特許 7415354 計測装置、移動体および車両

(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】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】計測装置、移動体および車両

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/245 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

G01B11/245 H

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019136369

(22)【出願日】2019-07-24

(65)【公開番号】P2020024195

(43)【公開日】2020-02-13

【審査請求日】2022-05-18

(31)【優先権主張番号】P 2018142992

(32)【優先日】2018-07-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】釣谷 翔

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０４５６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０８６８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／０４４５８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０５６２６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－１８７２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９０３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９５６２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００ － １１／３０

Ｇ０１Ｃ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体に取付可能な計測装置であって、
前記計測装置は、第１の撮像装置および第２の撮像装置を有し、
前記第１の撮像装置の撮像方向と前記第２の撮像装置の撮像方向とを同じ方向とし、且つ前記第１の撮像装置の撮像対象までの距離と前記第２の撮像装置の前記撮像対象までの距離とが等しくなるように、前記第１の撮像装置と前記第２の撮像装置を配置した場合における前記計測装置の幅方向の撮像範囲を確保するために、
前記第１の撮像装置の撮像方向は、前記移動体の幅方向外側に向かって所定の角度を有しており、
前記第２の撮像装置は、前記第１の撮像装置よりも前記移動体の幅方向内側に配置され、且つ前記移動体の高さ方向において、前記第１の撮像装置は、前記第２の撮像装置よりも前記撮像対象に近い位置に配置され、
前記第１の撮像装置と前記第２の撮像装置とは、撮像領域の一部が重なり、
前記移動体の高さ方向に対する前記第１の撮像装置の撮像方向の前記移動体の幅方向の角度をθ２Ａとし、前記移動体の高さ方向に対する前記第２の撮像装置の撮像方向の前記移動体の幅方向の角度をθＢとして、
θ２Ａ＞θＢ
を満足するように配置されている、
ことを特徴とする計測装置。

【請求項2】

前記第１の撮像装置は、前記第２の撮像装置の撮像領域外にある、
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。

【請求項3】

前記第１の撮像装置および前記第２の撮像装置は、
｜θ２Ａ－θＢ｜≦３０°
を満足するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

【請求項4】

前記第２の撮像装置は、
θＢ＝０°
を満足するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の計測装置。

【請求項5】

前記撮像装置の撮像方向は、前記移動体の鉛直方向に対して前記移動体の進行方向に角度を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の計測装置。

【請求項6】

前記第１の撮像装置の有効ワーキングディスタンスは、
前記第１の撮像装置から近い側のワーキングディスタンスで形成される四角形を上面とし、
前記第１の撮像装置から遠い側のワーキングディスタンスで形成される四角形を底面とする四角錐台の領域を有し、
前記第１の撮像装置で撮像される画像は、
前記上面の頂点のうちの１つの頂点である第１頂点の近傍と、
前記底面の頂点のうち前記第１頂点と対角方向に位置する第２頂点の近傍と、を用いて形成する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の計測装置。

【請求項7】

前記撮像装置は、少なくとも２つのレンズを有するステレオカメラである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の計測装置。

【請求項8】

前記ステレオカメラが有しているレンズは、広角レンズである
ことを特徴とする請求項７に記載の計測装置。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の計測装置を備える、
ことを特徴とする移動体。

【請求項10】

請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の計測装置を備える、
ことを特徴とする車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、計測装置、移動体および車両に関する。

【背景技術】

【0002】

カメラなどの撮像装置を移動体（車両、ドローンなど）に取り付けて、外環境の状態（周りの車両、道路の状態、トンネルの状態など）を計測する移動計測装置が知られている。なお、外環境の状態を計測する撮像装置としては、広角のレンズを有するカメラ、複数のカメラ（ステレオカメラ）などが既に知られている。

【0003】

特許文献１には、車載パノラマカメラシステムが開示されている。

【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に開示された構成では、移動体の近傍の被写体（道路等）を撮像する場合、撮像範囲が移動体と干渉することで撮像範囲が小さくなるという課題がある。

【0005】

よって、本発明は、高精度かつ広範囲を計測できる計測装置、移動体および車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施の形態の一観点によれば、移動体に取付可能な計測装置であって、前記計測装置は、第１の撮像装置および第２の撮像装置を有し、前記第１の撮像装置の撮像方向と前記第２の撮像装置の撮像方向とを同じ方向とし、且つ前記第１の撮像装置の撮像対象までの距離と前記第２の撮像装置の前記撮像対象までの距離とが等しくなるように、前記第１の撮像装置と前記第２の撮像装置を配置した場合における前記計測装置の幅方向の撮像範囲を確保するために、前記第１の撮像装置の撮像方向は、前記移動体の幅方向外側に向かって所定の角度を有しており、前記第２の撮像装置は、前記第１の撮像装置よりも前記移動体の幅方向内側に配置され、且つ前記移動体の高さ方向において、前記第１の撮像装置は、前記第２の撮像装置よりも前記撮像対象に近い位置に配置され、前記第１の撮像装置と前記第２の撮像装置とは、撮像領域の一部が重なり、前記移動体の高さ方向に対する前記第１の撮像装置の撮像方向の前記移動体の幅方向の角度をθ２Ａとし、前記移動体の高さ方向に対する前記第２の撮像装置の撮像方向の前記移動体の幅方向の角度をθＢとして、θ２Ａ＞θＢを満足するように配置されている、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、高精度かつ広範囲を計測できる計測装置、移動体および車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る計測装置を備える移動計測装置を説明する図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は後方側から見た斜視図である。

【図2】移動計測装置の計測状態を説明する図である。

【図3】第１実施形態に係る計測装置を下方側から見た斜視図である。

【図4】第１実施形態に係る計測装置の側面側から見た断面図である。

【図5】第１実施形態に係る計測装置を後方側から見た断面図である。

【図6】参考例に係る計測装置における後方模式図である。

【図7】参考例に係る計測装置の上方模式図である。

【図8】参考例に係る計測装置における後方模式図である。

【図9】第１実施形態に係る計測装置の撮像範囲を示す後方模式図である。

【図10】計測装置におけるカメラの配置を説明する後方模式図である。

【図11】第１実施形態に係る計測装置の撮像範囲を示す斜視図である。

【図12】計測装置におけるカメラの配置を説明する側方模式図である。

【図13】第１実施形態に係る計測装置の有効ワーキングディスタンスを説明する図である。

【図14】第２実施形態に係る計測装置を後方側から見た断面図である。

【図15】第３実施形態に係る計測装置を後方側から見た断面図である。

【図16】第４実施形態に係る計測装置を後方側から見た断面図である。

【図17】第５実施形態に係る計測装置を後方側から見た断面図である。

【図18】第６実施形態に係る計測装置を後方側から見た断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0010】

第１実施形態に係る計測装置１００を備える移動計測装置８００について、図１および図２を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る計測装置１００を備える移動計測装置８００を説明する図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は後方側から見た斜視図である。図２は、移動計測装置８００の計測状態を説明する図である。なお、図１，２および以下の説明において、車両７００の進行方向を前方向（前進方向）、その逆方向を後方向（後進方向）、重力方向を下方向、その逆方向を上方向、進行方向にみて水平右方向を右方向、その逆方向を左方向、と称するものとする。

【0011】

移動計測装置８００は、車両（移動体）７００と、車両７００に取り付けられたマウント７５０と、マウント７５０を介して車両７００に取り付けられた計測装置１００と、を備えている。

【0012】

なお、図１，２に示す移動計測装置８００では、車両７００の後方にマウント７５０が取り付けられ、図２に示すように計測装置１００が備えるステレオカメラ（撮像装置）１３０の光路の軌跡Ｓが略下向きとなるように取り付けられている。このような構成により、移動計測装置８００は、前進方向Ｆに移動しながら計測装置１００内のステレオカメラ１３０で路面９００を撮像することにより、計測対象である路面９００の凹凸や道路の状態（白線が消えていないか等）を計測することができるようになっている。より具体的には、道路の平坦性（進行方向の凹凸）、わだち掘れ量、ひび割れ率を計測することができる。その後、これら３つの路面性状値に基づいてＭＣＩ（Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｄｅｘ）を求めることができる。ＭＣＩは、計測後に計測データを外部機器であるＰＣ、タブレット端末などに送信して求めてもよく、車両７００にＰＣを備えつけて計測移動しながら求めてもよい。

【0013】

なお、車両７００の後方に限らず、車両７００の前方や側面（車両７００のドアが備えてある面）にマウント７５０を取り付けてもよい。

【0014】

次に、第１実施形態に係る計測装置１００について、図３から図５を用いてさらに説明する。図３は、第１実施形態に係る計測装置１００を下方側から見た斜視図である。図４は、第１実施形態に係る計測装置１００の側面側から見た断面図である。図５は、第１実施形態に係る計測装置１００を後方側から見た断面図である。

【0015】

計測装置１００は、ベースフレーム１１０と、カメラマウント１２０と、ステレオカメラ１３０と、保護カバーユニット２００と、を備えている。計測装置１００は、複数のステレオカメラ１３０を備えることにより、広範囲の計測データを取得することが可能となる。なお、図３に示す第１実施形態に係る計測装置１００においては、３つのステレオカメラ１３０（１３０－１，１３０－２，１３０－３）を備えており、それぞれカメラマウント１２０（１２０－１，１２０－２，１２０－３）が設けられている。ベースフレーム１１０は、一端がマウント７５０（図１参照）に固定され、他端にカメラマウント１２０が取り付けられている。カメラマウント１２０は、撮像装置であるステレオカメラ１３０を固定する。なお、カメラマウント１２０には、ステレオカメラ１３０の撮像角度を調整する角度調整機構を備えていてもよい。

【0016】

ステレオカメラ１３０は、２つのレンズ１３１を有するカメラであり、得られた画像データを処理することにより計測対象までの距離を計測することができる。なお、計測装置１００が備える撮像装置は、ステレオカメラ１３０であるものとして説明するが、これに限定されるものではない。例えば、被写体の状態を確認したい場合には、撮像装置として単眼のレンズを有するカメラを備える構成であってもよい。また、計測装置１００が備える撮像装置の数は、３つに限られるものではなく、２つであってもよく、４つ以上備えていてもよい。撮像装置を複数備える構成とすることにより、より広範囲の計測データを取得することができる。また、ステレオカメラ１３０のレンズ１３１を焦点距離が３５ｍｍ以下の広角のレンズとすることにより、より広範囲の計測データを取得することができるようにしてもよい。

【0017】

保護カバーユニット２００は、例えば樹脂プレートと樹脂プレートを支持するアルミフレームで構成されており、下面側に（即ち、撮像装置の撮像方向側に）開口部２１１（２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ）を有する箱体を形成している。なお、ステレオカメラ１３０は、保護カバーユニット２００の内部空間に配置されている。また、保護カバーユニット２００は、右側面の下端側から側面開口部２１２ａが形成され、左側面の下端側から側面開口部２１２ｂが形成されている。なお、開口部２１１と側面開口部２１２ａが連通し、開口部２１１と側面開口部２１２ｂが連通するように形成されている。このように、保護カバーユニット２００に形成される開口部は、右側面から下面を通り左側面にわたって開口する開口部２１１，２１２ａ，２１２ｂの全体として形成されている。フレーム２１６ａ，２１６ｂは、ステレオカメラ１３０の光路の軌跡（後述する図９のＳ－１～Ｓ－３参照）と干渉しない位置に設けられている。なお、図３の例では、下面側の開口部２１１は、フレーム２１６ａ，２１６ｂで区画され、３つの開口部２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃが形成されているものとして図示しているが、開口部を区画するフレーム２１６ａ，２１６ｂはなくてもよい。

【0018】

なお、保護カバーユニット２００は、開口部２１１，２１２ａ，２１２ｂを閉口する保護部材を備えていてもよい。保護部材により開口部２１１，２１２ａ，２１２ｂを閉口することにより、計測を行わない際に内部に配置されたステレオカメラ１３０を保護することができる。

【0019】

図４に示すように、ステレオカメラ１３０（１３０－１，１３０－２，１３０－３）の撮像方向は、車両７００（図１参照）の進行方向（前後方向）に対して所定の角度を有している。換言すれば、計測装置１００を幅方向から見た際、一点鎖線で示すステレオカメラ１３０の撮像方向は、二点鎖線で示す鉛直方向（上下方向）に対して、車両７００の進行方向後方に向かって所定の角度θ１で傾斜している。なお、車両７００の前方に計測装置１００を取り付けた場合、ステレオカメラ１３０の撮像方向は、鉛直方向（上下方向）に対して、車両７００の進行方向前方に向かって所定の角度で傾斜していてもよい。

【0020】

また、図５に示すように、複数設けられるステレオカメラ１３０のうち、幅方向外側のステレオカメラ１３０－１，１３０－３の撮像方向は、車両７００の幅方向（左右方向）に対して所定の角度を有している。換言すれば、計測装置１００を前後方向から見た際、一点鎖線で示すステレオカメラ１３０－１，１３０－３の撮像方向は、二点鎖線で示す鉛直方向（上下方向）に対して、車両７００の幅方向外側に向かって所定の角度θ２，θ３で傾斜している。なお、ステレオカメラ１３０－１およびステレオカメラ１３０－３の所定の角度θ２，θ３は、等しくてもよく、異なっていてもよい。

【0021】

一方、ステレオカメラ１３０－２の撮像方向は、車両７００の幅方向（左右方向）に対して所定の角度を有していない。換言すれば、計測装置１００を前後方向から見た際、ステレオカメラ１３０－２の撮像方向は、鉛直方向（上下方向）と一致している。

【0022】

ここで、参考例に係る計測装置１００Ｘと対比しつつ、第１実施形態に係る計測装置１００について説明する。図６は、参考例に係る計測装置１００Ｘにおける後方模式図である。図７は、参考例に係る計測装置１００Ｘの上方模式図である。図８は、参考例に係る計測装置１００Ｘにおける後方模式図である。なお、図６から図８においては、計測装置１００Ｘの構成を簡略して撮像装置であるカメラ１３０Ｘの位置のみを示している。

【0023】

図６に示すように、複数のカメラ１３０Ｘで広範囲の被写体（路面９００）を撮像する場合、カメラ１３０Ｘの撮像範囲と隣接するカメラ１３０Ｘの撮像範囲とが重なる重なり領域Ｄを有した状態となっている。この構成において、各カメラ１３０Ｘ間の幅方向の間隔を広げることで、計測装置１００Ｘ全体の幅方向の撮像範囲Ａを確保する場合、計測装置１００Ｘが幅方向に大型化するという課題がある。

【0024】

図７（ａ）に示すように、複数のカメラ１３０Ｘで広範囲の被写体（路面９００）を撮像する場合、撮像範囲Ａの一部が車両７００と被ってしまい干渉範囲Ｎとなる。計測装置１００Ｘは、干渉範囲Ｎの路面を撮像することができないため、被っている領域分、被写体（路面）の撮像範囲Ａが小さくなるという課題がある。一方、図７（ｂ）に示すように、撮像範囲Ａと車両７００の干渉を避けるように、複数のカメラ１３０Ｘを後方に配置すると、計測装置１００Ｘが前後方向に大型化するという課題がある。

【0025】

ここで、カメラ１３０，１３０Ｘの先端から被写体までの距離であるワーキングディスタンスのうち、所定の計測精度が得られる最も短いワーキングディスタンスから所定の計測精度が得られる最も長いワーキングディスタンスまでの間のワーキングディスタンスを、有効ワーキングディスタンスＷＤと呼ぶ。有効ワーキングディスタンスＷＤは、例えば、カメラのカタログ等で記載される推奨撮影距離の範囲や作動距離の範囲に相当する。カメラ１３０，１３０Ｘと被写体（路面９００）との距離が、有効ワーキングディスタンスＷＤの範囲内にある撮像領域では良好な画像が得られるが、有効ワーキングディスタンスＷＤよりも長くとも、短くとも、画像欠陥（画像ボケ）により計測精度が悪化してしまう。

【0026】

図８（ａ）示す計測装置１００Ｘの構成から、図８（ｂ）に示すように、カメラ１３０Ｘと被写体（路面９００）との距離を離して撮像範囲Ａを広げた場合、路面９００上の撮像範囲Ａがカメラ１３０Ｘの有効ワーキングディスタンスＷＤから外れてしまい画像欠陥（画像ボケ）が起こるという課題がある。

【0027】

図９は、第１実施形態に係る計測装置１００の撮像範囲を示す後方模式図である。なお、図９においては、計測装置１００の構成を簡略してステレオカメラ（撮像装置）１３０の位置のみを示している。また、ステレオカメラ１３０－１の光路の軌跡Ｓ－１、ステレオカメラ１３０－２の光路の軌跡Ｓ－２、ステレオカメラ１３０－３の光路の軌跡Ｓ－３について、ハッチングを付して図示している。また、図６に示す参考例に係る計測装置１００Ｘの両外側のカメラ１３０Ｘの位置を破線で図示している。

【0028】

第１実施形態に係る計測装置１００は、図５に示すように、カメラ１３０－１，１３０－３の撮像方向は、車両７００の幅方向外側に向かって所定の角度を有している。このような構成を有することにより、図９に示すように、外側のステレオカメラ１３０－１，１３０－３と画像を重ねたいステレオカメラ１３０－２との重なり領域Ｄを有した状態で、撮像範囲Ａを確保が可能となり外側のステレオカメラ１３０－１，１３０－３を車両７００の幅方向内側へ設置することが可能となる。これにより、計測装置１００の大きさ、特に計測装置１００の幅Ｗを参考例に係る計測装置１００Ｘの幅ＷＸよりも小さくすることができ、計測装置１００を小型化することができる。

【0029】

ここで、計測装置１００におけるステレオカメラ１３０の配置について図１０を用いて説明する。図１０は、計測装置１００におけるステレオカメラ１３０の配置を説明する後方模式図であり、（ａ）は第１実施形態における配置を示し、（ｂ）は参考例における配置を示す。なお、図１０においては、車両７００、マウント７５０、計測装置１００の外装等の図示を省略している。

【0030】

図１０（ａ）に示すように、一方のカメラ（例えば、ステレオカメラ１３０－１）は、車両７００の幅方向外側に向かって所定の角度θ２Ａ（図１０（ａ）の例では３０°）で傾斜している。即ち、車両７００の高さ方向に対するステレオカメラ１３０－１の撮像方向の車両７００の幅方向の角度を角度θ２Ａとする。また、一方のカメラと隣接する他方のカメラ（例えば、ステレオカメラ１３０－２）は、車両７００の幅方向外側に向かって所定の角度θＢ（図１０（ａ）の例では０°）で傾斜している。即ち、車両７００の高さ方向に対するステレオカメラ１３０－２の撮像方向の車両７００の幅方向の角度を角度θＢとする。前述のように、カメラ１３０－１，１３０－３の撮像方向は、車両７００の幅方向外側に向かって所定の角度を有している。換言すれば、θ２Ａ＞θＢを満たす。

【0031】

一方のカメラの傾斜角度θ２Ａと隣接する他方のカメラの傾斜角度θＢとの関係は、｜θ２Ａ－θＢ｜≦３０°となることが好ましい。

【0032】

ここで、所定の位置を回転中心としてステレオカメラ１３０－１を回転移動させることで、撮像範囲Ａを有効ワーキングディスタンスＷＤの範囲内でとらえつつ、計測装置１００の大きさを小型化することが可能となる。しかしながら、図１０（ｂ）に示すように、ステレオカメラ１３０－１の傾斜角度θ２Ａを大きくすると、隣接するステレオカメラ１３０－２の視野にステレオカメラ１３０－１が入る位置まで近づく位置関係となるため、写りこみが発生する。

【0033】

これに対し、｜θ２Ａ－θＢ｜≦３０°に設定することにより、隣接するカメラの視野に他のカメラが写りこむことを防止するとともに、撮像範囲Ａを有効ワーキングディスタンスＷＤの範囲内でとらえつつ、計測装置１００の大きさを小型化することが可能となる。

【0034】

また、図１０（ａ）に示すように（併せて図５参照）、車両７００の幅方向の両端のステレオカメラ１３０－１，１３０－３が中央のステレオカメラ１３０－２よりも低い位置に設置されている。このように構成することで、計測装置１００に用いるステレオカメラ１３０－１，１３０－２，１３０－３について、有効ワーキングディスタンスＷＤが同じカメラを用いることが可能となる。換言すれば、別の種類のカメラを用いる必要がなくなるため、計測装置１００のコストダウンにつながる。なお、第１実施形態に係る計測装置１００においては、両端のステレオカメラ１３０－１，１３０－３と中央のステレオカメラ１３０－２との高さの違いは、おおよそ２００ｍｍに設定している。

【0035】

図１１は、第１実施形態に係る計測装置１００の撮像範囲を示す斜視図である。第１実施形態に係る計測装置１００は、図４に示すように、ステレオカメラ１３０（１３０－１，１３０－２，１３０－３）の撮像方向は、車両７００の進行方向後方に向かって所定の角度を有している。このような構成を有することにより、図１１に示すように、各ステレオカメラ１３０－１，１３０－２，１３０－３の光路の軌跡Ｓ－１，Ｓ－２，Ｓ－３を後方に移動させることが可能となるため、車両７００と撮像範囲Ａの干渉を回避することができ、路面９００上の撮像範囲Ａの減少を抑えることができる。

【0036】

図１２は、計測装置１００におけるステレオカメラ１３０の配置を説明する側方模式図であり、（ａ）は第１実施形態における配置を示し、（ｂ）は参考例における配置を示す。なお、図１２においては、マウント７５０、計測装置１００の外装等の図示を省略している。

【0037】

図１２（ａ）に示すように、ステレオカメラ１３０が車両７００の進行方向後方に向かって傾斜する角度θ１は、２５°以下であることが好ましい。

【0038】

ここで、移動計測装置８００の走行時や信号待ちなどの停車時において後続車両７０１に車間距離を詰められた際、図１２（ｂ）に示すように、ステレオカメラ１３０の視野に後続車両７０１が入ることで路面９００の計測を妨げられるおそれがある。

【0039】

これに対し、θ１≦２５°とすることにより、後続車両７０１が写りこむことを抑制することができる。本実施例では、θ１≦２５°とすることで、後続車両との車間距離がおおよそ２ｍの場合においてもステレオカメラ１３０の視野を確保することが可能となる。

【0040】

図１３は、第１実施形態に係る計測装置１００の有効ワーキングディスタンスを説明する図であり、（ａ）は後方側から見た背面図、（ｂ）は後方上側から見た斜視図である。なお、図１３では、ステレオカメラ１３０－１の光路の軌跡Ｓ－１を省略して、光路の軌跡Ｓ－２，Ｓ－３のみを図示している。なお、第１実施形態に係る計測装置１００においては、ステレオカメラ１３０として、有効ワーキングディスタンスＷＤが１０００～２５００ｍｍであるステレオカメラを用いている。

【0041】

図１３（ａ）は、ステレオカメラ１３０－２によって形成される光路の軌跡Ｓ－２のうち、画像欠陥（画像ボケ等）が生じにくい領域（有効ワーキングディスタンス）ＷＤ－２を図示したものである。同様に、ステレオカメラ１３０－３によって形成される光路の軌跡Ｓ－３のうち、画像欠陥が生じにくい領域（有効ワーキングディスタンス）ＷＤ－３を図示したものである。図１３（ａ）に示すように、有効ワーキングディスタンスＷＤ－２，ＷＤ－３は、四角錐台の領域を有している。被写体である路面９００は、四角錐台の有効ワーキングディスタンスＷＤ－２，ＷＤ－３の内側におさまるように構成されている。ステレオカメラ１３０－１についても同様に、四角錐台の有効ワーキングディスタンスＷＤ－１の内側におさまるように構成されている（図１１参照）。

【0042】

さらに、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、ステレオカメラ１３０－３の有効ワーキングディスタンスＷＤ－３において、四角錐台のうちステレオカメラ１３０－３から近い側のワーキングディスタンスで形成される四角形を上面Ｕとし、ステレオカメラ１３０－３から遠い側のワーキングディスタンスで形成される四角形を下面Ｌとする。ステレオカメラ１３０－３は後方左側に向けて傾いているため、上面Ｕの四角形を構成する４つの頂点のうち、前方右側の頂点Ｐ１が最も下側に配置される。また、下面Ｌの四角形を構成する４つの頂点のうち、頂点Ｐ１と対角方向に位置する後方左側の頂点Ｐ２が最も上側に配置される。さらに、撮像された画像は、四角錐台の上面前方側の頂点Ｐ１の近傍点Ｐ３と、対角方向に位置する四角錐台の底面後方側の頂点Ｐ２の近傍点Ｐ４と、を含む領域Ａ－３を用いて形成されるように構成されている。このように構成することで、外側のステレオカメラ１３０－３の撮像範囲を大きくとることが可能となり、計測装置１００の撮像範囲Ａを大きくとることができる。また、有効ワーキングディスタンス内で画像を形成することができるため、画像欠陥（画像ボケ等）を生じにくい画像を取得することができる。

【0043】

第１実施形態に係る計測装置１００は、撮像装置としてステレオカメラ１３０を備えるものとして説明したが、これに限られるものではない。図１４は、第２実施形態に係る計測装置１００Ａを後方側から見た断面図である。計測装置１００Ａは撮像装置として、単眼のレンズ１３１を備えるカメラ１３０Ａを備えていてもよい。

【0044】

また、第１実施形態に係る計測装置１００は、撮像装置として３つのステレオカメラ１３０を備えるものとして説明したが、これに限られるものではない。撮像装置は２つであってもよく、４つ以上備えていてもよい。

【0045】

図１５は、第３実施形態に係る計測装置１００Ｂを後方側から見た断面図である。計測装置１００Ｂは、２つのステレオカメラ１３０（１３０－１，１３０－２）を備えている。幅方向外側のステレオカメラ１３０－１，１３０－２の撮像方向は、車両７００の幅方向に対して所定の角度を有している。その他の構成は、第１実施形態に係る計測装置１００と同様である。

【0046】

図１６は、第４実施形態に係る計測装置１００Ｃを後方側から見た断面図である。計測装置１００Ｃは、２つのステレオカメラ１３０（１３０－１，１３０－２）を備えている。幅方向外側のステレオカメラ１３０－１の撮像方向は、車両７００の幅方向に対して所定の角度を有している。一方、ステレオカメラ１３０－２の撮像方向は、車両７００の幅方向に対して所定の角度を有していない。その他の構成は、第１実施形態に係る計測装置１００と同様である。なお、右側のステレオカメラ１３０－１が幅方向に角度を有し、左側のステレオカメラ１３０－２が幅方向に角度を有さない構成であるものとして説明したが、これに限られるものではなく、左側のステレオカメラ１３０－２が幅方向に角度を有し、右側のステレオカメラ１３０－１が幅方向に角度を有さない構成であってもよい。

【0047】

図１７は、第５実施形態に係る計測装置１００Ｄを後方側から見た断面図である。計測装置１００Ｄは、４つのステレオカメラ１３０（１３０－１，１３０－２，１３０－３，１３０－４）を備えている。幅方向外側のステレオカメラ１３０－１，１３０－４の撮像方向は、車両７００の幅方向に対して所定の角度を有している。一方、ステレオカメラ１３０－２，１３０－３の撮像方向は、車両７００の幅方向に対して所定の角度を有していない。その他の構成は、第１実施形態に係る計測装置１００と同様である。

【0048】

図１８は、第６実施形態に係る計測装置１００Ｅを後方側から見た断面図である。計測装置１００Ｅは、５つのステレオカメラ１３０（１３０－１，１３０－２，１３０－３，１３０－４，１３０－５）を備えている。幅方向外側のステレオカメラ１３０－１，１３０－５の撮像方向は、車両７００の幅方向に対して所定の角度を有している。一方、ステレオカメラ１３０－２，１３０－３，１３０－４の撮像方向は、車両７００の幅方向に対して所定の角度を有していない。その他の構成は、第１実施形態に係る計測装置１００と同様である。

【符号の説明】

【0049】

１００，１００Ａ～１００Ｅ 計測装置
１１０ ベースフレーム
１２０ カメラマウント
１３０ ステレオカメラ（撮像装置）
１３０Ａ 単眼カメラ（撮像装置）
１３１ レンズ
２００ 保護カバーユニット
２１１，２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ，２１２ａ，２１２ｂ 開口部
２１６ａ，２１６ｂ フレーム
７００ 車両（移動体）
７５０ マウント
８００ 移動計測装置（移動体）
９００ 路面（撮像対象）
Ｓ 光路の軌跡
Ａ 撮像範囲
Ｄ 重なり領域
ＷＤ 有効ワーキングディスタンス
Ｎ 干渉範囲
Ｆ 前進方向
Ｐ１ 頂点（第１頂点）
Ｐ２ 頂点（第２頂点）
Ｐ３，Ｐ４ 近傍点

【先行技術文献】

【特許文献】

【0050】

【文献】特開２００７－４９２７６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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】