(57)【要約】【課題】コストを増大させることなく撮像システムの露出制御を適切に行う。【解決手段】開示の技術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で撮像対象を撮像する撮像システムであって、前記移動体の移動に伴って前記撮像システムが所定の構造物を撮像する場合、当該所定の構造物に関連して予め設定された露出条件による撮像を行ない、その後、自動露出条件による撮像に切り替えて当該所定の構造物の撮像を行う撮像制御部、を有する。【選択図】図１５
2020065239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設置された状態で撮像対象を撮像する撮像システムであって、
前記移動体の移動に伴って前記撮像システムが所定の構造物を撮像する場合、当該所定の構造物に関連して予め設定された露出条件による撮像を行ない、その後、自動露出条件による撮像に切り替えて当該所定の構造物の撮像を行う撮像制御部、を有する
撮像システム。
【請求項２】
撮像対象の明るさを測定する測光部を有する
請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記撮像システムは、受光した光に応じた電圧信号を出力する撮像素子を用いて撮像し、
前記測光部は、前記撮像素子の前記出力に基づき、前記明るさを検出する
請求項１、又は２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記撮像制御部は、検出された前記明るさが第１の閾値以下で、かつ前記第１の閾値とは異なる第２の閾値以上の場合に、前記撮像システムが前記構造物を撮像していると判定する
請求項１、又は２に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記撮像システムは、
所定の露光時間で受光した光に対して所定の増幅率で電圧信号を出力する撮像素子と、
開口の直径を変化させて前記明るさを変化させる絞りを備え、前記所定の構造物の像を前記撮像素子上で結像させる結像光学系と、
前記所定の構造物に所定の光量の照明光を照明する照明部と、を有し、
前記露出条件は、前記露光時間、前記増幅率、前記絞りの直径、又は前記照明光の光量の少なくとも１つである
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】
前記構造物はトンネルであり、
前記撮像システムは、
入力された前記トンネルの軸方向に交差する前記トンネルの断面積に基づいて、前記所定の露出条件の情報を取得する露出条件情報取得部を有する
請求項１乃至５の何れか１項に記載の撮像システム。
【請求項７】
移動体に設置された状態で撮像対象を撮像する撮像システムによる撮像方法であって、
前記移動体の移動に伴って前記撮像システムが所定の構造物を撮像する場合、当該所定の構造物に関連して予め設定された露出条件による撮像を行ない、その後、自動露出条件による撮像に切り替えて当該所定の構造物の撮像を行う工程を含む、
撮像方法。
【請求項８】
移動体に設置された状態で撮像対象を撮像する撮像システムで実行されるプログラムであって、
前記移動体の移動に伴って前記撮像システムが所定の構造物を撮像する場合、当該所定の構造物に関連して予め設定された露出条件による撮像を行ない、その後、自動露出条件による撮像に切り替えて当該所定の構造物の撮像を行う処理を実行する
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システム、撮像方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル等の構造物の維持管理において、点検を効率化するために、撮像システムを搭載した車両で走行しながらトンネルの壁面を撮像する方法が知られている。
【０００３】
このような方法で、トンネルの内部を撮像するには、撮像システムにおける光の露出量をトンネル内の明るさに合わせる露出制御が必要になる。しかしトンネルの内部と外部では明るさの差が大きいため、露出制御を自動で行うと、トンネルの外部から内部に車両が進入する際に、制御に遅れ（追従遅れ）が生じる等して適切に露出制御することができない場合があった。そしてトンネルの入口付近等で、昼間に撮像する場合には、撮像画像で明るい部分の階調が失われ真っ白になる白飛びが発生したり、夜間に撮像する場合には、撮像画像で暗い部分の階調が失われ真っ黒になる黒潰れが発生したりして、適切に撮像できなくなる場合があった。
【０００４】
これに対し、車両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】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、光変化区間の走行中に生じる明るさの変化情報を事前に取得するための装置が必要になり、撮像システムのコストが増大する場合がある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、コストを増大させることなく撮像システムの露出制御を適切に行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の技術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で撮像対象を撮像する撮像システムであって、前記移動体の移動に伴って前記撮像システムが所定の構造物を撮像する場合、当該所定の構造物に関連して予め設定された露出条件による撮像を行ない、その後、自動露出条件による撮像に切り替えて当該所定の構造物の撮像を行う撮像制御部、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
コストを増大させることなく撮像システムの露出制御を適切に行うことができる。
【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の一例を説明する斜視図である。
【図２】実施形態に係るカメラユニットの構成の一例を説明する斜視図である。
【図３】実施形態に係る照明ユニットの構成の一例を説明する斜視図である。
【図４】実施形態に係る撮像システムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図５】車両からトンネル壁面までの距離が短い場合の撮像の様子の一例を説明する図であり、（ａ）は走行方向から車両をみた図であり、（ｂ）はトンネルの内部を車両が走行する様子を示す図である。
【図６】車両からトンネル壁面までの距離が長い場合の撮像の様子の一例を説明する図であり、（ａ）は走行方向から車両をみた図であり、（ｂ）はトンネルの内部を車両が走行する様子を示す図である。
【図７】カメラユニットと照明ユニットの相互の位置／姿勢の変動の影響を説明するための図であり、（ａ）は位置／姿勢の変動がない場合を示す図であり、（ｂ）は位置／姿勢の変動がある場合を示す図である。
【図８】ガイドシャフト及びガイドシャフト保持部材の構成の一例を説明する図である。
【図９】トンネルの壁面に対して傾いた時の撮像領域と照明領域の関係の一例を説明する図である。
【図１０】インデックスプランジャの構成の一例を説明する図である。
【図１１】カメラユニットの撮像方向に対し、照明ユニットの照明方向を傾けることの効果の一例を説明する図である。
【図１２Ａ】照明光と撮像光の傾き角度と照明光の配光角と照明領域との関係の一例を説明する図であり、（ａ）はカメラユニットと照明ユニットとトンネルの壁面の関係の一例を説明する図であり、（ｂ）は撮像領域と照明領域が重なっている状態で車両がトンネル壁面から最も遠のいた場合を示す図である。
【図１２Ｂ】照明光と撮像光の傾き角度と照明光の配光角と照明領域との関係の一例を説明する図であり、（ｃ）は撮像領域と照明領域が重なっている状態で車両がトンネル壁面から最も近づいた場合を示す図であり、（ｄ）はカメラユニットの光軸を照明ユニットの光軸に対して傾き角度θだけ傾けた例を示す図である。
【図１３】車両の蛇行と撮像領域と照明領域の関係の一例を説明する図である。
【図１４】実施形態に係る撮像システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第１の実施形態に係る撮像システムの備える撮像制御部の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【図１６】第１の実施形態に係る撮像システムにより撮像する方法の一例を説明する図である。
【図１７】第１の実施形態に係る撮像システムの備える撮像制御部による処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】第１の実施形態に係る撮像システムの備える露出制御部による処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】第２の実施形態に係る撮像システムの備える撮像制御部の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【図２０】トンネルの断面積に対応付いた所定の露出条件の一例を示す図である。
【図２１】第２の実施形態に係る撮像システムの備える撮像制御部による処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態を、図面を参照しながら説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１１】
実施形態に係る撮像システムは、トンネル等の構造物の維持管理のために、構造物を撮像する装置である。実施形態では、車両に撮像システムを搭載し、車両を走行させ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説明する。
【００１２】
＜撮像システムの全体構成＞
図１は、実施形態に係る撮像システムの構成の一例を説明する斜視図である。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、トンネル内側の壁面を撮像し、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、トンネル内側の壁面に向けて光を壁面に照明する。
【００１４】
スライドユニット２００は、カメラユニット３００及び照明ユニット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及び照明ユニット４００は、スライドユニット２００により、図１の太矢印方向にその位置を変化させることができる。
【００１５】
またスライドユニット２００は、レール２１０及び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及び２５２と、フレーム２６１及び２６２とを備えている。
【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で、図１の太矢印方向における位置を可変とする。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、図１の太矢印方向における位置を可変とする。
【００１７】
レール２１０及び２２０は、レール軸が略平行となるようにフレーム２６１及び２６２にそれぞれ固定されている。ベース２３０は、フレーム２６１及び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及び照明ユニット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及び照明ユニット４００のスライド方向に沿うように設置されている。
【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及び２５２にそれぞれ設けられた貫通孔に通され、保持されている。尚、ガイドシャフト２４０とその周辺の部材の構成及び作用については別途詳述する。
【００２０】
ここで、図１では、スライドユニット２００により、カメラユニット３００及び照明ユニット４００の両方をスライドさせる構成を示したが、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としてもよい。
【００２１】
撮像システム１００は、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のスライド方向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、図１の太矢印方向は、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している。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平面内において、カメラユニット３００及び照明ユニット４００の位置を変化させることができる。
【００２２】
尚、撮像システム１００が取り付けつけられる車両の部分は、ルーフに限定されるものではない。車両の前方、又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。また、車両への撮像システム１００の取り付けに関し、ルーフに取り付ける場合は、車両用のスキーキャリヤ等と同様に、フック部品等を用いて行えばよい。
【００２３】
＜カメラユニットの構成＞
次に図２は、実施形態に係るカメラユニット３００の構成の一例を説明する斜視図である。
【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及び３２２と、カメラ３３１〜３３４と、シャフト連結部３４１及び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及び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及び３２２は、レール軸と直交する方向の断面が「コ」の字形の形状をしている。レール２１０が双頭レールの場合、双頭レールの頭の一方に「コ」の字形状を被せるようにして、レール接続部３２１及び３２２は、レール２１０に接続される。
【００２６】
レール接続部３２１及び３２２は同一形状であり、レールの軸方向の異なる２つの位置でレール２１０と接続する。レール接続部３２１及び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（図１の太矢印方向）にスライド可能となる。
【００２７】
カメラ３３１〜３３４は、ベースプレート３１０の平面部に固定されている。ここで、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。レンズ３３１−１は、「結像光学系」の一例である。
【００２８】
またレンズ３３１−１の内部には、絞り３３１−１ａ（図４参照）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で開口の直径を変化させることができる。これによりレンズ３３１−１を通過する光の光量を変化させ、レンズ３３１−１により結像される被写体の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（ライン状）に配列されているＣＣＤであり、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に固定されている。尚、カメラ３３２〜３３４も、カメラ３３１と同様の構成を備えるが、上述したものと同様であるため、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。これに合わせ、カメラ３３１〜３３４は、図２のように、それぞれが有する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ている。換言すると、それぞれがトンネルの壁面に対向するように、カメラ３３１〜３３４はベースプレート３１０の平面部に放射状に配置されている。
【００３１】
カメラ３３１〜３３４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で、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することができる。そして車両を走行させながら上記の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で、トンネルの壁面のエリア画像（２次元画像）を取得することができる。尚、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】
ここで、上述ではカメラの台数を４台とする例を示したが、これに限定されるものではない。トンネルの大きさなどの条件に応じてカメラの台数を増減させてもよい。また、レンズ３３１−１の結像倍率、視野及びＦナンバ等は、撮像したい条件に合わせて決定してもよい。
【００３３】
さらに、上述ではカメラ３３１がラインＣＣＤを備える例を示したが、これに限定されるものではなく、カメラ３３１は、画素が二次元的に配列されているエリアＣＣＤを備えてもよい。さらにＣＣＤに代えてＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）等を用いてもよい。
【００３４】
一方、シャフト連結部３４１及び３４２は、ガイドシャフト２４０と連結するための部材である。また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。シャフト連結部３４１及び３４２と、インデックスプランジャ３５０の構成及び作用については、別途詳述する。
【００３５】
＜照明ユニットの構成＞
次に図３は、実施形態に係る照明ユニット４００の構成の一例を説明する斜視図である。ここで照明ユニット４００は「照明部」の一例である。
【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４３１〜４３６と、シャフト連結部４４１及び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、上述したレール接続部３２１及び３２２とレール２１０との関係と同様である。
【００３７】
照明光源部４３１〜４３６は、ベースプレート４１０の平面部に固定されている。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。またレンズ４３１−１の内部には、絞り４３１−１ａが設けられている（図４参照）。
【００３９】
絞り４３１−１ａは直径が可変の開口であり、開口の直径を変化させることで、レンズ４３１−１により照明される照明光の光量（明るさ）を変化させることができる。光源４３１−２として、メタルハライドライトやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることができる。尚、照明光源部４３２〜４３６も照明光源部４３１と同様の構成を備えるが、上記と同様であるため説明を省略する。
【００４０】
上述したようにトンネルは、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。これに合わせ、照明光源部４３１〜４３６は、図３に示すように、それぞれが備える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ている。換言すると、照明光源部４３１〜４３６は、トンネルの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ている。照明ユニット４００は、車両の走行方向と交差する方向（ラインＣＣＤの画素の配列方向）に沿ったライン状の光をトンネルの壁面に照明することができる。
【００４１】
尚、上述では、照明光源部の台数を６台とした例を説明したが、これに限定されるものではなく増減させてもよい。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めてよい。さらにレンズの画角やＦナンバ等も撮像したい条件に応じて決定してもよい。
【００４２】
また、上述では、照明光源部４３１〜４３６のそれぞれの位置を、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】
一方、シャフト連結部４４１及び４４２は、ガイドシャフト２４０と連結するための部材である。また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。シャフト連結部４４１及び４４２と、インデックスプランジャ４５０の構成及び作用については別途詳述する。
【００４４】
＜撮像システムのハードウェア構成＞
次に図４は、撮像システム１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。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、撮像制御部１１０と、ＴＯＦ（Time of Flight）センサ１４１と、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）１６０と、車速計／移動距離計１７０とを有する。
【００４５】
ＴＯＦセンサ１４１は、トンネル６００の壁面からＴＯＦセンサ１４１までの距離を計測する。具体的にはトンネル６００の壁面にＴＯＦセンサ１４１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６００の壁面までの距離を計測する。受光素子にエリアセンサを用いたＴＯＦセンサ１４１であれば、距離に応じて表示色が異なる２次元の等高線画像を得ることができる。
【００４６】
ＩＭＵ１６０は、車両５００の運動を司る３軸の角度／角速度と加速度を計測し、また車速計／移動距離計１７０は、車両５００の速度／移動距離を計測することができる。
【００４７】
ＩＭＵ１６０及び車速計／移動距離計１７０で計測されたデータは、撮像制御部１１０を介して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、画像処理で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及び３３４−１と、ラインＣＣＤ３３１−２、３３２−２、３３３−２及び３３４−２とを備えている。またレンズ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、それぞれ内部に備えている。但し、図４では、図を簡略化するため、レンズ３３１−１、絞り３３１−１ａ及びラインＣＣＤ３３１−２のみを図示し、他のレンズ、絞り及びラインＣＣＤの図示を省略している。
【００４９】
照明ユニット４００は、レンズ４３１−１、４３２−１、４３３−１、４３４−１、４３５−１及び４３６−１と、光源４３１−２、４３２−２、４３３−２、４３４−２、４３５−２及び４３６−２とを備えている。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、それぞれ内部に備えている。但し、図４では、図を簡略化するため、レンズ４３１−１、絞り４３１−１ａ及び光源４３１−２のみを図示し、他のレンズ、絞り及び光源の図示を省略している。
【００５０】
撮像制御部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とを有し、それぞれがシステムバス１１７で相互に電気的に接続されている。
【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し、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、画像データの処理とは、カメラ３３１〜３３４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３３１〜３３４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である。またＣＰＵ１１１は、別途、図１５及び図１８を用いて詳述する各種機能を実現することができる。
【００５２】
尚、ＣＰＵ１１１の実現する制御、画像データの処理、及び各種機能の一部又は全部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で実現されてもよい。
【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１４１、ＩＭＵ１６０及び車速計／移動距離計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やりとりを行うためのインターフェースの機能を実現する。
【００５５】
ブザー１１６は、ユーザへの警告の通知等のためにビープ音を発生させるものである。
【００５６】
＜撮像方法、作用、効果等＞
次に、実施形態に係る撮像システム１００の構成による作用・効果を説明する。
【００５７】
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及び照明ユニット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た２つの位置で固定される。
【００５８】
所定の道路構造の長さとは、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であり、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１．５〜３ｍ程度である。
【００６０】
歩道の幅が１．５ｍの場合、歩道の幅に基づき定めた２つの位置の間隔を１．５ｍに定めてもよい。或いは歩道の幅が３ｍ等で車両の幅を超える場合は、歩道の幅に基づき定めた２つの位置の間隔を、車両の最大幅として定めてもよい。
【００６１】
また、歩道の他に、監査路や路側帯がある場合は、歩道の幅に基づき定めた２つの位置の間隔を、歩道の幅と監査路、または路側帯の幅との差分の長さとして定めてもよい。
【００６２】
２つの位置で画像を取得する場合、先ず、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た２つの位置のうちの一方の位置に、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定し、所望の領域のトンネルの壁面のエリア画像を取得する。次に、２つの位置のうちの他方の位置に、カメラユニット３００及び照明ユニット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。
【００６３】
以下、図５及び図６を参照して、２つの位置でトンネル６００の壁面を撮像する方法の詳細を説明する。図５は、撮像システム１００からトンネル６００の壁面までの距離が短い場合の撮像の様子の一例を説明する図であり、（ａ）は走行方向から車両５００をみた図であり、（ｂ）はトンネル６００の内部を車両５００が走行（進行）する様子を示す図である。
【００６４】
図５（ａ）では、撮像システム１００は、車両５００のルーフの上に固定されている。カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、走行方向に向かってスライドユニット２００の右端にスライドされ、インデックスプランジャ３５０及び４５０によりそれぞれスライドユニット２００に固定されている。
【００６５】
一方、図５（ｂ）では、道路７００のセンターに対し、左側に車線７１０があり、右側に車線７２０がある。車両５００は車線７２０において、紙面に対し、手前の方向に走行している。
【００６６】
この例では、車線７１０（車両５００の対向車線）側に歩道７３０がある。車線７２０側には歩道はないため、歩道がある場合と比較して、車両５００はトンネル６００の車両５００側の壁面に近い位置を走行している。
【００６７】
カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、走行方向に向かってスライドユニット２００の右端、すなわちトンネル６００の車両５００側の壁面から遠ざかる位置にある。この場合のカメラユニット３００及び照明ユニット４００の位置を、以降ではポジションＡと呼ぶ。
【００６８】
図５（ｂ）の破線１００Ａは、撮像システム１００による撮像範囲を表す。つまり、撮像システム１００は、トンネル６００の壁面のうち、破線１００Ａで示されている撮像範囲内の領域６００Ａ（太線で示されている領域）を撮像している。太線で示されているように、実施形態ではトンネル壁面(覆工部)と地面との境目までを撮像する。
【００６９】
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で、トンネル６００の入口から出口までにおいて、紙面に対して図５（ｂ）の右側半分の壁面が撮像される。
【００７０】
一方、図６は、撮像システムからトンネル壁面までの距離が長い時の撮像の様子の一例を説明する図であり、（ａ）は走行方向から車両５００をみた図であり、（ｂ）はトンネル６００の内部を車両５００が走行する様子を示す図である。尚、図５と重複する部分は説明を省略し、相違点を説明する。
【００７１】
図６では、カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、走行方向に向かってスライドユニット２００の左端にスライドされ、インデックスプランジャ３５０及び４５０によりそれぞれスライドユニット２００に固定されている。
【００７２】
一方、図６（ｂ）では、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。
【００７３】
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。つまり車両５００は、図５（ｂ）の場合とは反対側の車線を逆方向に走行している。この場合は、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。
【００７４】
カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、走行方向に向かってスライドユニット２００の左端、すなわちトンネル６００の車両５００側の壁面に近づく位置にある。この場合のカメラユニット３００及び照明ユニット４００の位置を、以降ではポジションＢと呼ぶ。
【００７５】
図６（ｂ）の破線１００Ｂは、撮像システム１００による撮像範囲を表す。つまり、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）を撮像している。太線で示されているように、実施形態ではトンネル壁面(覆工部)と地面との境目までを撮像する。
【００７６】
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で、トンネル６００の入口から出口までにおいて、紙面に対して図６（ｂ）の右側半分の壁面が撮像される。
【００７７】
図５の状態で撮像された壁面の画像と、図６の状態で撮像された壁面の画像を繋ぎ合せることで、トンネル６００の入口から出口までの全壁面の撮像画像を取得することができる。
【００７８】
ここで、カメラユニット３００の各カメラで撮像する画像は、それぞれ撮像領域がオーバーラップしていることが望ましい。また画像を繋ぎ合せて一枚の展開図画像を作成するため、図５の歩道無し側の画像と図６の歩道有り側の画像は、天井部分がオーバーラップするように撮像することが望ましい。換言すると、往きと帰りでトンネル６００の壁面を撮像する場合、トンネル６００の壁面で撮像されていない領域が生じないように、往きの撮像領域と帰りの撮像領域を、車両５００の進行方向と交差する方向にオーバーラップさせて撮像することが望ましい。
【００７９】
実施形態によれば、歩道の有無に応じて、カメラユニット３００及び照明ユニット４００をポジションＡ及びＢに切替えて固定するだけで、簡単に、車両５００側の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略一定にすることができる。その結果、歩道の有無によらず、フォーカス状態、撮像倍率及び照明の明るさ等の撮像条件を共通にした撮像が可能となる。また、共通の撮像条件で右側半分と左側半分のトンネル壁面を撮像できるため、両者を繋ぎ合せる画像処理も容易に行うことができる。
【００８０】
以上によりカメラのフォーカス調整や構造物の断面形状の測定といった手間をかけることなく、適切にトンネル壁面を撮像することができる。
【００８１】
また、上記の他に以下の効果も得られる。例えば、車両の走行中にカメラのフォーカス調整などを行うと、走行に伴う振動や、急ブレーキ、急加速等の不規則な動きにより、調整機構が故障する可能性がある。
【００８２】
また、調整機構にカム溝とカムフォロアを採用するカム機構を用いた場合、車両の走行による振動によって、徐々にカムフォロアがカム溝を移動し、フォーカス状態が変わってしまう場合もある。さらにトンネル内の粉塵が機構内部に入り込むと、動作不良を招く虞もある。
【００８３】
実施形態によれば、車両の走行中にカメラのフォーカス調整などを行わないため、これらの故障の可能性を低減させることができる。またスライド機構が簡単であるため、装置コストを低減できるという効果もある。さらにフォーカス調整のために、被写体のテクスチャのコントラストを検知する等の複雑な画像処理を行わなくてよいため、演算コストを低減することができる。
【００８４】
さらに、そもそも暗くて特徴量の少ないトンネルを走行する場合、コントラストを検出すること自体が難しく、十分な精度でコントラスト検出を行おうとすると、感度の高い高価な撮像素子が必要となる。実施形態によれば、このような技術的難易度や撮像素子のコストをも低減することができる。
【００８５】
また、カメラユニットでライン撮像素子を用いる場合、1ライン分の画像しか得られないため、撮像画像を利用したフォーカス調整が難しくなる。実施形態でよれば、フォーカス調整に撮像した画像を利用しないため、カメラユニットにライン撮像素子を使用することもできる。これにより後述するような照明効率のよい撮像が可能となる。
【００８６】
加えて、上記の他に以下の効果も得られる。例えば、トンネル６００の中心から比較的ずれた位置にカメラユニット３００及び照明ユニット４００を置いて撮像したとする。ここでトンネル６００の中心とは、トンネル６００の半円状の断面形状における半円の略中心を指す。
【００８７】
この場合、トンネル６００の天井付近の壁面の画像（図２のカメラ３３１で取得した画像）と、トンネル６００の地面付近の壁面の画像（図２のカメラ３３４で取得した画像）とで、撮像倍率等の条件の差が大きくなる。その結果、トンネル６００の天井付近と地面付近とで、画像の解像度が大きく異なるなどの不具合が生じる。
【００８８】
また、このような不具合をなくすため、トンネルの壁面までの距離が略一定になるように、車線を無視して道路の中央を車両で走行しながら、トンネルの壁面の撮像を行う方法もある（例えば、特開２０１１−０９５２２２参照）。
【００８９】
しかし、この方法では撮像時に対向車と衝突する虞があるため、車両の通行が少ない夜間に行ったり、道路を封鎖して行ったりする必要があって不便である。またトンネル内の道路に中央分離帯が設けられていると、そもそも上記の方法による撮像は不可能である。
【００９０】
これに対し、実施形態によれば、車両５００がトンネル６００の壁面に近いときも遠いときも、カメラユニット３００及び照明ユニット４００をトンネル６００の中心に近づけることができるため、トンネルの領域ごとでの撮像条件の差を抑制できる。従って、車両の通行止め等をすることなく、本来の車線を走行しながら、トンネル６００の天井付近と地面付近とで、画像の解像度が異なるなどの不具合を抑制した撮像を行うことができる。
【００９１】
尚、実施形態では、スライドユニット２００を図１の太矢印方向に位置を変化させる例を示したが、これに限定されないものではない。車両の走行方向と交差する平面内における任意の方向に、スライドユニット２００の位置を変化させる構成としてもよい。
【００９２】
また実施形態では、スライドユニット２００により、図１の太矢印方向における異なる２つの位置でカメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定する例を示したが、これに限定されるものではない。車両の走行方向と交差する平面内であって、トンネルの壁面に対向する方向における異なる２つの位置で、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定してもよい。
【００９３】
ここで、「トンネルの壁面に対向する方向」について補足する。上述したように、トンネルは、車両の走行方向と直交する断面が半円状の形状をしている。従って、トンネルの壁面のうち、地面付近では壁面は水平方向を向いており、天井付近では壁面は鉛直下方向を向いている。「トンネルの壁面に対向する方向」とは、場所により向きが異なる壁面に対し、対向する方向をいう。地面付近における「トンネルの壁面に対向する方向」は、略水平方向等である。一方、天井付近における「トンネルの壁面に対向する方向」は、略鉛直上方向である。
【００９４】
次に、実施形態に係るガイドシャフト２４０の構成及び作用の詳細について説明する。
【００９５】
カメラユニット３００と照明ユニット４００は別体の構成要素であり、それぞれ独立してスライドする。そのため、ガイドシャフト２４０を適用しない構成とした場合、スライドする際にそれぞれが独立して、ピッチング、ヨーイング、ローリング等の動きを不規則に起こす可能性がある。
【００９６】
また撮像システム１００を車両から着脱する場合に、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相互の位置、又は姿勢（以降、位置／姿勢と示す）が変動する可能性がある。さらに走行中の振動でそれぞれの位置／姿勢が変動したり、温度等の影響によるフレーム２６１及び２６２やベースプレート３１０及び４１０等の部材の変形で、それぞれの位置／姿勢が変動したりする可能性もある。
【００９７】
このような変動があると、カメラユニット３００による撮像領域に照明光が適切に当たらず、明るさ不足で撮像ができないという不具合が生じる場合がある。
【００９８】
一例として、図７は、カメラユニット３００と照明ユニット４００の相互の位置／姿勢が変動し、カメラユニット３００による撮像領域に照明光が適切に当たらなくなった状態を説明する図である。図７（ａ）は、カメラユニット３００と照明ユニット４００の相互の位置／姿勢の変動がない場合を示す図であり、図７（ｂ）は、カメラユニット３００と照明ユニット４００の相互の位置／姿勢の変動がある場合を示す図である。
【００９９】
図７（ａ）は、図の太矢印の方向に走行する車両５００を上方からみた図である。６００はトンネルの壁面である。撮像範囲３６１は、カメラユニット３００による撮像範囲を表し、トンネル６００の壁面と撮像範囲３６１の交差する部分がカメラユニット３００による壁面の撮像領域に該当する。照明範囲４６１は、照明ユニット４００による照明範囲を表し、トンネル６００の壁面と照明範囲４６１の交差する部分が照明ユニット４００による壁面の照明領域に該当する。
【０１００】
図７（ａ）では、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相互の位置／姿勢の変動がないため、カメラユニット３００による撮像領域と照明ユニット４００による照明領域が重なっている。つまり、照明光は撮像領域を適切に照明している。
【０１０１】
一方、図７（ｂ）では、カメラユニット３００及び照明ユニット４００の姿勢がそれぞれ独立に変動することにより、撮像範囲３６２と照明範囲４６２が図７（ａ）の状態から変化し、トンネル６００の壁面における撮像領域と照明領域が重ならなくなっている。つまり、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相互の位置／姿勢の変動により、照明光は撮像領域を適切に照明していない。
【０１０２】
特に実施形態では、撮像素子にラインＣＣＤを用い、車両５００の走行方向における撮像範囲（領域）を狭くしている。この場合、狭い領域に照明光を集中すればよいため、照明効率がよいという効果があり、暗いトンネルの内部では十分な照明光量が必要となるため、より好適である。しかしその反面で、車両５００の走行方向における撮像領域が狭いため、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相互の位置／姿勢が変動すると、カメラユニット３００の撮像領域に照明光が適切に当たらない不具合が生じやすくなる。
【０１０３】
そこで、撮像領域を照明光が適切に照明しない不具合を抑制するため、実施形態の撮像システム１００は、ガイドシャフト２４０を備えている。以下、図８を用いて具体的に説明する。図８は、実施形態に係るガイドシャフト及びガイドシャフト保持部材の構成の一例を説明する図である。
【０１０４】
図８において、ガイドシャフト２４０は、ガイドシャフト保持部材２５１及び２５２により保持されている。シャフト連結部３４１及び３４２は、カメラユニット３００のベースプレート３１０に固定されている。
【０１０５】
またシャフト連結部３４１及び３４２は、それぞれ貫通孔３４１−１及び３４２−１を備えている。貫通孔３４１−１及び３４２−１にガイドシャフト２４０を通すことで、ガイドシャフト２４０とカメラユニット３００は連結される。同様に、シャフト連結部４４１及び４４２がそれぞれ備える貫通孔に、ガイドシャフト２４０を通すことで、ガイドシャフト２４０と照明ユニット４００は連結される。
【０１０６】
カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、それぞれガイドシャフト２４０と連結しながらスライドする。つまり、共通の部材をガイド（案内）にしてスライドすることができる。
【０１０７】
そのため、カメラユニット３００及び照明ユニット４００の何れか一方の位置／姿勢が変動したときは、他方もそれに連動して変動する。つまり、両者の相対的な位置／姿勢の関係を維持したまま、カメラユニット３００と照明ユニット４００をスライドさせたり静止させたりすることが可能となる。これにより、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相対的な位置／姿勢の変動を抑制し、撮像領域を照明光が適切に照明しない不具合を抑制することができる。
【０１０８】
次に図９は、トンネルの壁面に対してカメラユニット３００が傾いた場合のカメラユニット３００の撮像領域の一例と、トンネルの壁面に対して照明ユニット４００が傾いた場合の照明ユニット４００の照明領域の一例を説明する図である。
【０１０９】
図９において、照明ユニット４００は、光軸４６５を光軸とする発散光である照明光４６６を、トンネル６００の壁面に照射している。照明光４６６の配光角（発散角）αは、１．６５度等である。カメラユニット３００は、トンネル６００の壁面を撮像している。光軸３６５は、カメラユニット３００の光軸である。
【０１１０】
車両５００の蛇行運転等によりカメラユニット３００と照明ユニット４００の位置が変動すると、図９に示されているように、カメラユニット３００と照明ユニット４００がトンネルに壁面に対してそれぞれ傾く場合がある。この場合にも、カメラユニット３００と照明ユニット４００の相対的な位置／姿勢の関係は維持されるため、図示されているように、カメラユニット３００による撮像領域と照明ユニット４００による照明領域が重なっている状態を維持することができる。
【０１１１】
このように、車両５００の蛇行運転等でカメラユニット３００と照明ユニット４００の位置が変動した場合にも、照明ユニット４００によりカメラユニット３００の撮像領域を適切に照明することができる。尚、本実施形態では特にラインＣＣＤを用いる場合を示したが、エリアＣＣＤなどを用いる場合であっても、同様の効果が得られる。
【０１１２】
次に、実施形態に係るインデックスプランジャ３５０及び４５０の構成及び作用の詳細を、図１０を参照して説明する。図１０は、インデックスプランジャ３５０及び４５０の構成の一例を説明する図である。
【０１１３】
図１０において、インデックスプランジャ３５０は、カメラユニット３００のベースプレート３１０の平面部に固定され、インデックスプランジャ４５０は、照明ユニット４００のベースプレート４１０の平面部に固定されている。
【０１１４】
上述したように、カメラユニット３００はレール２１０上をスライドし、照明ユニット４００はレール２２０上をスライドする。インデックスプランジャ３５０及び４５０は同様の構成及び作用を有するため、ここではインデックスプランジャ４５０を例に説明する。
【０１１５】
インデックスプランジャ４５０は、プランジャ４５１と、プランジャ保持部４５２とを有する。プランジャ４５１は、丸棒状で地面側に突出したピンと、ピンに地面側への付勢力を与えるスプリングと、ピンとスプリングを押さえるスプリング押さえ部とを有する。プランジャ保持部４５２は、プランジャ４５１を保持する。
【０１１６】
一方、スライドユニット２００におけるベース２３０には、照明ユニット４００のスライド方向において、照明ユニット４００を固定したい位置に上記ピンと嵌合するための嵌合孔２３１が設けられている。従って、照明ユニット４００がスライドする際、嵌合孔２３１がない位置では、ピンは、ベース２３０にぶつかった状態であり、照明ユニット４００を固定するようには作用しない。
【０１１７】
照明ユニット４００がスライドして嵌合孔２３１がある位置にくると、ピンはスプリングによる付勢力で嵌合孔２３１に向かって突出し、嵌合孔２３１と嵌合する。これにより照明ユニット４００はスライドできなくなって、照明ユニット４００は固定される。固定を解除して、照明ユニット４００を再度スライドさせたいときは、手動で固定解除機構を操作し、固定を解除する。
【０１１８】
実施形態では、ベース２３０において、スライド方向におけるポジションＡとポジションＢに相当する位置に、それぞれ嵌合孔が設けられている。これにより、車両の走行方向と交差する平面内における異なる２つの位置に、照明ユニット４００を固定することができる。同様にして、カメラユニット３００も、インデックスプランジャ３５０により、車両の走行方向と交差する平面内における異なる２つの位置に固定することができる。
【０１１９】
尚、実施形態では、ベース２３０に設けた嵌合孔２３１にピンを嵌合させ、照明ユニット４００等を固定する例を示したが、これに限定されるものではない。フレーム２６２やレール２２０等に設けた嵌合孔にピンを嵌合させて固定してもよいし、突き当てにより照明ユニット等を位置決めしたうえで、ボルト等でクランプすることで固定してもよい。
【０１２０】
次に、実施形態において、カメラユニット３００による撮像方向（画像の取得方向）に対し、照明ユニット４００による照明光の照明方向を傾けることの効果の一例を、図１１を参照して説明する。
【０１２１】
図１１は、図７と同様に、矢印の方向に走行する車両５００を上方からみた図である。撮像方向３６３は、カメラユニット３００による撮像方向であり、カメラユニットが有するレンズの光軸方向と同義である。撮像範囲３６４は、カメラユニット３００により撮像される範囲を表す。トンネル６００の壁面と撮像範囲３６４とが交差する部分がカメラユニット３００による壁面の撮像領域に該当する。
【０１２２】
照明方向４６３は、照明ユニット４００による照明方向であり、照明ユニットが有するレンズの光軸方向と同義である。照明範囲４６４は、照明ユニット４００により照明される範囲を表す。トンネル６００の壁面と照明範囲４６４とが交差する部分が照明ユニット４００による壁面の照明領域に該当する。
【０１２３】
上述したように、車両５００の走行中の振動などにより、カメラユニット３００と照明ユニット４００の位置／姿勢が変動すると、カメラユニット３００による撮像領域に照明光が適切に当たらず、明るさ不足で撮像ができない不具合が生じる。
【０１２４】
そこで、実施形態では、トンネル６００の壁面の撮像領域に向け、カメラユニット３００の撮像方向に対して照明ユニット４００の照明方向を傾けて照明する。図１１の例では、角度θの傾きで照明される様子が示されている。
【０１２５】
このように照明を傾け、車両の走行方向における照明領域の中央により近い付近を撮像領域とすることで、撮像領域に照明光が当たらないという不具合を抑制することができる。
【０１２６】
ここで、図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれカメラユニット３００の光軸３６５と照明ユニット４００の光軸４６５の傾き角度θと、照明光の配光角αと、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌと、照明領域Ｓとの関係の一例を説明する図である。
【０１２７】
図１２Ａ（ａ）は、カメラユニット３００と、照明ユニット４００と、トンネル６００の壁面との関係の一例を説明する図である。図１２Ａ（ａ）において、カメラユニット３００の光軸３６５はトンネル６００の壁面に対して垂直であり、照明ユニット４００による照明光４６６の光軸４６５は、カメラユニット３００の光軸３６５に対して傾き角度θで傾いている。尚、この「垂直」は厳密に９０度をいうものではなく、トンネル６００の壁面の傾斜や車両５００の蛇行等に応じて９０度から多少のずれがあってもよい。この点は以下においても同様である。
【０１２８】
照明光４６６は、配光角αでトンネル６００の壁面を照明している。カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌは、車両５００の蛇行運転等により、ＬｍｉｎからＬｍａｘまで変動するとする。照明領域Ｓは、照明光４６６によるトンネル６００の照明領域である。照明光は円形領域を照明する光であり、照明領域Ｓはこの円形領域の直径を示している。但し、照明光は、円形領域を照明する光に限定されるものではなく、矩形領域を照明する光や楕円領域を照明する光であってもよい。
【０１２９】
一方、図１２Ａ（ｂ）は、カメラユニット３００による撮像領域と照明ユニット４００による照明領域が重なっている状態で、車両５００がトンネル６００の壁面から最も遠ざかった場合を示す図である。
【０１３０】
一例として、傾き角度θが２．５度、配光角αが１．６５度とすると、照明領域Ｓは３３０ｍｍとなる。この場合、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離が５２００ｍｍの時に、トンネル６００の壁面において、カメラユニット３００の光軸３６５は照明領域Ｓの最端部（図１２Ａ（ｂ）では最右端）に位置する。従って、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離５２００ｍｍは、カメラユニット３００による撮像領域と照明ユニット４００による照明領域が重なる状態を維持可能な最大距離Ｌｍａｘの一例となる。
【０１３１】
図１２Ｂ（ｃ）は、カメラユニット３００による撮像領域と照明ユニット４００による照明領域が重なっている状態で、車両５００がトンネル６００の壁面から最も近づいた場合を示す図である。
【０１３２】
一例として、上記と同様に、角度θが２．５度、配光角αが１．６５度とすると、照明領域Ｓは３３０ｍｍとなる。この場合、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離が２６００ｍｍの時に、トンネル６００の壁面において、カメラユニット３００の光軸３６５は照明領域Ｓの最端部（図１２Ｂ（ｃ）では最左端）に位置する。従って、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離２６００ｍｍは、カメラユニット３００による撮像領域と照明ユニット４００による照明領域が重なる状態を維持可能な最小距離Ｌｍｉｎの一例となる。
【０１３３】
尚、上述では、照明ユニット４００により、トンネル６００の壁面に配光角αの発散光を照明する例を示したが、発散光に限定されず、平行光により照明してもよい。
【０１３４】
発散光を照明する場合、照明ユニット４００からトンネル６００の壁面までの距離に応じて、トンネル６００の壁面における照明領域を変化させることができる。照明ユニット４００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌが長いほど、より広い領域を照明することができる。
【０１３５】
一方、平行光を照明する場合、照明ユニット４００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌによらず、トンネル６００の壁面において一定の領域を照明することができる。
【０１３６】
また上述では、カメラユニット３００の光軸３６５の方向をトンネル６００の壁面に対して垂直方向とし、照明ユニット４００の光軸４６５をカメラユニット３００の光軸３６５に対して傾ける例を示したが、これに限定されるものではない。図１２Ｂ（ｄ）に示されているように、照明ユニット４００の光軸４６５の方向をトンネル６００の壁面に対して垂直方向とし、カメラユニット３００の光軸３６５を照明ユニット４００の光軸４６５に対して傾けてもよい。図１２Ｂ（ｄ）は、カメラユニット３００の光軸３６５を照明ユニット４００の光軸４６５に対して傾き角度θだけ傾けた例を示している。換言すると、照明ユニット４００の光軸４６５とカメラユニット３００の光軸３６５は傾き角度θで相対的に傾いていればよい。
【０１３７】
このように照明ユニット４００の光軸４６５とカメラユニット３００の光軸３６５とを相対的に傾けることで、カメラユニット３００の撮像領域に向けて、光を照明することができる。トンネル６００の壁面における水平方向の撮像領域（水平方向の撮像視野）が狭い場合であっても、カメラユニット３００による撮像領域を照明ユニット４００からの光で適切に照明することができる。
【０１３８】
また、ガイドシャフト２４０を用いて、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相対的な位置／姿勢の関係を維持する構成と、照明方向を傾けて照明する構成とを組み合わせることで、より効果が顕著となる。換言すると、撮像素子にラインＣＣＤを用い、照明効率がよい状態で撮像を行った場合であっても、照明ユニット４００による照明光がカメラユニット３００による撮像領域を適切に照明しないという不具合を、より顕著に抑制することができる。
【０１３９】
また、車の蛇行でトンネルと壁面の距離が変動する場合やトンネルサイズが異なる場合においても、照明ユニット４００による照明光がカメラユニット３００による撮像領域を適切に照明しないという不具合を抑制することができる。
【０１４０】
図１３は、車両５００の蛇行と、カメラユニット３００の撮像領域と、照明ユニット４００の照明領域の関係の一例を説明する図である。車両５００は、図１３に矢印で示されている方向に、蛇行しながら走行している。
【０１４１】
図１３の左側に示されているように、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの最大距離Ｌｍａｘが５２００ｍｍの時に、トンネル６００の壁面において、カメラユニット３００の光軸３６５は照明領域Ｓの最端部（図１３では最右端）に位置する。つまりカメラユニット３００による撮像領域と照明ユニット４００による照明領域が重なる状態を維持可能な一方の限界である。
【０１４２】
一方、図１３の右側に示されているように、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの最小距離Ｌｍｉｎが２６００ｍｍの時に、トンネル６００の壁面において、カメラユニット３００の光軸３６５は照明領域Ｓの最端部（図１３では最左端）に位置する。つまりカメラユニット３００による撮像領域と照明ユニット４００による照明領域が重なる状態を維持可能な他方の限界である。
【０１４３】
角度θが２．５度、配光角αが１．６５度の条件下（図１２Ａ参照）では、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌが２６００ｍｍ〜５２００ｍｍの範囲で、車両５００の蛇行が許容されることが分かる。
【０１４４】
＜撮像システムの動作＞
次に、実施形態に係る撮像システム１００の動作を、図１４を用いて説明する。図１４は撮像システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１４５】
先ず、ステップＳ１４１で、撮像システム１００は、車両５００に取り付けられる。
【０１４６】
続いて、ステップ１４２において、スライドユニット２００により、カメラユニット３００及び照明ユニット４００はポジションＡに固定される。この場合、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のスライドと、ポジションＡでの固定は、ユーザが手動で実施する。
【０１４７】
続いて、ステップＳ１４３において、トンネル６００の入口から出口まで車両５００を走行させながら、トンネル６００の歩道７３０がない側の壁面の領域６００Ａの撮像が行われる。この場合、車両５００がトンネル６００の入口に進入するときに、撮像が開始される。撮像開始の指示は、ユーザが行う。
【０１４８】
車両５００がトンネル６００の出口まで到達したら、撮像は停止される。撮像停止の指示は、ユーザが行う。ここまででトンネル６００の全壁面のうち、半分の壁面の画像データがＨＤＤ１１４に記憶される。
【０１４９】
続いて、ステップＳ１４４において、スライドユニット２００により、カメラユニット３００及び照明ユニット４００はポジションＢに固定される。この場合、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のスライドと、ポジションＢでの固定は、ユーザが手動で実施する。
【０１５０】
続いて、ステップＳ１４５において、ステップＳ１１０３における走行方向とは逆の方向に、トンネル６００の入口から出口まで車両５００を走行させながら、トンネル６００の歩道７３０がある側の壁面の領域６００Ｂの撮像が行われる。上述と同様に、撮像開始／停止の指示は、ユーザが行う。これにより、トンネル６００の全壁面のうち、残りの半分の壁面が撮像され、ＨＤＤ１１４に記憶される。
【０１５１】
続いて、ステップＳ１４６において、撮像された画像は、ユーザにより問題がないかが確認され、問題ない場合は（ステップＳ１４６、Ｎｏ）、撮像は終了する。一方、問題がある場合は（ステップＳ１４６、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０２に戻り、再度撮像が行われる。
【０１５２】
以上により、カメラのフォーカス調整や構造物の断面形状の測定といった手間をかけずに、トンネルなどの構造物の壁面を撮像することができる。
【０１５３】
尚、実施形態では、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のポジションＡ及びＢでの固定を、スライドユニット２００に対して行う例を述べたが、このような固定を車両５００に対して行ってもよい。以下にその構成を説明する。
【０１５４】
カメラユニット３００及び照明ユニット４００を車両固定用ベースプレートに取り付けておく。ポジションＡの場合、走行方向に向かって車両のルーフの右端に、フック部品を用いて車両固定用ベースプレートを固定することで、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定する。
【０１５５】
ポジションＢの場合、走行方向に向かって車両のルーフの左端に、フック部品を用いて上記車両固定用ベースプレートを固定することで、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定する。
【０１５６】
また、ガイドシャフト２４０と、ガイドシャフト保持部材２５１及び２５２と同様の部品を車両固定用ベースプレートに設け、シャフト連結部３４１及び３４２、並びに４４１及び４４２と、ガイドシャフト２４０とを連結させる。これによりカメラユニット３００及び照明ユニット４００の位置／姿勢の変動の影響を抑制できる。
【０１５７】
尚、この例の場合、撮像システム１００は、スライドユニット２００を有さなくてもよい。また、カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、それぞれインデックスプランジャ３５０及び４５０を有さなくてもよい。
【０１５８】
以上により、車両５００に固定した場合においても、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のポジションＡ及びＢでの固定を、スライドユニット２００に対して行った場合と同様の効果を得ることができる。
【０１５９】
［第１の実施形態］
ここで、トンネルの内部を撮像するには、撮像システムにおける光の露出量をトンネル内の明るさに合わせる露出制御が必要になる。しかしトンネルの内部と外部では明るさの差が大きいため、露出制御を自動で行うと、トンネルの外部から内部に車両が進入する際に、制御に遅れ（追従遅れ）が生じる等して適切に露出制御することができない場合があった。そしてトンネルの入口付近等で、昼間に撮像する場合には、撮像画像で明るい部分の階調が失われ真っ白になる白飛びが発生したり（露出オーバー）、夜間に撮像する場合には、撮像画像で暗い部分の階調が失われ真っ黒になる黒潰れが発生したり（露出アンダー）して、適切に撮像できなくなる場合があった。
【０１６０】
第１の実施形態に係る撮像システム１００は、車両等の移動体の移動に伴ってトンネル等の構造物を撮像する場合、この構造物に関連して予め設定された露出条件による撮像を行ない、その後、自動露出条件による撮像に切り替えてこの構造物の撮像を行う。
【０１６１】
尚、自動露出条件とは、測光部による撮像対象の測光結果に応じて変化する露出条件を指す。つまり、測光部の測光結果に応じて撮像システムの露光量（露出）を自動的に決定した場合の露出条件を指す。
【０１６２】
これによりトンネルの入口付近等において、露出制御の遅れに起因する白飛びや黒潰れを防止している。尚、白飛びは撮像画像において明るい部分の階調が失われ真っ白になることをいい、黒潰れは撮像画像において暗い部分の階調が失われ真っ黒になることをいう。
【０１６３】
以下に、「所定の構造物」の一例としてのトンネル６００の内壁を撮像する場合を例に、第１の実施形態に係る撮像システム１００の詳細を説明する。
【０１６４】
＜第１の実施形態に係る制御部の機能構成＞
先ず、本実施形態に係る撮像システム１００の備える撮像制御部１１０の構成について説明する。図１５は、撮像システム１００の備える撮像制御部１１０の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。尚、図１５に示される撮像制御部１１０の各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・結合して構成してもよい。
【０１６５】
撮像制御部１１０は、光量取得部１２１と、露出制御部１２２と、入出力部１２３と、終了判定部１２４とを有する。
【０１６６】
光量取得部１２１は、撮像システム１００の備える測光部１２０による検出信号を入力して、トンネル６００の内壁からの光の光量値（明るさ）Iを取得し、光量値Iを示す信号を露出制御部１２２に出力する。尚、「トンネル６００の内壁からの光」には、照明ユニット４００で照明した光のトンネル６００の内壁による反射光が含まれ、また太陽光等の自然光のトンネル６００の内壁による反射光が含まれる。さらに、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の内壁に光を照明する場合は、「トンネル６００の内壁からの光」には、その反射光も含まれる。
【０１６７】
測光部１２０は、カメラユニット３００の備えるラインＣＣＤ３３１−２等により実現され、光量取得部１２１はラインＣＣＤ３３１−２の出力する電圧信号を入力することで、光量値Iを取得することができる。
【０１６８】
但し、測光部１２０は上記に限定されるものではなく、ラインＣＣＤ３３１−２、３３２−２、３３３−２及び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ＰＤ（Photo Diode）等の光センサを設けて実現されてもよい。
【０１６９】
露出制御部１２２は、構造物判定部１２５と、露光時間制御部１２６と、増幅率制御部１２７と、絞り制御部１２８と、照明制御部１２９とを有する。
【０１７０】
構造物判定部１２５は、測光部１２０により検出され、光量取得部１２１により取得された光量値Iを示す信号を光量取得部１２１から入力し、光量値Iに基づいて撮像システム１００がトンネル６００の内壁を撮像しているか否かを判定する。具体的には構造物判定部１２５は、光量値Iが閾値Ｉ１以下でかつ閾値Ｉ２以上の場合にトンネル６００の内壁を撮像していると判定し、そうでない場合はトンネル６００の内壁を撮像していないと判定する。構造物判定部１２５は判定結果を示す信号を露出制御部１２２に出力する。
【０１７１】
ここで閾値Ｉ１は、ラインＣＣＤ３３１−２等の出力が飽和状態になることなく、撮像が可能な上限の光量等を意味している。一例としてラインＣＣＤ３３１−２等として８ビット（２５６階調）のＣＣＤを用いた場合、２００階調等を閾値Ｉ１として設定すればよい。尚、閾値Ｉ１は「第１の閾値」の一例である。
【０１７２】
また閾値Ｉ２は、ラインＣＣＤ３３１−２等の出力がノイズに埋もれた状態になることなく、撮像が可能な下限の光量等を意味している。一例として上記のようにラインＣＣＤ３３１−２等として８ビット（２５６階調）のＣＣＤを用いた場合、５０階調等を閾値Ｉ２として設定すればよい。尚、閾値Ｉ２は「第２の閾値」の一例である。
【０１７３】
ここで、撮像システム１００は、撮像時の露出量を変化させるための露出条件として、撮像システム１００は、ラインＣＣＤ３３１−２等の露光時間（シャッタースピード）と、ラインＣＣＤ３３１−２等が受光した光に対して出力する電圧信号の増幅率（ゲイン）と、トンネル内壁からの反射光の光量と、照明ユニット４００による照明光の光量の少なくとも１つを用いている。露出制御部１２２の備える露光時間制御部１２６、増幅率制御部１２７、絞り制御部１２８及び照明制御部１２９は、これらの露出条件を変化させるためのものである。
【０１７４】
先ず露光時間制御部１２６は、入力した光量値Iを示す信号に基づいて、カメラユニット３００の備えるラインＣＣＤ３３１−２、３３２−２、３３３−２及び３３４−２にそれぞれ電気的に接続され、それぞれの露光時間を制御することができる。尚、露光時間制御部１２６は、ラインＣＣＤ３３１−２、３３２−２、３３３−２及び３３４−２のそれぞれの露光時間を、相互に等しい露光時間になるように制御してもよいし、相互に異なる露光時間になるように制御してもよい。
【０１７５】
次に増幅率制御部１２７は、入力した光量値Iを示す信号に基づいて、カメラユニット３００の備えるラインＣＣＤ３３１−２、３３２−２、３３３−２及び３３４−２にそれぞれ電気的に接続され、それぞれが受光した光に対して出力する電圧信号の増幅率を制御することができる。尚、増幅率制御部１２７は、ラインＣＣＤ３３１−２、３３２−２、３３３−２及び３３４−２のそれぞれの増幅率を、相互に等しい増幅率になるように制御してもよいし、相互に異なる増幅率になるように制御してもよい。
【０１７６】
次に絞り制御部１２８は、入力した光量値Iを示す信号に基づいて、カメラユニット３００の備える絞り３３１−１ａ、３３２−１ａ、３３３−１ａ及び３３４−１ａにそれぞれ電気的に接続され、それぞれの絞りの直径を制御することができる。尚、絞り制御部１２８は、絞り３３１−１ａ、３３２−１ａ、３３３−１ａ及び３３４−１ａのそれぞれの直径を、相互に等しい直径になるように制御してもよいし、相互に異なる直径になるように制御してもよい。
【０１７７】
次に照明制御部１２９は、入力した光量値Iを示す信号に基づいて、照明ユニット４００の備える光源４３１−２、４３２−２、４３３−２及び４３４−２にそれぞれ電気的に接続され、それぞれの発する照明光の光量を制御することができる。尚、照明制御部１２９は、光源４３１−２、４３２−２、４３３−２及び４３４−２のそれぞれの照明光の光量を、相互に等しい光量になるように制御してもよいし、相互に異なる光量になるように制御してもよい。
【０１７８】
以上の構成を用いて露出制御部１２２は撮像システム１００の露出量を変化させ、制御することができる。露出制御部１２２は、構造物判定部１２５による判定結果を示す信号を入力し、トンネル６００の内壁を撮像していると判定された場合は、取得された光量値Ｉに応じて露出条件を変化させる。またトンネル内壁を撮像していないと判定された場合には、取得された光量値Ｉによらずに露出条件を所定の露出条件に設定する。
【０１７９】
ここで所定の露出条件とは、換言すると光量値Ｉによらずに固定された露出条件であり、露出制御部１２２が露光時間、増幅率、トンネル内壁からの反射光の光量、又は照明光の光量の少なくとも１つを制御して、設定した露出条件である。
【０１８０】
一方、入出力部１２３は、撮像制御部１１０に対して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り、外部Ｉ／Ｆ１１５等により実現することができる。
【０１８１】
また終了判定部１２４は、撮像システム１００によるトンネル６００の内壁の撮像が終了したか否かを判定する。撮像の終了の判定は、トンネル６００の長さをＨＤＤ１１４に記憶しておき、終了判定部１２４は車速計／移動距離計１７０から入力した信号に基づき、ＨＤＤ１１４を参照して、移動距離がトンネル６００の長さに到達したかを検知する。終了判定部１２４は、移動距離がトンネル６００の長さに到達した場合に、撮像が終了したと判定する。
【０１８２】
＜第１の実施形態に係る撮像方法＞
図１６は、上述の構成を用い、撮像システム１００により撮像する方法の一例を説明する図である。図１６は、撮像システム１００を搭載した車両５００が、太矢印で示される方向に走行してトンネル６００の内部に進入し、トンネル６００の内壁を撮像する場合を示している。
【０１８３】
区間１６１は車両５００がトンネル６００の外部を走行する区間であり、区間１６２は車両５００がトンネル６００の内部を走行する区間である。また図１６の下方に示すグラフ１６３及び１６４のそれぞれは、光量取得部１２１が取得した光量値Ｉの車両５００の走行位置Ｐに伴う変化を示している。
【０１８４】
グラフ１６３は昼間に撮像を行う場合を示し、グラフ１６４は夜間に撮像を行う場合を示している。グラフ１６３及び１６４の横軸は、それぞれ車両５００の走行位置Ｐを表しており、上記と同様に、区間１６１はトンネル６００の外部に該当し、区間１６２はトンネル６００の内部に該当する。グラフ１６３及び１６４の縦軸はそれぞれトンネル内壁からの光の光量を表しており、グラフ１６３及び１６４のそれぞれにおける実線のグラフは、光量取得部１２１が取得した光量値Ｉを示している。
【０１８５】
またグラフ１６３及び１６４には、構造物判定部１２５が判定に用いる閾値Ｉ１が一点鎖線で示され、閾値Ｉ２が二点鎖線で示されている。撮像システム１００は、トンネル６００の外部を走行している区間１６１では、光量取得部１２１により取得された光量値Ｉによらずに、所定の露出条件で撮像を行う。
【０１８６】
このような所定の露出条件として、車両５００がトンネル６００に進入した時に、トンネルの入口付近で白飛びや黒潰れを起こさないような適正な条件が予め決定されている。この適正な条件は、例えばトンネルの入口付近で撮像した画像の全画素の画素輝度が、閾値Ｉ１以下で、かつ閾値Ｉ２以上になるような露出条件である。
【０１８７】
尚、この適正な条件は、トンネルのサイズやトンネル内照明の数・位置等のトンネル条件によって変わってくる。ユーザは次に撮像しようとするトンネル条件に基づいて事前に適正な条件を決定している。
【０１８８】
昼間の明るい時間帯に撮像を行う場合、外部に対して暗いトンネル６００の内部の明るさに合うように、所定の露出条件が決定されているため、トンネル６００の外部で所定の露出条件で撮像を行うと、グラフ１６３に例示されているように、取得される光量値Ｉは、ほぼ飽和状態になる。但し、撮像する対象はトンネル６００の内壁であって、トンネル６００の外部は撮像しなくてもよいため、このように飽和状態になっても問題はない。
【０１８９】
またトンネル６００の外部では、光量値Ｉは閾値Ｉ１以上であるため、構造物判定部１２５は、撮像システム１００はトンネル６００の内壁を撮像していないと判定して、露出制御部１２２にその旨を示す信号を出力する。従って露出制御部１２２は、光量値Ｉによらずに所定の露出条件で撮像システム１００に撮像させている。
【０１９０】
その後、車両５００が区間１６１の走行を終え、トンネル６００の内部に進入すると、外部に対して急激に暗くなるため、取得される光量値Ｉは急激に低下する。そして光量値Ｉが閾値Ｉ１以下になると、構造物判定部１２５は、撮像システム１００はトンネル６００の内壁を撮像していると判定して、露出制御部１２２にその旨を示す信号を出力する。
【０１９１】
構造物判定部１２５の出力信号を入力した露出制御部１２２は、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるように取得された光量値Ｉに応じて露出条件を変化させる。尚、この目標値Ｉｇはトンネル６００の内部でトンネル６００の内壁を撮像するために適正な光量として予め決定された値である。
【０１９２】
車両５００がトンネル内を走行しながら、撮像システム１００は光量値Ｉが目標値Ｉｇになるように露出制御を行い、終了判定部１２４が撮像終了と判定するまでトンネル６００の内壁の撮像を継続して行う。
【０１９３】
一方、夜間に撮像を行う場合は、外部に対して、トンネル内照明がある分だけ明るいトンネル６００の内部の明るさに合うように、所定の露出条件が決定されているため、トンネル６００の外部で所定の露出条件で撮像を行うと、グラフ１６４に例示されているように、取得される光量値Ｉは小さく、ノイズに埋もれたレベルになる。但し、上述したように撮像する対象はトンネル６００の内壁であって、トンネル６００の外部は撮像しなくてもよいため、このようにノイズに埋もれた状態になっても問題はない。
【０１９４】
またトンネル６００の外部では、光量値Ｉは閾値Ｉ２以下であるため、構造物判定部１２５は、撮像システム１００はトンネル６００の内壁を撮像していないと判定して、露出制御部１２２にその旨を示す信号を出力する。従って露出制御部１２２は、光量値Ｉによらずに所定の露出条件で撮像システム１００に撮像させている。
【０１９５】
その後、車両５００が区間１６１の走行を終え、トンネル６００の内部に進入すると、外部に対して急激に明るくなるため、取得される光量値Ｉは急激に上昇する。そして光量値Ｉが閾値Ｉ２以上になると、構造物判定部１２５は、撮像システム１００はトンネル６００の内壁を撮像していると判定して、露出制御部１２２にその旨を示す信号を出力する。
【０１９６】
構造物判定部１２５の出力信号を入力した露出制御部１２２は、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるように、取得された光量値Ｉに応じて露出条件を変化させる。車両５００がトンネル内を走行しながら、撮像システム１００は光量値Ｉが目標値Ｉｇになるように露出制御を行い、終了判定部１２４が撮像終了と判定するまでトンネル６００の内壁の撮像を継続して行う。
【０１９７】
このようにして、適正な光量でトンネル６００の内壁を撮像することができる。また取得した光量値Ｉが閾値Ｉ１以下でかつ閾値Ｉ２以上になるまでは、撮像システム１００は露出制御を行わずに、取得した光量値Ｉによらず所定の露出条件で撮像を行う。そのため、露出制御の遅れに起因してトンネル６００の入口付近で白飛びや黒潰れが撮像した画像に生じることを防ぐことができ、トンネル６００の入口付近でもトンネル６００の内壁を撮像することができる。
【０１９８】
＜第１の実施形態に係る撮像システムの動作＞
次に図１７は、本実施形態に係る撮像システム１００の備える撮像制御部１１０による処理の一例を示すフローチャートである。
【０１９９】
先ず、ステップＳ１７１において、露出制御部１２２は、各制御部を動作させて、撮像システム１００の露出条件を所定の露出条件に設定し、撮像システム１００は所定の露出条件で撮像を行う。
【０２００】
続いて、ステップＳ１７２において、光量取得部１２１は、測光部１２０の検出信号を入力してトンネル６００の内壁からの光の光量値Ｉを取得し、光量値Ｉを示す信号を露出制御部１２２に出力する。
【０２０１】
続いて、ステップＳ１７３において、露出制御部１２２の備える構造物判定部１２５は、入力した光量値Ｉを示す信号に基づき、光量値Ｉが閾値Ｉ１以下で、かつ閾値Ｉ２以上かを判定する。
【０２０２】
ステップＳ１７３で、構造物判定部１２５が、光量値Ｉが閾値Ｉ１以下で、かつ閾値Ｉ２以上でなく、撮像システム１００がトンネル６００の内壁を撮像していないと判定した場合は（ステップＳ１７３、Ｎｏ）、ステップＳ１７１に戻り、ステップＳ１７１以降の処理を継続する。
【０２０３】
一方、ステップＳ１７３で、構造物判定部１２５が、光量値Ｉが閾値Ｉ１以下で、かつ閾値Ｉ２以上であり、撮像システム１００がトンネル６００の内壁を撮像していないと判定した場合は（ステップＳ１７３、Ｙｅｓ）、構造物判定部１２５はその旨を露出制御部１２２に出力する。そしてステップＳ１７４において、露出制御部１２２は各制御部を動作させ、光量値Ｉに基づき、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるように露出条件を変化させる。撮像システム１００は目標値Ｉｇになるように変化された露出条件で撮像を行う。
【０２０４】
続いて、ステップＳ１７５で、終了判定部１２４は撮像終了か否かを判定する。終了判定部１２４が撮像終了でないと判定した場合は（ステップＳ１７５、Ｎｏ）、ステップＳ１７４に戻り、処理を継続する。一方、終了判定部１２４が撮像終了であると判定した場合は（ステップＳ１７５、Ｙｅｓ）、撮像制御部１１０は処理を終了する。
【０２０５】
このようにして、撮像制御部１１０は、露出制御の遅れに起因してトンネル６００の入口付近で白飛びや黒潰れが撮像した画像に生じることを防ぎ、入口付近を含むトンネル６００の内壁全体を撮像することができる。
【０２０６】
図１８は、露出制御部１２２による光量値Ｉに基づく露出制御処理の一例を示すフローチャートである。尚、図１８のフローチャートは、図１７のフローチャートにおけるステップＳ１７４の処理をより詳細に説明するものである。
【０２０７】
先ず、ステップＳ１８１において、光量取得部１２１は、測光部１２０の検出信号を入力してトンネル６００の内壁からの光の光量値Ｉを取得し、光量値Ｉを示す信号を露出制御部１２２に出力する。
【０２０８】
続いて、ステップＳ１８２において、露出制御部１２２は光量値Ｉが予め決定された目標値Ｉｇより大きいか否かを判定する。
【０２０９】
ステップＳ１８２において、光量値Ｉが目標値Ｉｇより大きいと判定した場合は（ステップＳ１８２、Ｙｅｓ）、露出制御部１２２はその旨を示す信号を絞り制御部１２８に出力する。
【０２１０】
続いて、ステップＳ１８３において、絞り制御部１２８は、カメラユニット３００の備える各絞り（絞り３３１−１ａ、３３２−１ａ、３３３−１ａ及び３３４−１ａ）の直径を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで縮小可能か否かを判定する。
【０２１１】
ステップＳ１８３において、各絞の直径を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで縮小可能と判定した場合（ステップＳ１８３、Ｙｅｓ）、絞り制御部１２８は、ステップＳ１８４において、各絞りの直径を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで縮小する。その後、露出制御部１２２は処理を終了する。
【０２１２】
一方、ステップＳ１８３において、各絞りの直径を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで縮小可能でないと判定した場合（ステップＳ１８３、Ｎｏ）、ステップＳ１８５において、露光時間制御部１２６は、カメラユニット３００の備える各ラインＣＣＤ（ラインＣＣＤ３３１−２、３３２−２、３３３−２及び３３４−２）の露光時間を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで短縮可能か否かを判定する。
【０２１３】
ステップＳ１８５において、各ラインＣＣＤの露光時間を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで短縮可能と判定した場合（ステップＳ１８５、Ｙｅｓ）、ステップＳ１８６において、露光時間制御部１２６は、各ラインＣＣＤの露光時間を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで短縮し、その後、露出制御部１２２は処理を終了する。
【０２１４】
一方、ステップＳ１８５において、各ラインＣＣＤの露光時間を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで短縮可能でないと判定した場合（ステップＳ１８５、Ｎｏ）、ステップＳ１８７において、増幅率制御部１２７は、各ラインＣＣＤの増幅率を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで低下可能か否かを判定する。
【０２１５】
ステップＳ１８７において、各ラインＣＣＤの増幅率を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで低下可能と判定した場合（ステップＳ１８７、Ｙｅｓ）、ステップＳ１８８において、増幅率制御部１２７は、各ラインＣＣＤの増幅率を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで低下させ、その後、露出制御部１２２は処理を終了する。
【０２１６】
一方、ステップＳ１８７において、各ラインＣＣＤの増幅率を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで低下可能でないと判定した場合（ステップＳ１８７、Ｎｏ）、ステップＳ１８９において、照明制御部１２９は、照明ユニット４００の備える各光源（光源４３１−２、４３２−２、４３３−２、４３４−２、４３５−２及び４３６−２）の照明光の光量を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで低下可能か否かを判定する。
【０２１７】
ステップＳ１８９において、各光源の照明光の光量を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで低下可能と判定した場合（ステップＳ１８９、Ｙｅｓ）、ステップＳ１９０において、照明制御部１２９は、各光源の照明光の光量を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで低下させ、その後、露出制御部１２２は処理を終了する。
【０２１８】
一方、ステップＳ１８９において、各光源の照明光の光量を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで低下可能でないと判定した場合（ステップＳ１８９、Ｎｏ）、ステップＳ１９１において、露出制御部１２２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通知し、その後、ステップＳ１８１に戻って処理を継続する。尚、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警告を通知してもよい。
【０２１９】
一方で、ステップ１８２において、光量値Ｉが予め決定された目標値Ｉｇより大きくないと判定した場合は（ステップＳ１８２、Ｎｏ）、露出制御部１２２はその旨を示す信号を照明制御部１２９に出力する。
【０２２０】
続いて、ステップＳ１９２において、照明制御部１２９は、各光源の照明光の光量を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで上昇可能か否かを判定する。
【０２２１】
ステップＳ１９２において、各光源の照明光の光量を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで上昇可能と判定した場合（ステップＳ１９２、Ｙｅｓ）、ステップＳ１９３において、照明制御部１２９は、各光源の照明光の光量を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで上昇させ、その後、露出制御部１２２は処理を終了する。
【０２２２】
一方、ステップＳ１９２において、各光源の照明光の光量を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで上昇可能でないと判定した場合（ステップＳ１９２、Ｎｏ）、ステップＳ１９４において、増幅率制御部１２７は、各ラインＣＣＤの増幅率を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで上昇可能か否かを判定する。
【０２２３】
ステップＳ１９４において、各ラインＣＣＤの増幅率を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで上昇可能と判定した場合（ステップＳ１９４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１９５において、増幅率制御部１２７は、各ラインＣＣＤの増幅率を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで上昇させ、その後、処理を終了する。
【０２２４】
一方、ステップＳ１９４において、各ラインＣＣＤの増幅率を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで上昇可能でないと判定した場合（ステップＳ１９４、Ｎｏ）、ステップＳ１９６において、露光時間制御部１２６は、各ラインＣＣＤの露光時間を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで延長可能か否かを判定する。
【０２２５】
ステップＳ１９６において、各ラインＣＣＤの露光時間を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで延長可能と判定した場合（ステップＳ１９６、Ｙｅｓ）、ステップＳ１９７において、露光時間制御部１２６は、各ラインＣＣＤの露光時間を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで延長し、その後、露出制御部１２２は処理を終了する。
【０２２６】
一方、ステップＳ１９６において、各ラインＣＣＤの露光時間を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで延長可能でないと判定した場合（ステップＳ１９６、Ｎｏ）、ステップＳ１９８において、絞り制御部１２８は、各絞りの直径を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで拡大可能か否かを判定する。
【０２２７】
ステップＳ１９８において、各絞りの直径を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで拡大可能と判定した場合（ステップＳ１９８、Ｙｅｓ）、ステップＳ１９９において、絞り制御部１２８は、各絞りの直径を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで拡大し、その後、処理を終了する。
【０２２８】
一方、ステップＳ１９８において、各絞りの直径を、光量値Ｉが目標値Ｉｇになるまで拡大可能でないと判定した場合（ステップＳ１９８、Ｎｏ）、ステップＳ１９１において、露出制御部１２２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通知し、その後、ステップＳ１８１に戻って処理を継続する。尚、上述したと同様に、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警告を通知してもよい。
【０２２９】
このようにして、露出制御部１２２は、光量値Ｉに基づいて露出制御処理を実行することができる。
【０２３０】
以上説明してきたように、本実施形態では、トンネル６００の内壁等の構造物からの光の光量を検出し、検出した光量に基づいて、撮像システム１００がトンネルの内壁等の構造物を撮像しているか否かを判定する。そして撮像システム１００は、構造物を撮像している判定した場合には、検出した光量に応じて変化させた露出条件で撮像し、構造物を撮像していないと判定した場合には、検出した光量によらずに所定の露出条件で撮像する。これにより、露出制御の遅れに起因してトンネル６００の入口付近で白飛びや黒潰れが撮像した画像に生じることを防ぎ、入口付近を含むトンネル６００の内壁全体を撮像することができる。また露出制御部１２２は、カメラユニット３００が備える撮像用のラインＣＣＤ３３１−２等を用いて検出した構造物からの光の光量に基づき、上述の制御を実行するため、明るさの変化情報を事前に取得するための装置等の余分な構成を追加せず、コストを増大させることなく撮像システムの露出制御を適切に行うことができる。また測光部１２０の機能は、撮像用のラインＣＣＤ３３１−２等を用いずとも、ＰＤ等の簡易な構成を用いて実現可能であるため、コストを増大させることなく撮像システムの露出制御を適切に行うことができる。
【０２３１】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る撮像システムの一例を説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する。
【０２３２】
本実施形態に係る撮像システム１００ａは、トンネル６００の軸方向に交差する断面積に基づいて取得した所定の露出条件により撮像を行う撮像システムである。
【０２３３】
図１９は、撮像システム１００ａの備える撮像制御部１１０ａの構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。撮像制御部１１０ａは、記憶部１３１と、露出条件情報取得部１３２とを有する。
【０２３４】
記憶部１３１は、トンネルの軸方向に交差する断面積に応じた所定の露出条件の情報を対応付けて記憶している。このような情報は、トンネルの軸方向に交差する断面積からトンネル６００の内壁からの光の光量を算出し、算出した光量に応じて所定の露出条件を決定してもよいし、断面積が様々なトンネルを利用して、断面積毎で適正な露出条件を実験により取得して決定してもよい。
【０２３５】
また適正な露出条件をトンネル毎に定めておき、撮像システムやＰＣ、外部記憶装置、クラウドサーバなどの記憶手段に記憶させておいても良い。この場合、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）を移動体に装着し、次に測定するであろうトンネルをＧＰＳ情報から割り出して記憶手段に記憶したトンネル条件を読み出して、これに基づいて露出条件を設定しても良い。この場合、一度記憶手段に記憶させたトンネル条件を自動で読み出す事ができるだけでなく、他ユーザも同じ露出条件に設定できるようになり、測定の偏りが抑制されるという効果もある。
【０２３６】
ここで、図２０は、トンネルの断面積に対応付いた所定の露出条件の一例を示す図である。ここで、トンネルの断面積とは、トンネルの軸方向に交差するトンネル断面の面積である。記憶部１３１は一例として、図２０に示すようなテーブルを記憶している。尚、所定の露出条件の項目は、図２０に示したものに限定されるものではなく、露光時間、増幅率、絞りの直径及び照明光の光量の少なくとも１であってもよいし、これら以外の項目を所定の露出条件に加えてもよい。
【０２３７】
図１９に戻り、露出条件情報取得部１３２は、外部Ｉ／Ｆ１１５等を介して入力したトンネル断面積データに基づき、記憶部１３１を参照して、所定の露出条件の情報を取得し、所定の露出条件の情報を示すデータを露出制御部１２２に出力する。露出制御部１２２は入力した所定の露出条件になるように各制御部を実行させる。
【０２３８】
図２１は、撮像システム１００ａの備える撮像制御部１１０ａによる処理の一例を示すフローチャートである。
【０２３９】
先ず、ステップＳ２０１において、露出条件情報取得部１３２は、外部Ｉ／Ｆ１１５等を介して入力したトンネル断面積データに基づき、記憶部１３１を参照して、所定の露出条件の情報を取得し、所定の露出条件の情報を示すデータを露出制御部１２２に出力する。
【０２４０】
続いて、ステップＳ２０２において、露出制御部１２２は、入力した所定の露出条件になるように各制御部を動作させる。
【０２４１】
ステップＳ２０３〜Ｓ２０６の処理は、図１７のフローチャートにおけるステップＳ１７２〜Ｓ１７５と処理と同様であるため、説明を省略する。
【０２４２】
以上のように、本実施形態では、撮像システム１００ａは、トンネル６００の断面積に基づいて取得した所定の露出条件で撮像を行う。これにより、様々なトンネルに対して適正な露出条件で撮像を行うことができる。
【０２４３】
尚、上記以外の効果は、第１の実施形態で説明したものと同様である。
【０２４４】
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。
【０２４５】
具体的には、カメラを搭載する車両としては２輪車、一般車などの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、ドローンなど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。
【０２４６】
また実施形態では、構造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、構造物には、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、構造物には、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。
【０２４７】
また実施形態は、撮像方法も含む。例えば、撮像方法は、移動体に設置された状態で撮像対象を撮像する撮像システムによる撮像方法であって、前記移動体の移動に伴って前記撮像システムが所定の構造物を撮像する場合、当該所定の構造物に関連して予め設定された露出条件による撮像を行ない、その後、自動露出条件による撮像に切り替えて当該所定の構造物の撮像を行う工程を含む。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などの回路、ＩＣカード又は単体のモジュール等によって、実現されてもよい。
【０２４８】
また実施形態は、プログラムも含む。例えば、プログラムは、移動体に設置された状態で撮像対象を撮像する撮像システムで実行されるプログラムであって、
前記移動体の移動に伴って前記撮像システムが所定の構造物を撮像する場合、当該所定の構造物に関連して予め設定された露出条件による撮像を行ない、その後、自動露出条件による撮像に切り替えて当該所定の構造物の撮像を行う処理を実行する。このようなプログラムにより、上述の撮像システムと同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０２４９】
１００、１００ａ        撮像システム
１１０、１１０ａ        撮像制御部
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                  測光部
１２１                  光量取得部
１２２                  露出制御部
１２３                  入出力部
１２４                  終了判定部
１２５                  構造物判定部
１２６                  露光時間制御部
１２７                  増幅率制御部
１２８                  絞り制御部
１２９                  照明制御部
１３１                  記憶部
１３２                  露出条件情報取得部
１４１                  ＴＯＦセンサ
１６０                  ＩＭＵ
１７０                  車速計／移動距離計
２００                  スライドユニット
２１０、２２０          レール
２３０                  ベース
２３１                  嵌合孔
２４０                  ガイドシャフト
２５１、２５２          ガイドシャフト保持部材
２６１、２６２          フレーム
３００                  カメラユニット
３１０、４１０          ベースプレート
３２１、３２２          レール接続部
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
３４１、３４２、４４１、４４２  シャフト連結部
３４１−１、３４２−１  貫通孔
３５０、４５０          インデックスプランジャ
３６１、３６２、３６４  撮像範囲
３６３                  撮像方向
４００                  照明ユニット（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
４５１                  プランジャ
４５２                  プランジャ保持部
４６１、４６２、４６４  照明範囲
４６３                  照明方向
５００                  車両
６００                  トンネル（構造物の一例）
７００                  道路
７１０、７２０          車線
７３０                  歩道
Ｉ１                    閾値（第１の閾値の一例）
Ｉ２                    閾値（第２の閾値の一例）
Ｉｇ                    目標値
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２５０】
【特許文献１】特開２０１０−２３９４７９号公報
【図１】
2020065239.tif 000003
【図２】
2020065239.tif 000004
【図３】
2020065239.tif 000005
【図４】
2020065239.tif 000006
【図５】
2020065239.tif 000007
【図６】
2020065239.tif 000008
【図７】
2020065239.tif 000009
【図８】
2020065239.tif 000010
【図９】
2020065239.tif 000011
【図１０】
2020065239.tif 000012
【図１１】
2020065239.tif 000013
【図１２Ａ】
2020065239.tif 000014
【図１２Ｂ】
2020065239.tif 000015
【図１３】
2020065239.tif 000016
【図１４】
2020065239.tif 000017
【図１５】
2020065239.tif 000018
【図１６】
2020065239.tif 000019
【図１７】
2020065239.tif 000020
【図１８】
2020065239.tif 000021
【図１９】
2020065239.tif 000022
【図２０】
2020065239.tif 000023
【図２１】
2020065239.tif 000024