特許 7554447 撮像システム及び車両

(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】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】撮像システム及び車両

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/60 20230101AFI20240912BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20240912BHJP

   H04N 23/698 20230101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H04N23/60

G03B15/00 F

G03B15/00 V

H04N23/60 500

H04N23/698

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020036758

(22)【出願日】2020-03-04

(65)【公開番号】P2021141405

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-01-17

(73)【特許権者】

【識別番号】505246789

【氏名又は名称】学校法人自治医科大学

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西村 智

【審査官】吉川 康男

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０４２１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００１／００５２２５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０５２９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０６９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２７３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７３０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０８９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７６７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８５６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２３３５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０６３５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１７０１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３２０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４０６８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２３／６０

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｈ０４Ｎ ２３／６９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車輪の外囲に嵌められたタイヤの表面を含む撮像対象を撮像する撮像システムであって、
前記撮像対象の像を結像可能な撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像された前記像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記車輪の回転角度に関する情報を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記車輪の回転角度に関する情報に基づき、前記撮像素子の露光のタイミングを制御する制御部と、を備え、
前記撮像素子により変換された電気信号に基づいて画像を生成する画像生成部を更に備え、
前記画像生成部は、接地部近傍の前記タイヤの表面が映る画像と、前記撮像素子により所定の撮像角度で連続的に撮像された前記タイヤの表面の同一箇所の画像が撮像時間の順に繋がるように展開された画像と、を生成する、
撮像システム。

【請求項2】

車輪の外囲に嵌められたタイヤの表面を含む撮像対象を撮像する撮像システムであって、
前記撮像対象の像を結像可能な撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された前記像を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、前記タイヤの周方向に配置された複数のカメラと、
前記車輪の回転角度に関する情報を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記車輪の回転角度に関する情報に基づき、前記撮像素子の露光のタイミングを制御する制御部と、を備え、
前記撮像素子により変換された電気信号に基づいて画像を生成する画像生成部を更に備え、
前記画像生成部は、前記タイヤの同一部分が前記複数のカメラの各々の近傍に到達した際に撮像された複数の画像を並べて表示する、撮像システム。

【請求項3】

前記生成部により生成される前記車輪の回転角度に関する情報は、前記車輪の回転角度
に応じて所定の周期で大きさが変化する第２の電気信号を含む、
請求項１または２に記載の撮像システム。

【請求項4】

前記生成部は、前記車輪を有する車両に装備されているアンチロックブレーキシステムから発せられた情報に基づいて前記車輪の回転角度に関する情報を生成する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像システム。

【請求項5】

前記アンチロックブレーキシステムから発せられた情報は、前記車輪の回転角度に応じて大きさが変化する電圧を含み、
前記生成部は、前記電圧の振幅の大きさを所定値以上に増幅させる増幅器を含む、
請求項４に記載の撮像システム。

【請求項6】

前記撮像光学系は、前記車輪を覆うフェンダーに設けられる、
請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像システム。

【請求項7】

前記画像生成部は、前記タイヤの表面の領域ごとに生じた応力の大きさを表す指標が前記タイヤの表面に重ねて表示された画像を生成する、
請求項１に記載の撮像システム。

【請求項8】

車輪の外囲に嵌められたタイヤの表面を含む撮像対象の像を結像可能な位置に設けられる撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像された前記像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の露光のタイミングを制御するための前記車輪の回転角度に関する情報を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記車輪の回転角度に関する情報に基づき、前記撮像素子の露光のタイミングを制御する制御部と、を備え、
前記撮像素子により変換された電気信号に基づいて画像を生成する画像生成部を更に備え、
前記画像生成部は、接地部近傍の前記タイヤの表面が映る画像と、前記撮像素子により所定の撮像角度で連続的に撮像された前記タイヤの表面の同一箇所の画像が撮像時間の順に繋がるように展開された画像と、を生成する、
車両。

【請求項9】

撮像対象の像を結像可能な撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された前記像を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、タイヤの周方向に配置された複数のカメラと、
車輪の回転角度に関する情報を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記車輪の回転角度に関する情報に基づき、前記撮像素子の露光のタイミングを制御する制御部と、を備え、
前記撮像素子により変換された電気信号に基づいて画像を生成する画像生成部を更に備え、
前記画像生成部は、前記タイヤの同一部分が前記複数のカメラの各々の近傍に到達した際に撮像された複数の画像を並べて表示する、
車両。

【請求項10】

前記生成部により生成される前記車輪の回転角度に関する情報は、前記車輪の回転角度に応じて所定の周期で大きさが変化する第２の電気信号を含む、
請求項８または９に記載の車両。

【請求項11】

前記生成部は、前記車両に装備されているアンチロックブレーキシステムから発せられた情報に基づいて前記車輪の回転角度に関する情報を生成する、
請求項８から１０のいずれか一項に記載の車両。

【請求項12】

前記アンチロックブレーキシステムから発せられた情報は、前記車輪の回転角度に応じて大きさが変化する電圧を含み、
前記生成部は、前記電圧の振幅の大きさを所定値以上に増幅させる増幅器を含む、
請求項１１に記載の車両。

【請求項13】

前記撮像光学系は、前記車輪を覆うフェンダーに設けられる、
請求項８から１２のいずれか一項に記載の車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、撮像システム及び車両に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤの状態又はタイヤが接地する路面の状況を解析するために、車両に撮像装置又は各種センサが設置されることが開示されている（例えば特許文献１－９）。また、撮像装置により撮像されたタイヤの表面を評価する手法が開発されている（例えば特許文献１０）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１１－５０６９８９号公報

【文献】特開２００２－２０６９９２号公報

【文献】特開２００１－１８０２３９号公報

【文献】特開２００４－２２４２２７号公報

【文献】特開２０１０－１６３１３１号公報

【文献】特開２０１１－２２０９２９号公報

【文献】特開２０１３－１５４８９号公報

【文献】特開２００６－１３７２８４号公報

【文献】特開２００５－１６４２５４号公報

【文献】特許第３４６４６７８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１－７に示される撮像装置は、車両の所定位置に固定されている。よって、回転しているタイヤの表面における特定の部分を追跡して撮像し続けることは困難であると考えられる。従って、回転するタイヤ表面の特定の部分の時間的な変化を解析することは困難であった。

【0005】

本開示は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、回転するタイヤ表面の特定の部分の時間的な変化を解析することのできる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

【0007】

すなわち、本開示の一側面に係る撮像システムは、車輪の外囲に嵌められたタイヤの表面を含む撮像対象を撮像する撮像システムであって、前記撮像対象の像を結像可能な撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された前記像を電気信号に変換する撮像素子と、前記車輪の回転角度に関する情報を生成する生成部と、前記生成部により生成された前記車輪の回転角度に関する情報に基づき、前記撮像素子の露光のタイミングを制御する制御部と、を備える。

【0008】

当該構成によれば、走行中の車輪の回転角度が所定角度となったタイミングで撮像素子を露光させることができる。つまり、タイヤが回転し、タイヤの表面の特定の部分が撮像素子の近傍を通過する度に、撮像素子を露光させることができる。よって、回転するタイヤの表面のうち、特定の部分が選択的に撮像された画像を多数枚取得ることができる。そして、取得した画像からタイヤの表面の特定の部分を識別し、特定の部分の時間的変化を
解析することができる。

【0009】

上記一側面に係る撮像システムにおいて、前記生成部により生成される前記車輪の回転角度に関する情報は、前記車輪の回転角度に応じて所定の周期で大きさが変化する第２の電気信号を含んでもよい。

【0010】

当該構成によれば、タイヤが回転し、タイヤの表面の特定の部分が撮像素子の近傍を通過する度に、撮像素子に露光させることができる。よって、回転するタイヤの表面のうち、特定の部分が映る一連の画像を得ることができる。そして、取得した画像からタイヤ表面の特定の部分を識別し、特定の部分の時間的な変形を解析することができる。

【0011】

上記一側面に係る撮像システムにおいて、前記生成部は、前記車輪を有する車両に装備されているアンチロックブレーキシステムから発せられた情報に基づいて前記車輪の回転角度に関する情報を生成してもよい。

【0012】

当該構成によれば、車両に従来より備えられている装置を用いて当該撮像システムを形成することができるため、新たに追加する部品の数を低減することができ、製造コストは低減される。

【0013】

上記一側面に係る撮像システムにおいて、前記アンチロックブレーキシステムから発せられた情報は、前記車輪の回転角度に応じて大きさが変化する電圧を含み、前記生成部は、前記電圧の振幅の大きさを所定値以上に増幅させる増幅器を含んでもよい。

【0014】

当該構成によれば、ノイズにより電圧の振幅情報が不明確となることは抑制される。よって、撮像素子の露光のタイミングがノイズにより乱されることは低減される。

【0015】

上記一側面に係る撮像システムにおいて、前記撮像光学系は、前記車輪を覆うフェンダーに設けられてもよい。

【0016】

当該構成によれば、降雨や降雪時に走行中のタイヤの表面を撮像する場合、タイヤに刻まれた溝と路面との間に存在する水分であって、タイヤにより巻き上げられた水分が撮像光学系に降りかかることになる。よって、撮像光学系の汚れは水分により落とされる。従って、撮像画像が不鮮明となることは抑制される。よって、撮像画像に写るタイヤを識別する場合に、識別の精度の低下は抑制される。よって、識別されたタイヤの形状を解析する場合に、解析精度の低下は抑制される。

【0017】

上記一側面に係る撮像システムにおいて、前記撮像素子により変換された電気信号に基づいて画像を生成する画像生成部を更に備え、前記画像生成部は、接地部近傍の前記タイヤの表面が映る画像と、前記撮像素子により所定の撮像角度で連続的に撮像された前記タイヤの表面の同一箇所の画像が撮像時間の順に繋がるように展開された画像と、を生成してもよい。

【0018】

当該構成によれば、タイヤの表面に周方向に沿って複数の溝が形成されている場合、撮像素子により所定の撮像角度で連続的に撮像されたタイヤの表面がタイヤの周方向に繋がるように映る画像により、周方向に沿って形成されている溝同士の間の距離の変化を確認することができる。また、タイヤの溝同士の間の距離の変化が確認された場合、接地部近傍のタイヤが映る画像により、タイヤの溝同士の間の距離の変化が接地部近傍の路面の状態に起因して生じたものか否かを確認することができる。

【0019】

上記一側面に係る撮像システムにおいて、前記画像生成部は、前記タイヤの表面の領域
ごとに生じた応力の大きさを表す指標が前記タイヤの表面に重ねて表示された画像を生成してもよい。

【0020】

ここで、応力の大きさを表す指標は、矢印を含む。

【0021】

当該構成によれば、走行時のタイヤ表面において領域ごとの応力の大きさや方向を容易に把握することができる。よって、タイヤが変形した場合に、変形した理由を微視的に解析することができる。

【0022】

また、本開示の一側面に係る車両は、車輪の外囲に嵌められたタイヤの表面を含む撮像対象の像を結像可能な位置に設けられる撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された前記像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の露光のタイミングを制御するための前記車輪の回転角度に関する情報を生成する生成部と、を備える。

【0023】

当該構成によれば、走行中の車輪の回転角度が所定角度となったタイミングで撮像素子を露光させることができる。つまり、タイヤが回転し、タイヤの表面の特定の部分が撮像素子の近傍を通過する度に、撮像素子を露光させることができる。よって、回転するタイヤの表面のうち、特定の部分が選択的に撮像された画像を多数枚取得することができる。そして、取得した画像からタイヤの表面の所定部分を識別し、特定の部分の時間的な変化を解析することができる。

【0024】

上記一側面に係る車両において、前記生成部により生成される前記車輪の回転角度に関する情報は、前記車輪の回転角度に応じて所定の周期で大きさが変化する第２の電気信号を含んでもよい。

【0025】

当該構成によれば、タイヤが回転し、タイヤの表面の所定部分が撮像素子の近傍を通過する度に、撮像素子を露光させることができる。よって、回転するタイヤの表面のうち、所定部分が映る一連の画像を得ることができる。そして、取得した画像からタイヤの表面の所定部分を識別し、所定部分の経時変化を解析することができる。

【0026】

上記一側面に係る車両において、前記生成部は、前記車両に装備されているアンチロックブレーキシステムから発せられた情報に基づいて前記車輪の回転角度に関する情報を生成してもよい。

【0027】

当該構成によれば、車両に従来より備えられている装置を用いてタイヤの表面の特定の部分の時間的変形を解析できる。よって、解析のために新たな装置を製作するコストは低減される。

【0028】

上記一側面に係る車両において、前記アンチロックブレーキシステムから発せられた情報は、前記車輪の回転角度に応じて大きさが変化する電圧を含み、前記生成部は、前記電圧の振幅の大きさを所定値以上に増幅させる増幅器を含んでもよい。

【0029】

当該構成によれば、ノイズにより電圧の振幅情報が不明確となることは抑制される。よって、撮像素子の露光のタイミングがノイズにより乱されることは低減される。

【0030】

上記一側面に係る車両において、前記撮像光学系は、前記車輪を覆うフェンダーに設けられてもよい。

【0031】

当該構成によれば、降雨や降雪時に走行中のタイヤの表面を撮像する場合、タイヤに刻まれた溝と路面との間に存在する水分であって、タイヤにより巻き上げられた水分が撮像
光学系に降りかかることになる。よって、撮像光学系の汚れは水分により落とされる。従って、撮像画像が不鮮明となることは抑制される。よって、撮像画像に写るタイヤを識別する場合に、識別の精度の低下は抑制される。よって、識別されたタイヤの形状を解析する場合に、解析精度の低下は抑制される。

【発明の効果】

【0032】

本開示によれば、回転するタイヤ表面の特定の部分の時間的な変化を解析することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１は、実施形態に係る撮像システムの概要を示している。

【図2】図２は、撮像システムの機能構成の概要の一例を示している。

【図3】図３は、ギアパルサーの凹凸とトリガ信号との対応関係を説明した図である。

【図4】図４は、撮像システムの全体が実現する処理フローの概要を示している。

【図5】図５は、画像合成部により合成された合成画像の第１例を示している。

【図6】図６は、画像合成部により合成された合成画像の第２例を示している。

【図7】図７は、画像合成部により合成された合成画像の第３例を示している。

【図8】図８は、画像合成部により合成された合成画像の第４例を示している。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本開示の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本開示の例示に過ぎない。本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本開示の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、実施形態においては、車両の進行方向を前方とする。

【0035】

図１は、本実施形態に係る撮像システム１００の概要を示している。図1に示されるよ
うに、撮像システム１００は車両１に設けられる。そして、撮像システム１００は、車両１の夫々のタイヤ２を撮像するためのカメラ３を備える。なお、図１においては、右前輪のタイヤ２を撮像する例を示すが、左前輪、及び後輪にも同様にカメラ３が設けられてもよい。このようなカメラ３は、タイヤ２の接地部近傍を撮像可能な位置（カメラ３１）と、カメラ３１と並んで設置され、主にタイヤ２の表面を撮像可能な位置(カメラ３２)と、右前輪の垂直方向の中心軸に対してカメラ３２と対称な位置（カメラ３３）と、車両１の前方を撮像可能な位置（カメラ３４）と、に夫々設けられる。なお、カメラ（３１、３２、３３）が設けられる位置は、例えば車輪を覆うフェンダー４の部分である。

【0036】

カメラ３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ、リムーバブルメディア等の補助記憶装置、及び所定の通信規格で外部装置と通信可能な通信モジュールを有する。なお、リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ、あるいはディスク記録媒体であってもよい。補助記憶装置には、オペレーティングシステム（ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル等が格納され、そこに格納されたプログラムを主記憶装置の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等が制御されることによって、後述するような様々な目的に合致した各機能を実現することができる。

【0037】

また、カメラ３は、図示しないが、タイヤ２の表面へ向けて光を照射するＬＥＤと、タイヤ２の表面において反射した光を集光するレンズと、レンズにより結像されたタイヤ２の表面の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、を備える。なお、撮像素子の例としては、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が示されるが、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ－ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ）であってもよい。

【0038】

また、カメラ３が設置される車両１は、ＡＢＳ（Ａｎｔｉ－ｌｏｃｋ Ｂｒａｋｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）５を備える。そして、ＡＢＳ５は、例えばギアパルサー６を有する。ギアパルサー６は、車輪の回転数の変化に応じた磁界をコイル８（後述する）との間に生じさせる。ギアパルサー６は、強磁性体材料により形成される。ギアパルサー６は、輪状であり、車輪の外囲に嵌められていてもよい。また、ギアパルサー６の外周部は、周方向に周期的な凹凸形状を有する。凹凸形状の数は、例えば１０個である。

【0039】

また、ＡＢＳ５は、例えば磁石７とコイル８とを備える。磁石７は、ギアパルサー６と対向する車両１の本体部に設けられる。そして、コイル８は、ギアパルサー６と磁石７との間に設けられる。ここで、車輪が回転すると、ギアパルサー６が車輪と共に回転し、ギアパルサー６と磁石７との距離がギアパルサー６の凹凸形状に起因して周期的に変化する。よって、ギアパルサー６と磁石７との間に生じる磁界も周期的に変化する。コイル８には、このような周期的な磁界の変化に応じて大きさが周期的に変化する電流が流れることになる。ＡＢＳ５では、このような電流の大きさの変化の周期を検知し、当該周期の変化率が所定値以上である場合に、タイヤのロックを抑制するためにタイヤへ作用するブレーキの制動力を制御する。

【0040】

撮像システム１００は、上記のようなＡＢＳ５のコイル８に生じた電流から変換された電圧の振幅を増幅させるアンプ９（本開示の「生成部」及び「増幅器」の一例）を備える。なお、ＡＢＳ５の構成は、上記のギアパルサー６、磁石７、及びコイル８を備える例に限定されず、スピードセンサあるいはＡＢＳセンサなどの呼称で速度フィードバックのために用いられるセンサを備えてもよい。これらのセンサによっても、車輪の回転に応じた交流電圧が発生する。そして、発生した交流電圧がアンプ９に入力されてもよい。

【0041】

また、撮像システム１００は、情報処理装置１０を備える。情報処理装置１０は、アンプ９によって増幅された電圧を受信し、当該受信した電圧をデジタル信号へと変換する。そして、変換したデジタル信号を利用してカメラ３の撮像のタイミングを制御する（詳細は後述する）。なお、情報処理装置１０は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭやＲＯＭ等の主記憶装置、ＥＰＲＯＭ、ハードディスクドライブ、リムーバブルメディア等の補助記憶装置、及びＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）や無線回路等の通信モジュールを有するコンピュータである。また、リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢメモリ、あるいは、ＣＤやＤＶＤのようなディスク記録媒体であってもよい。そして、補助記憶装置には、オペレーティングシステム（ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル形式の情報等が格納され、そこに格納されたプログラムを主記憶装置の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等が制御されることによって、後述するような所定の目的に合致した各機能を実現することができる。

【0042】

（機能構成）
図２は、撮像システム１００を形成するカメラ３、及び情報処理装置１０の夫々の機能構成の概要の一例を示している。

【0043】

カメラ３は、露光制御部３７を備える。露光制御部３７は、シャッターの開放時間を制
御することで撮像素子における露光状態を調整する。すなわち、露光制御部３７は、露光の開始のタイミングを情報処理装置１０のトリガ信号供給部１０１（後述する）から供給されるトリガ信号（本開示の「第２の電気信号」の一例）の入力タイミングに基づいて決定する。また、露光制御部３７は、露光の開始から所定時間経過後に露光を終了させる。なお、カメラ３は、静止画撮像モードあるいは動画撮像モードの何れかの撮像モードに設定されており、露光の終了のタイミングを示す所定時間は、設定された撮像モードに応じて調節される。

【0044】

一方、情報処理装置１０は、トリガ信号供給部１０１を備える。トリガ信号供給部１０１は、アンプ９から車輪の回転に応じて周期的に大きさが変化する電圧を受信する。なお、受信した電圧は、アンプ９によりその大きさが増幅されている。そして、トリガ信号供給部１０１は、受信した電圧をデジタル信号に変換する（詳細は後述する）。そして、トリガ信号供給部１０１は、当該デジタル信号を使用して、カメラ３の露光制御部３７に送信するトリガ信号を生成する。

【0045】

図３は、ギアパルサー６の凹凸とトリガ信号との対応関係を説明した図である。すなわち、図３（Ａ）は、コイル８と最接近するギアパルサー６の凸番号、及びコイル８に生じる電流の時間的変化を示している。そして、図３（Ｂ）は、トリガ信号供給部１０１により生成されるトリガ信号の一例を示す。

【0046】

トリガ信号供給部１０１は、アンプ９から受信した電圧信号から特定の周波数領域を取り出すことで電圧の波形整形を行う。そして、トリガ信号供給部１０１は、整形された電圧をコンパレータに入力することでパルス信号を生成する。ここで、ギアパルサー６の凸の数は、１０個であるため、パルス信号のパルスの数は、タイヤ2が１周するごとに１０
個生成される。トリガ信号供給部１０１は、このように生成されたパルス信号をカウンタに入力することでパルス数の除算処理を行う。そして、このような除算処理が行われたパルス信号はトリガ信号としてカメラ３１へ送信される。

【0047】

図３（Ｂ）に示される例では、番号が１であるギアパルサー６の凸がコイル８と最接近するたびに、１を示すトリガ信号がトリガ信号供給部１０１により生成されている。このようなトリガ信号がカメラ３１へ送信される場合、１番目の凸部がコイル８に最接近した時にカメラ３１の近傍に位置するタイヤ２の特定の表面が、該カメラ３１により撮像されることになる。また、タイヤ２が１回転し、１番目の凸部がコイル８に再度最接近すると、タイヤ２の特定の表面が再度カメラ３１により撮像されることになる。つまり、図３（Ｂ）に示されるようなトリガ信号が生成される場合、タイヤ２の特定の表面が定期的に撮像され続けることになる。また、カメラ３２、３３においても同様の撮像が行えることは勿論のことである。なお、図３（Ｂ）のようなトリガ信号をトリガ信号供給部１０１が生成するのは、撮像モードが静止画撮像モードであり、タイヤの回転に同期撮影されるモードに設定されている場合である。ちなみに、撮像モードが動画撮像モードに設定されている場合、トリガ信号供給部１０１は、タイヤの回転周期に比較して充分に高い周波数でトリガ信号を生成する。

【0048】

また、情報処理装置１０は、画像合成部１０２（本開示の「画像生成部」の一例）を備える。画像合成部１０２は、カメラ３により撮像された画像を合成する。より詳細には、画像合成部１０２は、複数のカメラ（３１、３２、３３、３４）において同時刻に撮像された画像を一つの画像に集約する。又は、画像合成部１０２は、カメラ（３１、３２、３３、３４）のうちの少なくとも何れかのカメラにおいて撮像された画像と、過去に撮像された画像とを一つの画像に集約する。

【0049】

また、情報処理装置１０は、画像解析部１０３（本開示の「画像生成部」の一例）を備
える。画像解析部１０３は、画像合成部１０２において合成された画像からタイヤ２の表面を識別する。識別方法は、公知の方法であってもよいし、独自に開発したアルゴリズムに従う方法でもよい。そして、識別されたタイヤ２の表面形状と、基準となるタイヤ２の表面形状との差分を算出する。なお、基準となるタイヤ２の表面形状は、予め記憶装置に格納されていてもよいし、解析対象の画像と同じカメラで撮像された画像であって、解析対象の画像が撮像された時点と異なる時点で撮像された画像から識別されたタイヤ２の表面形状であってもよい。また、画像解析部１０３は、解析対象のタイヤ２の表面形状と、基準となるタイヤ２の表面形状との差分から解析対象のタイヤ２に生じている応力を算出してもよい。また、画像解析部１０３は、解析された結果に関する情報を、解析対象の画像に重ねて表示してもよい。

【0050】

（動作例）
次に、撮像システム１００の動作例について説明する。図４は、撮像システム１００の全体が実現する処理フローの概要を示している。なお、動作例では、車両１が走行中であって、タイヤ２が回転しているものとする。また、カメラ３は静止画撮像モードで撮像するものとする。

【0051】

（Ｓ１０１）
ステップＳ１０１では、ＡＢＳ５のコイル８において、ギアパルサー６の回転に応じて大きさが変化する電流が生じる。そして、当該電流の一部は電圧に変換され、アンプ９において電圧の大きさが増幅される。そして、大きさが増幅された電圧は情報処理装置１０のトリガ信号供給部１０１へ入力される。

【0052】

（Ｓ１０２）
ステップＳ１０２では、トリガ信号供給部１０１が、ステップＳ１０１において入力された電圧を使用して、例えば図３（Ｂ）に示されるようなトリガ信号を生成する。そして、生成されたトリガ信号は、夫々のカメラ（３１、３２、３３）へ送信される。ここで、夫々のカメラ（３１、３２、３３）へ送信されるトリガ信号は、同じであっても異なっていてもよい。

【0053】

（Ｓ１０３）
ステップＳ１０３では、カメラ（３１、３２、３３、３４）の夫々の通信モジュールが、ステップＳ１０２において情報処理装置１０から送信されたトリガ信号を受信する。すると、受信したトリガ信号がＯＮした（０または１のうち１を示す）タイミングで、夫々のカメラ（３１、３２、３３、３４）のＬＥＤからタイヤ２の表面へ向けて光が照射される。また、露光制御部３７が撮像モードに応じてシャッターの開放時間を制御することで、撮像素子の露光を調整する。

【0054】

（Ｓ１０４）
ステップＳ１０４では、各カメラ（３１、３２、３３、３４）において撮像された画像が夫々のカメラの通信モジュールにより情報処理装置１０へ送信される。そして、情報処理装置１０においては、撮像画像が通信モジュールにより受信される。そして、受信した撮像画像は記憶装置に記憶される。そして、画像合成部１０２が、記憶装置に記憶される画像を合成する。

【0055】

（Ｓ１０５）
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４において合成された合成画像に写る物体からタイヤ２の表面を画像解析部１０３が識別する。そして、識別されたタイヤ２の表面形状と、基準となるタイヤ２の表面形状との差分が算出される。また、算出された差分から解析対象のタイヤ２に生じる応力が算出される。

【0056】

なお、カメラ３が動画撮影モードでタイヤ２を撮像する場合、トリガ信号供給部１０１はアンプ９からの電圧の入力に関わらず、タイヤ２の回転周期に比較して充分に高い周波数でトリガ信号をカメラ３へ送信する。そして、カメラ３では、受信したトリガ信号が１を示すタイミングで、カメラ３のＬＥＤからタイヤ２の表面へ向けて光が照射される。また、露光制御部３７が撮像素子における露光を開始する。そして、所定時間経過後に露光制御部３７が撮像素子における露光を終了する。

【0057】

（解析例１）
図５は、画像合成部１０２により合成された合成画像の一例を示している。図５（Ａ）は、所定時点においてカメラ３１により撮像された画像の概要である。一方、図５（Ｂ）は、所定時点とは異なる時点においてカメラ３１により撮像された画像の概要である。ここで、カメラ３１に送信されるトリガ信号は、図３（Ｂ）に示されるような信号である。よって、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に写るタイヤ２の表面部分は、同一部分を表している。

【0058】

図５（Ａ）に示される画像では、タイヤ２が路面に存在する石５３に乗り上げていることが分かる。そして、図５（Ａ）と図５（Ｂ）とを比較することで、石５３に乗り上げた場合のタイヤ２の表面形状と、石５３がない路面を走行する場合のタイヤ２の表面形状との差分を確認することができる。また、画像解析部１０３がタイヤ２の表面形状の差分を算出し、石５３に乗り上げた場合のタイヤ２に生じる応力と、石５３がない路面を走行する場合のタイヤ２に生じる応力との差分を算出することができる。

【0059】

（解析例２）
また、図６は、画像合成部１０２により合成された合成画像の別例を示している。ここで、図６（Ｂ）に示される画像は、カメラ３２によって撮影されたタイヤ２の表面を示している。なお、撮影は動画撮影モードで実行されており、図６（Ｂ）に示される画像は、連続的に撮像されたタイヤ表面が映る撮像画像を撮像時間の順に合成して展開したものである。一方、図６（Ａ）は、図６（Ｂ）に示される画像が撮像され始めた時点においてカメラ３１により撮像された画像である。

【0060】

図６（Ｂ）に示されるような画像が生成される場合、タイヤ２の表面に周方向に沿って形成された溝５０同士の間の距離の時間的な変化を確認することができる。また、溝５０同士の間の距離の変化が周期的であるか否かを判定することができる。そして、溝５０同士の間の距離の変化が周期的である場合、車両１の本体部で生じている振動と共振しているか否かを判定することができる。また、タイヤ２の表面が変形により偏心しているか否かを判定することができる。また、図６（Ａ）に示される画像を利用することにより、図６（Ｂ）に示されるタイヤ２の表面の変形が、路面に存在する石などに起因して生じている変形か否かを判定することができる。

【0061】

（解析例３）
また、図７は、画像合成部１０２により合成された合成画像の別例を示している。図７（Ａ）－図７（Ｄ）に示される画像は、カメラ（３１、３２、３３，３４）の夫々により撮像された画像であって、画像解析部１０３により解析結果が矢印として重ねて表示された画像である。ここで、カメラ（３１、３２、３３、３４）は、動画撮影モードで撮像を実行している。

【0062】

ここで、情報処理装置１０において、例えば図７（Ａ）に示されるような矢印が画像に重ねられる手順を説明する。まず、画像解析部１０３は、所定時刻においてカメラ３１により撮像された画像（Ｉ１とする）を記憶装置から取得する。そして、画像Ｉ１が取得さ
れた時刻から所定期間経過後において同じカメラ３１により撮像された画像（Ｉ２とする）を記憶装置から取得する。そして、画像解析部１０３は、Ｉ１とＩ２とをパターンマッチングさせることにより、Ｉ２に写るタイヤ２の表面の各部分が、Ｉ１に写るタイヤ２の表面のどの部分に対応するかの対応付けを行う。そして、画像解析部１０３は、Ｉ２に写るタイヤ２の表面の各部分に対するＩ１に写るタイヤ２の表面の各部分の変形ベクトルを算出する。そして、算出された変形ベクトルから各部分の部分速度を算出し、さらに部分速度からＩ１に写るタイヤ２の表面の各部分に生じた応力を求める。そして応力に応じて色及び長さが変更された矢印をＩ１に重ねて表示する。また、カメラ３２、３３において撮像された画像についても同様の処理が実行されることで図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示されるような画像が生成される。このように図７（Ａ）-図７（Ｃ）に示される画像が生
成されることで、走行時のタイヤ２の表面において領域ごとの応力の度合いを容易に把握することができる。よって、タイヤ２が変形した場合に、変形した理由を微視的に解析することができる。なお、撮像画像に写る特定の線などの印を時間方向に展開することでも、このような変形ベクトルを簡易に算出することができる。

【0063】

なお、図７（Ａ）に示される画像では、タイヤ２の表面の各部分の応力に応じた矢印が重ねて表示されているが、タイヤ２の表面の各部分の変形速度の大きさ、あるいはレイノルズ応力の大きさに応じた図形や記号などが重ねて表示されてもよい。又は複雑変形によるエネルギー分布マップが重ねて表示されてもよい。

【0064】

（解析例４）
また、図８は、画像合成部１０２により合成された合成画像の別例を示している。図８（Ａ）－図８（Ｃ）に示される画像は、雨天天候時に車両１が走行している場合の、カメラ（３１、３２、３３）の夫々により撮像された画像である。図８（Ａ）は、カメラ３１により撮像されたタイヤ２の表面の特定の部分（同一部分２２とする）が映る画像である。そして、図８（Ｂ）は、カメラ３１の近傍からカメラ３３の近傍に到達した同一部分２２の画像である。また、図８（Ｃ）は、カメラ３３の近傍からカメラ３２の近傍に到達した同一部分２２の画像である。

【0065】

なお、カメラ（３１、３２、３３）により撮像される画像にタイヤ２の表面の同一部分２２が映るようにするため、カメラ３１の近傍を同一部分２２が通過するときにコイル８に最接近するギアパルサー６の凸部aと、カメラ３２の近傍を同一部分２２が通過すると
きにコイル８に最接近するギアパルサー６の凸部bと、カメラ３３の近傍を同一部分２２
が通過するときにコイル８に最接近するギアパルサー６の凸部cと、を予め特定しておく
。そして、タイヤ２の表面を実際に撮像する時に、カメラ３１には、ギアパルサー６の凸部aがコイル８に最接近したときに1を示すトリガ信号が供給され、カメラ３２には、ギアパルサー６の凸部bがコイル８に最接近したときに1を示すトリガ信号が供給され、カメラ３３には、ギアパルサー６の凸部cがコイル８に最接近したときに1を示すトリガ信号が供給される。

【0066】

図８（Ａ）に示されるように、カメラ３１で撮像された画像には、タイヤ２の接地部が映っており、路面に存在する水分５１がタイヤ２の表面により跳ね上げられる様子が確認できる。また、図８（Ｂ）に示されるカメラ３３により撮像された画像と、図８（Ｃ）に示されるカメラ３２により撮像された画像とを比較することにより、タイヤ２がカメラ３３からカメラ３２まで回転する間にタイヤ２の表面に刻まれた溝から水分５２がどの程度排出又は飛散されるか確認することができる。

【0067】

上記のような撮像システム１００によれば、図３（Ｂ）に示されるトリガ信号がカメラ３に送信されることで、図５に示されるように、タイヤ２表面の特定の部分における時間的な変形を解析することができる。また、このような解析を行う場合に、車両１に従来よ
り装備されているＡＢＳ５の部品が利用されるため、新たに追加する部品点数は節減される。よって、撮像システム１００の製造コストは低減される。

【0068】

また、上記のような撮像システム１００によれば、アンプ９により電圧の大きさが増幅されている。よって、ノイズにより電圧の振幅情報が不明確となり、図３（Ｂ）に示されるトリガ信号が、コイル８に最接近するギアパルサー６の凸部（図３（Ａ））と対応しないといった不具合は抑制される。よって、撮像素子の露光のタイミングがノイズにより乱されることは低減される。

【0069】

また、上記のような撮像システム１００によれば、図８に示されるように降雨時に走行中のタイヤ２の表面を撮像する場合、タイヤ２に刻まれた溝と路面との間に存在する水分５１であって、タイヤ２により巻き上げられた水分５１がカメラ（３１、３２、３３）に降りかかることになる。又は、タイヤ２がカメラ３３からカメラ３２まで回転する間にタイヤ２の表面に刻まれた溝から飛散される水分５２がカメラ（３１、３２、３３）に降りかかることになる。よって、カメラ（３１、３２、３３）の汚れは水分により落とされる。従って、撮像画像がカメラの汚れによって不鮮明となることは抑制される。その結果、識別されたタイヤ２の形状を解析する場合に、解析精度の低下は抑制される。

【0070】

上記のような撮像システム１００によれば、テストコースではなく今まで撮像が困難であった一般公道で走行する車両１のタイヤ２を撮像し、タイヤ２の状態を解析することができる。また、高速カメラではリソースの観点から長時間の動画データを記録することが難しいと考えられる。よって、長時間にわたってタイヤ２の状態を動画撮像し、タイヤ２の表面状態の時間的変化を解析することは困難であると考えられる。一方で、上記のような撮像システム１００によれば、図５に示されるようなタイヤ２の表面の特定の部分における時間的な変形を解析する場合に、動画撮像ではなく図３（Ｂ）に示されるトリガ信号がカメラ３に送信されることで、タイヤ2の表面の特定の部分が映る静止画像が取得され
る。よって、タイヤ２の表面状態の時間的変化を解析する場合に、撮像データの容量は大幅に削減することができる。換言すれば、長時間にわたるタイヤ2の表面の特定の部分が
映る静止画像が取得され得る。

【0071】

また、上記のように長時間にわたって一般公道で走行する車両１のタイヤ2の表面の特
定の部分が映る静止画像が取得される場合、タイヤ２のバースト、パンク、スリップ、あるいはロックといった偶発的な状況がモニタリング可能となる。よって、モニタリング結果をタイヤ２の開発に生かし、タイヤ２の開発効率を向上させることができる。また、例えばサーキットで走行する車両１のタイヤ２の撮像にも撮像システム１００を適用することができる。よって、タイヤ２の極限状態を解析することができる。よって、例えばモータースポーツ用の高性能なタイヤの開発効率を向上させることができる。

【0072】

また、上記のような撮像システム１００によれば、走行時の車両１の周辺の風景を撮像すること、又は走行時の車両１に発生する振動情報及び音情報を記録することで、上記のようなタイヤ２の表面状態の解析によるユーザの乗り心地の解析と、走行中の車両１で発生する情報の記録とを合わせて行うことができる。

【0073】

加えて、上記のような撮像システム１００によれば、撮像された画像からステアリング舵角、又はサスペンションのストローク量等を求めることで、タイヤ２の位置情報を推定することができる。

【0074】

＜変形例＞
上記の実施形態では、撮像システム１００が車両１に設けられているが、撮像システム１００のうち、情報処理装置１０が車両１とは別の場所に設けられてもよい。また、上記
の実施形態では、ＡＢＳ９により生成される周期的な信号を利用してカメラ（３１、３２、３３、３４）の撮像のタイミングが制御されているが、車両１に装備され、車輪の回転角度を検出するエンコーダ等の計測装置からの出力信号を利用して車輪の回転角度を取得してもよい。また、計測装置からの出力信号は、車輪の回転角度を取得できればよく、離散的な出力信号でなくともよい。また、車輪の回転角度を検出する機器が車両１に後付けされてもよい。また、アンプ９が使用されずにトリガ信号が生成されてもよい。また、カメラ（３１、３２、３３）はフェンダー４に設けられていなくてもよく、タイヤ２を撮像可能な位置に設けられていればよい。

【0075】

以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。

【符号の説明】

【0076】

１ ：車両
２ ：タイヤ
３、３１、３２、３３、３４：カメラ
４ ：フェンダー
６ ：ギアパルサー
７ ：磁石
８ ：コイル
９ ：アンプ
１０ ：情報処理装置
３７ ：露光制御部
５０ ：溝
５１、５２：水分
５３ ：石
１００ ：撮像システム
１０１ ：トリガ信号供給部
１０２ ：画像合成部
１０３ ：画像解析部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】