および２５２にそれぞれ設けられた貫通孔に通されて保持される。
【0020】
図１では、スライドユニット２００により、カメラユニット３００および照明ユニット４００の両方をスライドさせる構成を示すが、これに限定されるものではない。カメラユニット３００をスライドさせるユニットと、照明ユニット４００をスライドさせるユニットを別々にした構成であってもよい。
【0021】
撮像システム１００は、カメラユニット３００および照明ユニット４００のスライド方向２０１が車両の走行方向と交差するように、車両のルーフ等に取り付けられる。換言すると、スライド方向２０１は、撮像システム１００が取り付けられた車両の走行方向に対して交差する。例えばスライド方向２０１と車両の走行方向は略直交する。このように取り付けることで、車両の走行方向と交差する方向において、カメラユニット３００および照明ユニット４００の位置を変化させることができる。
【0022】
車両における撮像システム１００が取り付けつけられる部分は、ルーフに限定されるものではなく、車両の前方または後方のボンネット等であってもよいし、車両がトラックであれば荷台等であってもよい。車両への撮像システム１００の取り付けは、ルーフに取り付ける場合には、車両用のスキーキャリヤ等と同様にフック部品等を使用できる。
【0023】
＜カメラユニット３００の構成＞
図２は、カメラユニット３００の構成を例示する斜視図である。カメラユニット３００は、車両に設置された状態においてトンネルの壁面を移動撮像する。
図２は、カメラユニット３００の構成を例示する斜視図である。カメラユニット３００は、車両に設置された状態においてトンネルの壁面を移動撮像する。
【0024】
カメラユニット３００は、ベースプレート３１０と、レール接続部３２１および３２２と、カメラ３３１から３３４と、シャフト連結部３４１および３４２と、インデックスプランジャ３５０とを有する。
【0025】
レール接続部３２１および３２２は、ベースプレート３１０とレール２１０を接続するための部材である。レール接続部３２１および３２２は、レール軸と直交する方向の断面が屈曲した形状を有する。レール２１０が双頭レールの場合、双頭レールの頭の一方に屈曲部を被せるようにして、レール接続部３２１および３２２は、レール２１０に接続する。
【0026】
レール接続部３２１および３２２は略同一形状であり、レールの軸方向における異なる２つの位置においてレール２１０と接続する。レール接続部３２１および３２２にベースプレート３１０を固定することにより、カメラユニット３００はレール軸の方向に沿うスライド方向２０１に沿ってスライド可能となる。
【0027】
カメラ３３１から３３４は、ベースプレート３１０の平面部に固定される。カメラ３３１は、レンズ３３１－１と、ラインＣＣＤ（Charge Coupled Device）３３１－２とを有する。レンズ３３１－１は、レンズ３３１－１の光軸方向にある被写体の像をラインＣＣＤ３３１－２の撮像面上に結像させる。ラインＣＣＤ３３１－２は、結像した被写体の像を撮像する。
【0028】
レンズ３３１－１の内部には、絞り３３１－１ａが設けられている。絞り３３１－１ａは、絞り羽根を有する虹彩絞りであり、直径が可変の開口である。絞り羽根にモータ等の駆動源を接続し、制御信号に基づいてモータを駆動させることにより開口の直径を変化させることができる。絞り３３１－１ａにより、レンズ３３１－１を通過する光量を変化させ、レンズ３３１－１により結像される被写体像の明るさを変化させることができる。
【0029】
ラインＣＣＤ３３１－２は、画素が一次元状に配列されているＣＣＤである。実施形態では、カメラ３３１は、ラインＣＣＤ３３１－２の画素の配列方向が車両の走行方向と交差するようにベースプレート３１０に固定される。カメラ３３２から３３４も、カメラ３３１と同様の構成を有するため、ここでは重複する説明を省略する。
【0030】
トンネルは、車両の走行方向と交差する断面が半円状の形状をしているため、これに合わせ、カメラ３３１から３３４は、図２のように、それぞれのレンズの光軸がトンネルの壁面と交差するように放射状に配置される。換言すると、カメラ３３１から３３４は、それぞれがトンネル壁面に向き合うようにベースプレート３１０の平面部に放射状に配置される。
【0031】
カメラ３３１から３３４がそれぞれ撮像するライン画像をカメラの配列方向に繋ぎ合せることにより、トンネルの形状に沿って、トンネル壁面のライン画像を撮像できる。車両を走行させながらライン画像を所定の時間間隔で連続的に撮像し、ライン画像の画素の配列方向と直交する方向に、撮像したライン画像を繋ぎ合せることにより、トンネル壁面のエリア画像（二次元画像）を取得できる。なお、所定の時間間隔はラインＣＣＤによるライン画像の取得周期等である。
【0032】
本実施形態ではカメラの台数が４台である構成を例示するが、これに限定されず、トンネルの大きさ等の条件に応じてカメラ台数を増減させてもよい。また、レンズ３３１－１の結像倍率、視野およびＦナンバ等は撮像したい条件に合わせて適宜決定できる。
【0033】
本実施形態ではカメラ３３１がラインＣＣＤを有する例を示したが、これに限定されず、カメラ３３１は、画素が二次元的に配列されているエリアＣＣＤを有することもできる。ＣＣＤに代えてＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）等を用いてもよい。
【0034】
シャフト連結部３４１および３４２は、ガイドシャフト２４０と連結するための部材である。インデックスプランジャ３５０は、スライド方向における所望の位置でカメラユニット３００を固定するための部材である。
【0035】
＜照明ユニット４００の構成＞
図３は、照明ユニット４００の構成を例示する斜視図である。照明ユニット４００は、車両に設置された状態においてトンネル壁面を照明する。
図３は、照明ユニット４００の構成を例示する斜視図である。照明ユニット４００は、車両に設置された状態においてトンネル壁面を照明する。
【0036】
照明ユニット４００は、ベースプレート４１０と、レール接続部と、照明光源部４３１から４３６と、シャフト連結部４４１および４４２と、インデックスプランジャ４５０とを有する。レール接続部とレール２２０との関係は、レール接続部３２１および３２２とレール２１０との関係と同様である。
【0037】
照明光源部４３１から４３６は、ベースプレート４１０の平面部に固定される。照明光源部４３１は、レンズ４３１－１と光源４３１－２とを有する。
【0038】
光源４３１－２は、レンズ４３１－１を介して、レンズ４３１－１の光軸方向にある被写体を照明する。レンズ４３１－１は、内部に絞り４３１－１ａを有する。
【0039】
絞り４３１－１ａは直径が可変の開口である。絞り４３１－１ａは、開口の直径を変化させることにより、レンズ４３１－１により照明される照明光の光量（明るさ）を可変とする。光源４３１－２には、メタルハライドライトやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を使用できる。なお、照明光源部４３２から４３６は照明光源部４３１と同様の構成を有するため、重複する説明を省略する。
【0040】
トンネルは、車両の走行方向と交差する断面が半円状の形状をしているため、これに合わせ、照明光源部４３１から４３６は、それぞれのレンズの光軸がトンネルの壁面と交差するように放射状に配置される。換言すると、照明光源部４３１から４３６は、トンネル壁面に対向するように、ベースプレート４１０の平面部に放射状に配置される。照明ユニット４００は、車両の走行方向と交差する方向に沿ったライン状の光をトンネルの壁面に照明できる。
【0041】
本実施形態では、照明光源部の台数を６台とする構成を例示したが、これに限定されず台数を増減させてもよい。また照明光源部の台数は、カメラの台数と必ずしも一致する必要はなく、明るさ等の条件に応じて台数を決定できる。レンズの画角やＦナンバ等も撮像したい条件に応じて適宜決定できる。
【0042】
本実施形態では、照明光源部４３１から４３６それぞれの位置を、レンズの光軸方向に前後に少しずつずらした構成を示したが、これは照明光源部同士の物理的な干渉を防止するためである。
【0043】
シャフト連結部４４１および４４２は、ガイドシャフト２４０と連結するための部材である。インデックスプランジャ４５０は、スライド方向における所望の位置で照明ユニット４００を固定するための部材である。
【0044】
＜撮像システム１００のハードウェア構成＞
図４は、撮像システム１００のハードウェア構成を例示するブロック図である。撮像システム１００は、カメラユニット３００と、照明ユニット４００と、センサ制御ボード１１０と、ＴＯＦ（Time of Flight）センサ１８０と、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）１６０と、車速計１７０と、を有する。
図４は、撮像システム１００のハードウェア構成を例示するブロック図である。撮像システム１００は、カメラユニット３００と、照明ユニット４００と、センサ制御ボード１１０と、ＴＯＦ（Time of Flight）センサ１８０と、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）１６０と、車速計１７０と、を有する。
【0045】
ＴＯＦセンサ１８０は、トンネル壁面からＴＯＦセンサ１８０までの距離を検出することにより、トンネル壁面から撮像システム１００までの距離を検出する。具体的には、ＴＯＦセンサ１８０は、トンネル壁面にＴＯＦセンサ１８０から光を照射し、その反射光を受光するまでの時間に基づいてトンネル壁面までの距離を検出する。ＴＯＦセンサ１８０は、受光素子にエリアセンサを用いたＴＯＦセンサ１８０を用いると、距離に応じて表示色が異なる２次元の等高線画像を取得可能になる。
【0046】
ＩＭＵ１６０は、車両の運動を司る３軸の角度および角速度と加速度を計測する。車速計１７０は、車両の速度および移動距離を計測する。車速計１７０は移動距離計であってもよい。
【0047】
ＩＭＵ１６０および車速計１７０により計測されたデータは、センサ制御ボード１１０におけるＨＤＤ１１４に出力されて記憶され、後に壁面の画像のサイズや傾き等を画像処理により幾何補正するために使用される。
【0048】
カメラユニット３００は、レンズ３３１－１、３３２－１、３３３－１および３３４－１と、ラインＣＣＤ３３１－２、３３２－２、３３３－２および３３４－２とを有する。レンズ３３１－１は絞り３３１－１ａを、レンズ３３２－１は絞り３３２－１ａを、レンズ３３３－１は絞り３３３－１ａを、レンズ３３４－１は絞り３３４－１ａを、それぞれ内部に有する。図４では、図を簡略化するため、レンズ３３１－１、絞り３３１－１ａおよびラインＣＣＤ３３１－２のみを図示している。
【0049】
照明ユニット４００は、レンズ４３１－１、４３２－１、４３３－１、４３４－１、４３５－１および４３６－１と、光源４３１－２、４３２－２、４３３－２、４３４－２、４３５－２および４３６－２とを有する。またレンズ４３１－１は絞り４３１－１ａを、レンズ４３２－１は絞り４３２－１ａを、レンズ４３３－１は絞り４３３－１ａを、レンズ４３４－１は絞り４３４－１ａを、レンズ４３５－１は絞り４３５－１ａを、レンズ４３６－１は絞り４３６－１ａを、それぞれ内部に有する。図４では、図を簡略化するため、レンズ４３１－１、絞り４３１－１ａおよび光源４３１－２のみを図示している。
【0050】
センサ制御ボード１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、ＲＯＭ(Read Only Memory)１１２と、ＲＡＭ(Random Access Memory)１１３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１１４と、外部Ｉ／Ｆ（Inter／Face）１１５と、ブザー１１６とを有する。これらは、システムバス１１７を介して相互に電気的に接続している。
【0051】
ＲＯＭ１１２は各種プログラムやデータ、各種の設定情報等を格納する。ＲＡＭ１１３はプログラムやデータを一時保持する。ＣＰＵ１１１はＲＯＭ１１２等からプログラムやデータ、設定情報等をＲＡＭ１１３上に読み出し、処理を実行することで、撮像システム１００全体の制御や画像データの処理を実現する。ここで、画像データの処理には、カメラ３３１から３３４がそれぞれ撮像したライン画像を繋ぎ合せる処理や、車両を走行させながらカメラ３３１から３３４が所定の時間間隔で連続的に撮像したライン画像を、車両の走行方向で繋ぎ合せる処理等が含まれる。
【0052】
ＣＰＵ１１１の実現する制御、画像データの処理、および各種機能の一部または全部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により実現されてもよい。
【0053】
ＨＤＤ１１４は、カメラユニット３００から入力した画像データや、ＴＯＦセンサ１８０、ＩＭＵ１６０および車速計１７０から入力したセンサデータ等を記憶する。
【0054】
外部Ｉ／Ｆ１１５はユーザが撮像システム１００を操作するためのユーザインターフェースの機能や、撮像システム１００がＰＣ（Personal Computer）等の外部装置とデータや信号の送受を行うためのインターフェースである。
【0055】
ブザー１１６は、ユーザに警告を報知するためのビープ音を発生させる。
【0056】
外部Ｉ／Ｆ１１５を介してＰＣ（Personal Computer）等の外部装置にセンサ制御ボード１１０を接続し、センサ制御ボード１１０と外部装置との間において、画像データ等のデータの送受を行えるように構成してもよい。
【0057】
＜撮像システム１００による撮像方法＞
撮像システム１００では、スライドユニット２００によりカメラユニット３００および照明ユニット４００がスライドし、車両の走行方向と交差する方向において、所定の道路構造の長さに基づき定められた位置において固定される。
撮像システム１００では、スライドユニット２００によりカメラユニット３００および照明ユニット４００がスライドし、車両の走行方向と交差する方向において、所定の道路構造の長さに基づき定められた位置において固定される。
【0058】
所定の道路構造の長さは、例えば、車両の走行方向と交差する方向における歩道の幅である。
【0059】
ここで、歩道とは、歩行者が通行するための道路をいい、車道等に併設され、歩行者の通行のために構造的に区画された道路の部分をいう。歩道の幅は、歩行者の通行量に応じて様々であるが、一般には１．５から３ｍ程度である。
【0060】
撮像システム１００は、車両の走行方向と交差する方向において、歩道の幅に基づき定められた位置に、カメラユニット３００および照明ユニット４００を固定し、所望の領域のトンネル壁面のエリア画像を取得する。
【0061】
【0062】
図５（ａ）に示すように、撮像システム１００は、車両５００のルーフ上に固定される。カメラユニット３００および照明ユニット４００は、スライドユニット２００によって、トンネル６００の壁面に近づく方向にスライドした後、固定される。
【0063】
図５（ｂ）に示すように、道路７００のセンターに対し、一方の側に車線７１０があり、他方の側に車線７２０がある。車両５００は車線７１０において、紙面に対し、手前の方向に走行している。
【0064】
この例では、車線７１０（車両５００が走行する車線）側に歩道７３０がある。この場合には、走行車線側に歩道がない場合と比較して、車両５００は、トンネル６００の車両５００側の壁面から遠い位置を走行することになる。カメラユニット３００および照明ユニット４００は、トンネル６００の車両５００側の壁面に近づく位置に配置される。
【0065】
図５（ｂ）の破線１００Ｂは、撮像システム１００による撮像範囲を表す。撮像システム１００は、トンネル６００の壁面のうち、破線１００Ｂで示されている撮像範囲内の領域６００Ｂ（太線で示されている領域）を撮像する。実施形態ではトンネルの壁面(覆工部)と地面との境目までを撮像可能である。
【0066】
車両５００を走行させながら撮像システム１００による撮像を行うことにより、トンネル６００の入口から出口までにおいて、車線７１０側半分の壁面が撮像される。また撮像システム１００は、車両５００が車線７２０を走行しながら、トンネル６００における車線７２０側の壁面を撮像することにより、車線７２０側半分の壁面を撮像できる。撮像システム１００は、車線７１０側半分の壁面の撮像画像と、車線７２０側半分の壁面の撮像画像と、を繋ぎ合わせることにより、トンネル６００の壁面全体の撮像画像を取得できる。
【0067】
このように撮像システム１００は、カメラユニット３００および照明ユニット４００を予め定められた位置に固定され、車両５００側のトンネル壁面から撮像システム１００までの距離、すなわち被写体距離を所定の状態にしてトンネル壁面を撮像できる。
【0068】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る撮像システム１００ａについて説明する。
第１実施形態に係る撮像システム１００ａについて説明する。
【0069】
以下に示す図において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸により方向を示す場合があるが、Ｘ軸に沿うＸ方向は、車両５００の走行方向および鉛直方向それぞれと略直交する方向を示し、Ｙ軸に沿うＹ方向は車両５００の走行方向を示し、Ｚ軸に沿うＺ方向は鉛直方向を示すものとする。但し、これらのことは、撮像システム１００ａの使用時における向きを制限するものではなく、撮像システム１００ａの向きは任意である。
【0070】
【0071】
図６から図８に示すように、撮像システム１００ａは、第１撮像システム１００ａａと、第２撮像システム１００ａｂと、を有する。第１撮像システム１００ａａは、第１カメラユニット３００ａａと、第１照明ユニット４００ａａと、を有する。第２撮像システム１００ａｂは、第２カメラユニット３００ａｂと、第２照明ユニット４００ａｂと、を有する。
【0072】
第１撮像システム１００ａａおよび第２撮像システム１００ａｂそれぞれの構成は、上述した撮像システム１００の構成と同じである。第１カメラユニット３００ａａおよび第２カメラユニット３００ａｂそれぞれの構成は、上述したカメラユニット３００の構成と同じである。第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂそれぞれの構成は、上述した照明ユニット４００の構成と同じである。
【0073】
第１カメラユニット３００ａａは、車両５００に設置された状態においてトンネル６００の壁面を移動撮像する撮像部の一例である。なお、本実施形態では、撮像システム１００ａが第２カメラユニット３００ａｂを有する構成を例示するが、撮像システム１００ａは必ずしも第２カメラユニット３００ａｂを備えなくてもよい。そのため、カメラユニットとしては、以下では主に第１カメラユニット３００ａａを説明する。
【0074】
第１照明ユニット４００ａａは、車両５００に設置された状態においてトンネル６００の壁面を照明する第１照明部の一例である。第２照明ユニット４００ａｂは、車両５００に設置された状態においてトンネル６００の壁面を照明する第２照明部の一例である。
【0075】
第１照明ユニット４００ａａと第２照明ユニット４００ａｂは、Ｙ方向に沿って並んで設置される。車両５００の走行方向を前方とすると、Ｙ方向において、第１照明ユニット４００ａａは前方側、第２照明ユニット４００ａｂは後方側に設置される。
【0076】
＜撮像システム１００ａの機能構成＞
図９は、撮像システム１００ａの機能構成の一例を説明するブロック図である。撮像システム１００ａは、距離検出部１２０と、光量検出部１３０と、制御部１４０と、を有する。
図９は、撮像システム１００ａの機能構成の一例を説明するブロック図である。撮像システム１００ａは、距離検出部１２０と、光量検出部１３０と、制御部１４０と、を有する。
【0077】
距離検出部１２０は、車両５００の走行方向と交差する方向における第１カメラユニット３００ａａとトンネル６００の壁面との間の距離を検出し、検出結果を制御部１４０の有する露出条件決定部１４１に出力する。距離検出部１２０の機能は、ＴＯＦセンサ１８０等により実現される。
【0078】
光量検出部１３０は、撮像システム１００ａによる撮像時の撮像光量を検出し、検出結果を露出制御部１４２に出力する。トンネル６００内における撮像光量には、照明ユニット４００による照明光のトンネル６００の壁面による反射光と、太陽光等の自然光のトンネル６００の壁面による反射光とが含まれる。また、照明ユニット４００による照明とは別に、露出制御のためにトンネル６００の壁面に光を照明する場合、トンネル６００の壁面の撮像光量には、その反射光も含まれる。
【0079】
光量検出部１３０の機能は、第１カメラユニット３００ａａの有するラインＣＣＤ３３１－２等により実現される。但し、これに限定されるものではなく、ラインＣＣＤ３３１－２、３３２－２、３３３－２および３３４－２の少なくとも１つにより実現されてもよい。また、カメラユニット３００とは別に設けられた光量検出のためのＰＤ（Photo Diode）等により、光量検出部１３０の機能が実現されてもよい。
【0080】
制御部１４０は、主に、第１カメラユニット３００ａａの露出条件を決定するとともに、第１カメラユニット３００ａａの露出を制御する。制御部１４０は、露出条件決定部１４１と、露出制御部１４２と、記憶部１４３と、入出力部１４４と、終了判定部１４５とを有する。
【0081】
露出条件決定部１４１は、距離検出部１２０の検出結果に基づき、第１カメラユニット３００ａａの露出条件を、固定露出条件または自動露出条件の何れか一方に決定する。
【0082】
露出条件決定部１４１は、距離検出結果が所定の第１閾値以下である場合に、第１カメラユニット３００ａａの露出条件を自動露出条件に決定し、距離が所定の第１閾値以下でない場合に、第１カメラユニット３００ａａの露出条件を固定露出条件に決定する。露出条件決定部１４１は、決定後に決定結果を露出制御部１４２に出力する。
【0083】
所定の第１閾値とは、第１カメラユニット３００ａａにおけるラインＣＣＤのダイナミックレンジ等に基づいて予め定められた値である。また、検出された距離が第１閾値以下であれば、撮像された画像が白飛びおよび黒潰れしないことを基準にして定められた値である。
【0084】
露出制御部１４２は、露光時間制御部１５１と、増幅率制御部１５２と、絞り制御部１５３と、照明制御部１５４とを有し、第１カメラユニット３００ａａによる撮像における露出を制御する。実施形態では、ラインＣＣＤの露光時間（シャッタースピード）、ラインＣＣＤが受光した光に対する出力電圧の増幅率（ゲイン）、第１カメラユニット３００ａａにおける絞りの直径、または第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂによる照明光量、の少なくとも１つを露出条件とする。
【0085】
露光時間制御部１５１は、第１カメラユニット３００ａａに固定露出条件または自動露出条件により撮像させる。
【0086】
自動露出条件による撮像では、露出制御部１４２は、光量検出部１３０の検出結果に基づき露出条件を算出し、算出した露出条件で露出させる自動露出制御を行う。自動露出条件の算出には、露出制御値を自動で決定する露出プログラム等を適用できる。
【0087】
露光時間制御部１５１は、光量検出部１３０による検出結果に基づいて、ラインＣＣＤ３３１－２、３３２－２、３３３－２および３３４－２のそれぞれの露光時間を制御する。
【0088】
増幅率制御部１５２は、光量検出部１３０による検出結果に基づいて、ラインＣＣＤ３３１－２、３３２－２、３３３－２および３３４－２のそれぞれの増幅率を制御する。絞り制御部１５３は、光量検出部１３０による検出結果に基づいて、絞り３３１－１ａ、３３２－１ａ、３３３－１ａおよび３３４－１ａのそれぞれの絞りの直径を制御する。照明制御部１５４は、光量検出部１３０による検出結果に基づいて、第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂそれぞれが有する光源４３１－２、４３２－２、４３３－２および４３４－２の光量を制御する。
【0089】
ラインＣＣＤ３３１－２、３３２－２、３３３－２および３３４－２のそれぞれの露光時間は等しくてもよいし、異なっていてもよい。ラインＣＣＤ３３１－２、３３２－２、３３３－２および３３４－２のそれぞれの増幅率は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。絞り３３１－１ａ、３３２－１ａ、３３３－１ａおよび３３４－１ａのそれぞれの直径は等しくてもよいし、異なっていてもよい。光源４３１－２、４３２－２、４３３－２および４３４－２のそれぞれの照明光量は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【0090】
記憶部１４３は、露出制御部１４２により算出された露出条件データを記憶する。記憶部１４３の機能は、図４のＲＡＭ１１３等の記憶装置により実現される。
【0091】
入出力部１４４は、データや信号を入出力するためのインターフェース部である。入出力部１４４の機能は、外部Ｉ／Ｆ１１５等により実現される。
【0092】
終了判定部１４５は、撮像システム１００ａによるトンネル６００の壁面の撮像が終了したか否かを判定する。一例として、終了判定部１４５は、車速計１７０による計測値に基づく走行距離を、図４のＨＤＤ１１４等の記憶装置に予め記憶されたトンネル６００の長さと比較し、走行距離がトンネル６００の長さに到達した場合に、撮像の終了を判定する。或いは、終了判定部１４５は、入出力部１４４を介して、撮像システム１００ａの操作者（オペレータ）の終了指示を受け付け、この終了指示に応答して撮像終了を判定してもよい。
【0093】
＜撮像システム１００ａによる照明方法＞
図１０は、撮像システム１００ａによる照明方法について説明する図である。
図１０は、撮像システム１００ａによる照明方法について説明する図である。
【0094】
図１０に示すように、トンネル６００の壁面は、第１領域６０１と、第２領域６０２と、を含む。またトンネル６００内には、非常駐車帯７０１が設けられている。非常駐車帯とは、緊急車両や故障車、あるいは道路管理車両等が停車するために、道路の路肩に設けられたスペースをいう。第１領域６０１は、非常駐車帯が設けられているスペース以外におけるトンネル６００の壁面である。第２領域６０２は、非常駐車帯が設けられているスペースにおけるトンネル６００の壁面である。第２領域６０２は、非常駐車帯のスペース分、第１カメラユニット３００ａａからＸ方向に沿って第１領域６０１よりも遠い位置にある。
【0095】
図１０において、車両５００はＹ方向に走行中であり、車両５００ａおよび５００ｂは、異なる時刻における車両５００を表している。車両５００ａは、第１領域６０１を撮像する際の車両５００を示し、車両５００ｂは、第２領域６０２を撮像する際の車両５００を示している。
【0096】
第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂは、それぞれＺ方向に沿って延伸する線状の光を照明するライン照明である。第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂのＹ方向に沿った照明範囲は、Ｚ方向に沿った撮像範囲と比較して狭くなる。
【0097】
第１照明ユニット４００ａａは、Ｙ方向において第１配光角φｙ１の第１照明光Ｐｍ１をトンネル６００の壁面に照明する。第１照明中心軸Ｃｍ１は、第１照明光Ｐｍ１の中心軸である。第１照明中心軸Ｃｍ１は、第１照明光Ｐｍ１の光軸ということもできる。第２照明ユニット４００ａｂは、Ｙ方向において第２配光角φｙ２の第２照明光Ｐｍ２をトンネル６００の壁面に照明する。第２照明中心軸Ｃｍ２は、第２照明光Ｐｍ２の中心軸である。第２照明中心軸Ｃｍ２は、第２照明光Ｐｍ２の光軸ということもできる。
【0098】
第１カメラユニット３００ａａは、Ｚ方向に沿って配列する複数の画素を有するラインカメラである。第１カメラユニット３００ａａのＹ方向に沿った撮像範囲は、Ｚ方向に沿った撮像範囲と比較して狭くなる。
【0099】
第１カメラユニット３００ａａは、Ｙ方向において撮像画角ηｙにより撮像光Ｐｎを撮像する。撮像中心軸Ｃｎは、撮像光Ｐｎの中心軸である。撮像中心軸Ｃｎは、撮像光Ｐｎの光軸ということもできる。図１０では、撮像画角ηｙは第１配光角φｙ１と略一致しており、撮像光Ｐｎは第１照明光Ｐｍ１と略一致しており、撮像中心軸Ｃｎは第１照明中心軸Ｃｍ１と略一致している。そのため、図１０では、撮像画角ηｙ、撮像光Ｐｎおよび撮像中心軸Ｃｎを括弧書きし、第１配光角φｙ１、第１照明光Ｐｍ１および第１照明中心軸Ｃｍ１に併記している。
【0100】
本実施形態では、第１照明光Ｐｍ１の第１照明中心軸Ｃｍ１は、撮像光Ｐｎの撮像中心軸Ｃｎに対して略平行であり、第２照明光Ｐｍ２の第２照明中心軸Ｃｍ２は、撮像中心軸Ｃｎに対して傾いている。
【0101】
また本実施形態では、撮像システム１００ａが第１領域６０１を撮像する場合には、第２照明光Ｐｍ２は、第１領域６０１上において第１照明光Ｐｍ１と重ならないようになっている。一方、撮像システム１００ａが第２領域６０２を撮像する場合には、第２照明光Ｐｍ２は、第２領域６０２上において第１照明光Ｐｍ１と重なるようになっている。
【0102】
換言すると、第１照明ユニット４００ａａは、撮像システム１００ａが第１領域６０１および第２領域６０２のいずれを撮像する場合にも、第１配光角φｙ１と撮像画角ηｙとが重なるように設置される。また第２照明ユニット４００ａｂは、撮像システム１００ａが第１領域６０１を撮像する場合には、第２配光角φｙ２と撮像画角ηｙとが重ならないように設置され、撮像システム１００ａが第２領域６０２を撮像する場合には、第２配光角φｙ２と撮像画角ηｙとが重なるように設置される。
【0103】
以下、第１照明ユニット４００ａａ、第２照明ユニット４００ａｂおよび第１カメラユニット３００ａａの具体的な配置を例示するが、実施形態はこれに限らない。
【0104】
第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂから第１領域６０１までの距離Ｌｘ１は２．５［ｍ］、第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂから第２領域６０２までの距離Ｌｘ２は５．０［ｍ］である。
【0105】
第１領域６０１における第１カメラユニット３００ａａのＹ方向に沿った撮像範囲Ｔｙ１は１．０［ｍｍ］、第２領域６０２における第１カメラユニット３００ａａのＹ方向に沿った撮像範囲Ｔｙ２は２．０［ｍｍ］である。
【0106】
第１領域６０１における第１照明ユニット４００ａａのＹ方向に沿った照明範囲Ｓｙ１は１００．０［ｍｍ］、第２領域６０２における第１照明ユニット４００ａａのＹ方向に沿った照明範囲Ｓｙ２は１２０．０［ｍｍ］である。なお、撮像範囲Ｔｙ１は照明範囲Ｓｙ１に含まれ、撮像範囲Ｔｙ２は照明範囲Ｓｙ２に含まれている。図１０では、撮像範囲Ｔｙ１およびＴｙ２を括弧書きし、照明範囲Ｓｙ１およびＳｙ２に併記している。
【0107】
第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂそれぞれのＹ方向に沿った幅Ｗｙは３００．０[ｍｍ]である。第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂの中心間距離Ｄｙは５００．０［ｍｍ］である。
【0108】
第１照明中心軸Ｃｍ１と第２照明中心軸Ｃｍ２とのなす角θが５．７［度］になるように、第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂを配置すると、第２領域６０２上では、第１照明中心軸Ｃｍ１は第２照明中心軸Ｃｍ２と交差し、第１照明光Ｐｍ１は第２照明光Ｐｍ２と重なる。
【0109】
一方、第１領域６０１上では、第１照明中心軸Ｃｍ１と第２照明中心軸Ｃｍ２との間のＹ方向に沿った距離は２５０．０［ｍｍ］となり、第１照明中心軸Ｃｍ１は第２照明中心軸Ｃｍ２と交差せず、第１照明光Ｐｍ１は第２照明光Ｐｍ２と重ならない。
【0110】
なお、第１照明ユニット４００ａａと第２照明ユニット４００ａｂをＹ方向に沿ってより離して設置すると、第１照明中心軸Ｃｍ１と第２照明中心軸Ｃｍ２とのなす角θが大きくなり、第２領域６０２において、第１照明光Ｐｍ１と第２照明光Ｐｍ２とが重なる。しかしながら角θが大きくなると、車両５００の走行ラインずれや蛇行によって、第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂと、壁面と、の距離が変わった場合に、第１照明中心軸Ｃｍ１と第２照明中心軸Ｃｍ２とが交差する位置が第２領域６０２上からずれ、第１照明光Ｐｍ１と第２照明光Ｐｍ２とが十分に重ならない場合がある。そのため、第１領域６０１では、第１照明光Ｐｍ１と第２照明光Ｐｍ２とが重ならず、かつ第１照明ユニット４００ａａと第２照明ユニット４００ａｂを安全に設置できる範囲において、なるべく角θが小さくなるようにすることが望ましい。
【0111】
＜撮像システム１００ａによる撮像方法＞
引き続き図１０を参照して、撮像システム１００ａによる撮像方法について説明する。
引き続き図１０を参照して、撮像システム１００ａによる撮像方法について説明する。
【0112】
撮像システム１００ａは、車両５００の走行により、Ｙ方向に移動しながらトンネル６００の壁面を撮像する。撮像システム１００ａは、トンネル６００の入口付近に到達すると、第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂによる照明を開始するとともに、露出制御部１４２による自動露出制御を開始する。
【0113】
露出制御部１４２は、照明制御部１５４により、第１照明ユニット４００ａａによる照明光量を制御する。第２照明ユニット４００ａｂによる第２照明光Ｐｍ２は、予め定められた所定の光量に固定される。第１領域６０１を適正に撮像するための光量をＬ１とすると、第２照明ユニット４００ａｂによる照明光量Ｌ２は、以下の式で定められる。
Ｌ２＝｛（Ｌｘ２/Ｌｘ１）２－１｝× Ｌ１
Ｌ２＝｛（Ｌｘ２/Ｌｘ１）２－１｝× Ｌ１
【0114】
撮像システム１００ａは、第１領域６０１の撮像では、適正な露出により撮像できるように、露出制御部１４２により第１カメラユニット３００ａａの露光時間、増幅率、絞りおよび第１照明ユニット４００ａａによる第１照明光Ｐｍ１の少なくとも１つを制御する。第１領域６０１の撮像においては、第２照明ユニット４００ａｂによる第２照明光Ｐｍ２は撮像画角ηｙに対応する撮像範囲を照明されないため、撮像システム１００ａは、第２照明光Ｐｍ２を撮像のために使用しない。
【0115】
車両５００がトンネル６００内を走行し、非常駐車帯７０１に差し掛かると、撮像システム１００ａは第２領域６０２の撮像を開始する。第２領域６０２の撮像においては、第２照明ユニット４００ａｂによる第２照明光Ｐｍ２は撮像画角ηｙに対応する撮像範囲を照明するため、撮像画角ηｙに対応する撮像範囲において、第１照明光Ｐｍ１と第２照明光Ｐｍ２とが重なる。撮像システム１００ａは、第２照明光Ｐｍ２を撮像のために使用可能となる。
【0116】
第２領域６０２は、第１領域６０１と比較して第１カメラユニット３００ａａから遠い位置にあるため、同じ露出条件であれば露出が少なくなるが、第１照明光Ｐｍ１と第２照明光Ｐｍ２とが重なることにより明るくなり、露出の不足が補われる。換言すると、第２照明ユニット４００ａｂは、第１カメラユニット３００ａａと第１領域６０１との距離と比較して、第１カメラユニット３００ａａと第２領域６０２との距離が長いことによる露出不足を補うように、第２領域６０２に第２照明光Ｐｍ２を照明できる。
【0117】
非常駐車帯７０１の区間が終了し、第２領域６０２から第１領域６０１に戻る場合にも、第１照明光Ｐｍ１と第２照明光Ｐｍ２とが重ならない状態に戻ることにより、露出が適正化される。このようにして、撮像システム１００ａは、第１領域６０１から第２領域６０２へ、あるいは第２領域６０２から第１領域６０１へ切り替わる際における急激な露出変化による露出制御の追従遅れを防ぎ、１回の移動撮像において露出量を制御して白飛びや黒潰れを防止できる。
【0118】
本実施形態では、第１照明ユニット４００ａａによる第１照明光Ｐｍ１のみを露出制御する構成を例示するが、第２照明ユニット４００ａｂによる第２照明光Ｐｍ２も併せて露出制御を行うこともできる。
【0119】
＜撮像システム１００ａによる撮像動作例＞
図１１は、撮像システム１００ａによる撮像動作の一例を示すフローチャートである。
図１１は、撮像システム１００ａによる撮像動作の一例を示すフローチャートである。
【0120】
まず、ステップＳ１１１において、車両５００は走行を開始する。
【0121】
続いて、ステップＳ１１２において、露出条件決定部１４１は、露出条件を自動露出条件に決定し、第１カメラユニット３００ａａは、自動露出条件下においてトンネル６００の壁面を撮像する。
【0122】
続いて、ステップＳ１１３において、距離検出部１２０は、車両５００の走行方向と交差する方向における第１カメラユニット３００ａａとトンネル６００の壁面との間の距離を検出し、検出結果を露出条件決定部１４１に出力する。
【0123】
なお、ステップＳ１１２とステップＳ１１３の順番は適宜変更可能であり、両者が並行して行われてもよい。
【0124】
続いて、ステップＳ１１４において、露出条件決定部１４１は、検出された距離が所定の第１閾値以下であるか否かを判定する。
【0125】
ステップＳ１１４において、検出された距離が所定の第１閾値以下であると判定された場合（ステップＳ１１４、Ｙｅｓ）には、露出条件決定部１４１は、露出条件を自動露出条件に決定し、決定結果を露出制御部１４２に出力する。
【0126】
そして、ステップＳ１１５において、第１カメラユニット３００ａａは、自動露出条件下においてトンネル６００の壁面を撮像する。
【0127】
一方、ステップＳ１１４において、検出された距離が所定の第１閾値以下でないと判定された場合（ステップＳ１１４、Ｎｏ）には、露出条件決定部１４１は、露出条件を固定露出条件に決定し、決定結果を露出制御部１４２に出力する。
【0128】
そして、ステップＳ１１６において、第１カメラユニット３００ａａは、固定露出条件下においてトンネル６００の壁面を撮像する。
【0129】
続いて、ステップＳ１１７において、露出制御部１４２は、自動露出条件を算出する。
【0130】
続いて、ステップＳ１１８において、露出制御部１４２は、算出した露出条件データを記憶部１４３に記憶する。
【0131】
続いて、ステップＳ１１９において、終了判定部１４５は、撮像システム１００によるトンネル６００の壁面の撮像が終了したか否かを判定する。
【0132】
ステップＳ１１９において、撮像が終了したと判定された場合（ステップＳ１１９、Ｙｅｓ）には、撮像システム１００ａは撮像を終了する。一方、ステップＳ１１９で撮像が終了していないと判定された場合（ステップＳ１１９、Ｎｏ）には、撮像システム１００ａは、ステップＳ１１３に戻り、ステップＳ１１３以降の動作を再度行う。
【0133】
このようにして、撮像システム１００ａは、トンネル６００の壁面を撮像できる。
【0134】
＜露出制御部１４２による処理例＞
図１２は、露出制御部１４２による処理の一例を示すフローチャ－トである。
図１２は、露出制御部１４２による処理の一例を示すフローチャ－トである。
【0135】
まず、ステップＳ１２１において、光量検出部１３０は、撮像光量データＩを検出し、検出した撮像光量データＩを露出制御部１４２に出力する。
【0136】
続いて、ステップＳ１２２において、露出制御部１４２は、撮像光量データＩが、予め定められた目標値Ｉｇより大きいか否かを判定する。
【0137】
ステップＳ１２２において、撮像光量データＩが目標値Ｉｇより大きいと判定された場合（ステップＳ１２２、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１２３において、絞り制御部１５３は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、絞り３３１－１ａ、３３２－１ａ、３３３－１ａおよび３３４－１ａの直径を縮小可能であるか否かを判定する。
【0138】
ステップＳ１２３において、縮小可能である判定された場合（ステップＳ１２３、Ｙｅｓ）には、絞り制御部１５３は、ステップＳ１２４において、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで各絞りの直径を縮小する。その後、露出制御部１４２は、処理を終了する。
【0139】
一方、ステップＳ１２３において、縮小可能でないと判定された場合（ステップＳ１２３、Ｎｏ）には、ステップＳ１２５において、露光時間制御部１５１は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、ラインＣＣＤ３３１－２、３３２－２、３３３－２および３３４－２の露光時間を短縮可能であるか否かを判定する。
【0140】
ステップＳ１２５において、短縮可能である判定された場合（ステップＳ１２５、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１２６において、露光時間制御部１５１は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで各ラインＣＣＤの露光時間を短縮し、その後、露出制御部１４２は処理を終了する。
【0141】
一方、ステップＳ１２５において、短縮可能でないと判定された場合（ステップＳ１２５、Ｎｏ）には、ステップＳ１２７において、増幅率制御部１５２は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、各ラインＣＣＤの増幅率を低下可能であるか否かを判定する。
【0142】
ステップＳ１２７において、低下可能であると判定された場合（ステップＳ１２７、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１２８において、増幅率制御部１５２は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで各ラインＣＣＤの増幅率を低下させ、その後、露出制御部１４２は処理を終了する。
【0143】
一方、ステップＳ１２７において、低下可能でないと判定された場合（ステップＳ１２７、Ｎｏ）には、ステップＳ１２９において、照明制御部１５４は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、光源４３１－２、４３２－２、４３３－２、４３４－２、４３５－２および４３６－２の照明光量を低下可能であるか否かを判定する。
【0144】
ステップＳ１２９において、低下可能であると判定された場合（ステップＳ１２９、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３０において、照明制御部１５４は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで各光源の照明光量を低下させ、その後、露出制御部１４２は処理を終了する。
【0145】
一方、ステップＳ１２９において、低下可能でないと判定された場合（ステップＳ１２９、Ｎｏ）には、ステップＳ１３１において、露出制御部１４２は、ブザー１１６にビープ音を発生させて、調査範囲外の警告を報知し、その後、ステップＳ１２１に戻って処理を継続する。なお、ビープ音の発生に代えて、外部Ｉ／Ｆ１１５を介してユーザインターフェース画面に警告メッセージを表示する等して、ユーザに報知してもよい。
【0146】
一方、ステップＳ１２２において、撮像光量データＩが予め決定された目標値Ｉｇより大きくないと判定された場合（ステップＳ１２２、Ｎｏ）には、ステップＳ１３２において、照明制御部１５４は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、各光源の照明光量を上昇可能であるか否かを判定する。
【0147】
ステップＳ１３２において、上昇可能であると判定された場合（ステップＳ１３２、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３３において、照明制御部１５４は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで各光源の照明光量を上昇させ、その後、露出制御部１４２は処理を終了する。
【0148】
一方、ステップＳ１３２において、上昇可能でないと判定された場合（ステップＳ１３２、Ｎｏ）には、ステップＳ１３４において、増幅率制御部１５２は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、各ラインＣＣＤの増幅率を上昇可能であるか否かを判定する。
【0149】
ステップＳ１３４において、上昇可能であると判定された場合（ステップＳ１３４、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３５において、増幅率制御部１５２は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、各ラインＣＣＤの増幅率を上昇させ、その後、処理を終了する。
【0150】
一方、ステップＳ１３４において、上昇可能でないと判定された場合（ステップＳ１３４、Ｎｏ）には、ステップＳ１３６において、露光時間制御部１５１は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、各ラインＣＣＤの露光時間を延長可能であるか否かを判定する。
【0151】
ステップＳ１３６において、延長可能であると判定された場合（ステップＳ１３６、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３７において、露光時間制御部１５１は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、各ラインＣＣＤの露光時間を延長し、その後、露出制御部１４２は処理を終了する。
【0152】
一方、ステップＳ１３６において、延長可能でないと判定された場合（ステップＳ１３６、Ｎｏ）には、ステップＳ１３８において、絞り制御部１５３は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、各絞りの直径を拡大可能であるか否かを判定する。
【0153】
ステップＳ１３８において、拡大可能であると判定された場合（ステップＳ１３８、Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３９において、絞り制御部１５３は、撮像光量データＩが目標値Ｉｇになるまで、各絞りの直径を拡大し、その後、処理を終了する。
【0154】
一方、ステップＳ１３８において、拡大可能でないと判定された場合（ステップＳ１３８、Ｎｏ）には、ステップＳ１３１において、露出制御部１４２は、ブザー１１６にビープ音を発生させて、調査範囲外の警告を報知し、その後、ステップＳ１２１に戻って処理を継続する。なお、上述したものと同様に、ビープ音の発生に代えて、外部Ｉ／Ｆ１１５を介してユーザインターフェース画面に警告メッセージを表示する等して報知してもよい。
【0155】
このようにして、露出制御部１４２は、撮像光量データＩに基づいて露出制御処理を実行することができる。なお、図１８では、ステップＳ１２３からＳ１３０において、絞り径縮小（ステップＳ１２３からＳ１２４）、露光時間短縮（ステップＳ１２５からＳ１２６）、増幅率低下（ステップＳ１２７からＳ１２８）、照明光量低下（ステップＳ１２９からＳ１３０）の順に制御する例を示したが、この順番は適宜変更可能である。同様に、ステップＳ１３２からＳ１３９において、照明光量上昇（ステップＳ１３２からＳ１３３）、増幅率上昇（ステップＳ１３４からＳ１３５）、露光時間延長（ステップＳ１３６からＳ１３７）、絞り径拡大（ステップＳ１３８からＳ１３９）の順に制御する例を示したが、この順番も適宜変更可能である。
【0156】
＜撮像システム１００ａの作用効果＞
以上説明したように、撮像システム１００ａは、車両５００（移動体）に設置された状態においてトンネル６００の壁面（対象物）を移動撮像する第１カメラユニット３００ａａと、車両５００に設置された状態においてトンネル６００に壁面を照明する第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂと、を有する。トンネル６００の壁面は、第１領域６０１と、第１領域６０１よりも第１カメラユニット３００ａａから遠い位置にある第２領域６０２と、を含み、第２照明ユニット４００ａｂによる第２照明光Ｐｍ２は、第１領域６０１を撮像する場合には、第１領域６０１上において第１照明ユニット４００ａａによる第１照明光Ｐｍ１と重ならず、第２領域６０２を撮像する場合には、第２領域６０２上において第１照明光Ｐｍ１と重なる。
以上説明したように、撮像システム１００ａは、車両５００（移動体）に設置された状態においてトンネル６００の壁面（対象物）を移動撮像する第１カメラユニット３００ａａと、車両５００に設置された状態においてトンネル６００に壁面を照明する第１照明ユニット４００ａａおよび第２照明ユニット４００ａｂと、を有する。トンネル６００の壁面は、第１領域６０１と、第１領域６０１よりも第１カメラユニット３００ａａから遠い位置にある第２領域６０２と、を含み、第２照明ユニット４００ａｂによる第２照明光Ｐｍ２は、第１領域６０１を撮像する場合には、第１領域６０１上において第１照明ユニット４００ａａによる第１照明光Ｐｍ１と重ならず、第２領域６０２を撮像する場合には、第２領域６０２上において第１照明光Ｐｍ１と重なる。
【0157】
第２領域６０２は、第１領域６０１と比較して第１カメラユニット３００ａａから遠い位置にあるため、同じ露出条件であれば第１領域６０１と比較して撮像の際に露出が少なくなるが、第１照明光Ｐｍ１と第２照明光Ｐｍ２とが重なることにより明るくなり、露出の不足が補われる。また第２領域６０２から第１領域６０１に撮像対象が切り替わる際には、第１照明光Ｐｍ１と第２照明光Ｐｍ２とが重ならずに露出が抑えられる。これにより、第１領域６０１および第２領域６０２それぞれの撮像において適正な露出量を予め求めるための移動撮像を行わなくても、急激な露出変化による露出制御の追従遅れを防ぐことができ、１回の移動撮像において露出量を制御できる。そして、白飛びや黒潰れを防止し、適正な露出量によりトンネル６００の壁面を撮像できる。
【0158】
また撮像システム１００ａでは、第１照明ユニット４００ａａは、第１領域６０１および第２領域６０２のいずれを撮像する場合にも、第１照明ユニット４００ａａによる第１配光角φｙ１と第１カメラユニット３００ａａの撮像画角ηｙとが重なるように設置される。第２照明ユニット４００ａｂは、第１領域６０１を撮像する場合には、第２照明ユニット４００ａｂによる第２配光角φｙ２と撮像画角ηｙとが重ならないように設置され、第１カメラユニット３００ａａが第２領域６０２を撮像する場合には第２配光角φｙ２と撮像画角ηｙとが重なるように設置される。これにより、第１領域６０１および第２領域６０２それぞれの撮像において適正な露出量を予め求めるための移動撮像を行わなくても、急激な露出変化による露出制御の追従遅れを防ぐことができ、１回の移動撮像において露出量を制御できる。
【0159】
また撮像システム１００ａでは、第２照明ユニット４００ａｂは、第１カメラユニット３００ａａと第１領域６０１との距離と比較して、第１カメラユニット３００ａａと第２領域６０２との距離が長いことによる露出不足を補うように、第２領域６０２に第２照明光Ｐｍ２を照明する。これにより、第１領域６０１および第２領域６０２それぞれの撮像において適正な露出量を予め求めるための移動撮像を行わなくても、急激な露出変化による露出制御の追従遅れを防ぐことができ、１回の移動撮像において露出量を制御できる。
【0160】
また撮像システム１００ａでは、第１照明光Ｐｍ１の第１照明中心軸Ｃｍ１は、撮像光Ｐｎの撮像中心軸Ｃｎに対して平行であり、第２照明光Ｐｍ２の第２照明中心軸Ｃｍ２は、撮像中心軸Ｃｎに対して傾いている。これにより、第２照明光Ｐｍ２は、第１領域６０１を撮像する場合には、第１領域６０１上において第１照明光Ｐｍ１と重ならず、第２領域６０２を撮像する場合には、第２領域６０２上において第１照明光Ｐｍ１と重なるようにすることができる。
【0161】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る撮像システム１００ｂは、第１照明ユニット４００ａａ以外に、第２照明ユニット４００ａｂを含む複数の照明部を含み、複数の照明部は、車両５００に設置された状態においてトンネル６００の壁面を照明する。複数の照明部それぞれによる照明光は、第１領域６０１を撮像する場合には、第１領域６０１上において第１照明光Ｐｍ１と重ならず、第２領域６０２を撮像する場合には、第２領域６０２上において第１照明光Ｐｍ１と重なる。
第２実施形態に係る撮像システム１００ｂは、第１照明ユニット４００ａａ以外に、第２照明ユニット４００ａｂを含む複数の照明部を含み、複数の照明部は、車両５００に設置された状態においてトンネル６００の壁面を照明する。複数の照明部それぞれによる照明光は、第１領域６０１を撮像する場合には、第１領域６０１上において第１照明光Ｐｍ１と重ならず、第２領域６０２を撮像する場合には、第２領域６０２上において第１照明光Ｐｍ１と重なる。
【0162】
図１３は、撮像システム１００ｂによる撮像方法を説明する図である。図１３は、図１０を簡略化して示した図であり、図の見方は図１０と同様である。撮像システム１００ｂは、第１照明ユニット４００ａａ以外に、第２照明ユニット４００ａｂと、第３照明ユニットと、を含む。第２照明中心軸Ｃｍ２は、第２照明ユニット４００ａｂによる第２照明光Ｐｍ２の中心軸を示している。第３照明中心軸Ｃｍ３は、第３照明ユニットによる照明光の中心軸を示している。
【0163】
図１３に示すように、第２照明光Ｐｍ２と第３照明ユニットによる照明光は、第１領域６０１を撮像する場合には、第１領域６０１上において第１照明光Ｐｍ１と重ならず、第２領域６０２を撮像する場合には、第２領域６０２上において第１照明光Ｐｍ１と重なる。この構成により、第２領域６０２の撮像における露出量をより多くすることができる。
【0164】
上記以外の効果は、第１実施形態と同様である。なお、本実施形態では、撮像システム１００ｂが３つの照明部を有する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、撮像システム１００ｂは４つ以上の照明部を有することもできる。
【0165】
以上、本発明の実施形態の例について記述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【0166】
具体的には、カメラを搭載する車両としては２輪車、一般車等の４輪車、建設・農業・産業車両、鉄道車両、特殊車両であってもよく、また、ドローン等の飛行体であってもよい。これらまとめて移動体と称する。
【0167】
また実施形態では、対象物の一例としてトンネルを説明したが、これに限るものではなく、対象物には、気体、液体、粉体、粒体物質の輸送に用いる配管も含まれる。また、対象物には、昇降機（エレベータ）が走行する縦穴状の鉄筋コンクリート構造等の昇降路（エレベータシャフト）も含まれる。
【0168】
撮像システム１００、１００ａおよび１００ｂにおいて、センサ制御ボード１１０は必ずしも車両５００に搭載されなくてもよく、センサ制御ボード１１０とカメラユニット３００および照明ユニット４００等とが遠隔通信可能に構成されてもよい。
【0169】
また実施形態は、撮像方法も含む。例えば、撮像方法は、前記移動体に設置された撮像部により、対象物を移動撮像し、前記移動体に設置された第１および第２照明部により、前記対象物を照明し、前記対象物は、第１領域と、前記第１領域よりも前記撮像部から離れている第２領域と、を含み、前記第２照明部による第２照明光は、前記第１領域を撮像する場合には、前記第１領域上において前記第１照明部による第１照明光と重ならず、前記第２領域を撮像する場合には、前記第２領域上において前記第１照明光と重なる。このような撮像方法により、上述の撮像システムと同様の効果を得ることができる。このような撮像方法は、ＣＰＵ、ＬＳＩ等の回路、ＩＣカードまたは単体のモジュール等によって、実現されてもよい。
【符号の説明】
【0170】
１００ 撮像システム
１１０ センサ制御ボード
１１１ ＣＰＵ
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ ＨＤＤ
１１５ 外部Ｉ／Ｆ
１１６ ブザー
１１７ システムバス
１２０ 距離検出部
１２１ 第１距離検出部
１２２ 第２距離検出部
１３０ 光量検出部
１８０ ＴＯＦセンサ（距離検出部の一例）
１４０ 制御部
１４１ 露出条件決定部
１４２ 露出制御部
１５１ 露光時間制御部
１５２ 増幅率制御部
１５３ 絞り制御部
１５４ 照明制御部
１４３ 記憶部
１４４ 入出力部
１４５ 終了判定部
１６０ ＩＭＵ
１７０ 車速計
２００ スライドユニット
２０１ スライド方向
２１０、２２０ レール
２３０ ベース
３００ カメラユニット
３００ａａ 第１カメラユニット（撮像部の一例）
３３１、３３２、３３３、３３４ カメラ
３３１－１、３３４－１ レンズ
３３１－１ａ 絞り
３３１－２、３３４－２ ラインＣＣＤ
４００ 照明ユニット
４００ａａ 第１照明ユニット（第１照明部の一例）
４００ａｂ 第２照明ユニット（第２照明部の一例）
４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６ 照明光源部
４３１－１ レンズ
４３１－１ａ 絞り
４３１－２ 光源
５００ 車両
６００ トンネル
６０１ 第１領域
６０２ 第２領域
７００ 道路
７０１ 非常駐車帯
Ｉ 撮像光量データ
Ｉｇ 目標値
φｙ１ 第１配光角
φｙ２ 第２配光角
ηｙ 撮像画角
Ｐｍ１ 第１照明光
Ｐｍ２ 第２照明光
Ｐｎ 撮像光
Ｃｍ１ 第１照明中心軸
Ｃｍ２ 第２照明中心軸
Ｃｍ３ 第３照明中心軸
Ｃｎ 撮像中心軸
１１０ センサ制御ボード
１１１ ＣＰＵ
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ ＨＤＤ
１１５ 外部Ｉ／Ｆ
１１６ ブザー
１１７ システムバス
１２０ 距離検出部
１２１ 第１距離検出部
１２２ 第２距離検出部
１３０ 光量検出部
１８０ ＴＯＦセンサ（距離検出部の一例）
１４０ 制御部
１４１ 露出条件決定部
１４２ 露出制御部
１５１ 露光時間制御部
１５２ 増幅率制御部
１５３ 絞り制御部
１５４ 照明制御部
１４３ 記憶部
１４４ 入出力部
１４５ 終了判定部
１６０ ＩＭＵ
１７０ 車速計
２００ スライドユニット
２０１ スライド方向
２１０、２２０ レール
２３０ ベース
３００ カメラユニット
３００ａａ 第１カメラユニット（撮像部の一例）
３３１、３３２、３３３、３３４ カメラ
３３１－１、３３４－１ レンズ
３３１－１ａ 絞り
３３１－２、３３４－２ ラインＣＣＤ
４００ 照明ユニット
４００ａａ 第１照明ユニット（第１照明部の一例）
４００ａｂ 第２照明ユニット（第２照明部の一例）
４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６ 照明光源部
４３１－１ レンズ
４３１－１ａ 絞り
４３１－２ 光源
５００ 車両
６００ トンネル
６０１ 第１領域
６０２ 第２領域
７００ 道路
７０１ 非常駐車帯
Ｉ 撮像光量データ
Ｉｇ 目標値
φｙ１ 第１配光角
φｙ２ 第２配光角
ηｙ 撮像画角
Ｐｍ１ 第１照明光
Ｐｍ２ 第２照明光
Ｐｎ 撮像光
Ｃｍ１ 第１照明中心軸
Ｃｍ２ 第２照明中心軸
Ｃｍ３ 第３照明中心軸
Ｃｎ 撮像中心軸
【先行技術文献】
【特許文献】
【0171】
【特許文献1】特開２０１０－２３９４７９号公報
【特許文献2】特開２０２０－１９８６０８号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】