(57)【要約】【課題】車速および車両の制御応答時間に応じてカメラの撮像方向を適切に調整することができる観測システムを提供する。【解決手段】車両１０に搭載された第１カメラ２と、前記第１カメラの方向を変える第１カメラ駆動装置３と、前記第１カメラ駆動装置を制御するコントローラ６とを備えた観測システムにおいて、前記車両の走行速度である車速Ｖを検出する車速検出装置５を備え、前記コントローラは、前記車速と前記車両の制御応答時間Ｔとの積を目標観測距離Ｌとして設定し、前記車両の走行予定軌道上でかつ前記車両から前記目標観測距離だけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに第１目標観測点Ｐを設定し、前記第１目標観測点が前記第１カメラの撮像範囲Ｒに収まるように前記第１カメラ駆動装置を制御する。【選択図】  図２
2019161590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された第１カメラと、
前記第１カメラの方向を変える第１カメラ駆動装置と、
前記第１カメラ駆動装置を制御するコントローラとを備えた観測システムにおいて、
前記車両の走行速度である車速を検出する車速検出装置を備え、
前記コントローラは、前記車速と前記車両の制御応答時間との積を目標観測距離として設定し、前記車両の走行予定軌道上でかつ前記車両から前記目標観測距離だけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに第１目標観測点を設定し、前記第１目標観測点が前記第１カメラの撮像範囲に収まるように前記第１カメラ駆動装置を制御する
ことを特徴とする観測システム。
【請求項２】
請求項１に記載の観測システムにおいて、
前記車両の操舵角を検出する操舵角検出装置を更に備え、
前記コントローラは、前記操舵角に基づいて前記走行予定軌道を算出する
ことを特徴とする観測システム。
【請求項３】
請求項１に記載の観測システムにおいて、
前記コントローラは、前記車速と前記制御応答時間との積が所定の最大観測距離よりも大きい場合に、前記最大観測距離を前記目標観測距離として設定する
ことを特徴とする観測システム。
【請求項４】
請求項１に記載の観測システムにおいて、
前記コントローラは、前記車速が大きくなるに従って前記第１目標観測点を上方に移動させ、前記車速が小さくなるに従って前記第１目標観測点を下方に移動させる
ことを特徴とする観測システム。
【請求項５】
請求項１に記載の観測システムにおいて、
車両に搭載された第２カメラと、
前記第２カメラの方向を変える第２カメラ駆動装置とを更に備え、
前記コントローラは、前記第２カメラで前記第１カメラの死角を補完するように前記第２カメラ駆動装置を制御する
ことを特徴とする観測システム。
【請求項６】
請求項５に記載の観測システムにおいて、
前記コントローラは、前記走行予定軌道上でかつ前記車両から前記目標観測距離よりも短い距離だけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに第２目標観測点を設定し、前記第２目標観測点が前記第２カメラの撮像範囲に収まるように前記第２カメラ駆動装置を制御する
ことを特徴とする観測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設置し、車両の移動方向を撮像する観測システムに関し、特に、車両が移動方向を変更する際に、その変更する移動方向にカメラの撮像方向を向ける観測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が移動方向を変更する際に、その変更する移動方向にカメラの撮像方向を向ける観測システムの従来技術を開示するものとして、例えば特許文献１がある。
【０００３】
特許文献１には、移動体に設置され、前記移動体の外景を撮像するカメラと、前記カメラにより撮像された実写像を表示する表示部と、前記移動体の移動方向の変化を検出して移動方向情報を生成する移動方向検出部と、前記カメラの撮像方向を前記移動体に対して変更するための撮像方向変更部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記移動方向情報に基づいて撮像方向指示情報を生成し、前記撮像方向指示情報を前記撮像方向変更部に与えて前記カメラの撮像方向を前記移動体の移動方向が変化する方向に向ける移動体カメラシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５４３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の移動体カメラシステムでは、移動体が曲路を曲がるときや車線変更するときに、曲がろうとする方向にカメラの撮像方向を向ける。
【０００６】
しかしながら、走行予定軌道上の障害物をカメラで捉えた場合に、車速や車両の制御応答時間によっては、障害物を回避する走行経路を計算する等の処理が間に合わないおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車速および車両の制御応答時間に応じてカメラの撮像方向を適切に調整することができる観測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、車両に搭載された第１カメラと、前記第１カメラの方向を変える第１カメラ駆動装置と、前記第１カメラ駆動装置を制御するコントローラとを備えた観測システムにおいて、前記車両の走行速度である車速を検出する車速検出装置を備え、前記コントローラは、前記車速と前記車両の制御応答時間との積を目標観測距離として設定し、前記車両の走行予定軌道上でかつ前記車両から前記目標観測距離だけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに第１目標観測点を設定し、前記第１目標観測点が前記第１カメラの撮像範囲に収まるように前記第１カメラ駆動装置を制御するものとする。
【０００９】
以上のように構成した本発明によれば、車速と車両の制御応答時間との積を目標観測距離として設定し、車両の走行予定軌道上でかつ車両から目標観測距離だけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに目標観測点を設定し、目標観測点がカメラの撮像範囲に収まるようにカメラ駆動装置が制御される。これにより、カメラの撮像方向を車速および車両の制御応答時間に応じて適切に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車両に搭載される観測システムにおいて、カメラの撮像方向を車速および車両の制御応答時間に応じて適切に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る観測システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例におけるコントローラの処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施例におけるカメラの撮像範囲を車両上方から示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例におけるカメラの撮像範囲を車両側方から示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る観測システムの概略構成図である。
【図６】本発明の第３の実施例におけるカメラの撮像範囲を車両上方から示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例に係る観測システムの概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施例に観測システム１は、カメラ２と、カメラ２の撮像方向を変更するカメラ駆動装置３と、角度センサ４と、速度センサ５と、カメラ駆動装置３を制御するコントローラ６とを備えている。
【００１５】
観測システム１は、車両１０（図３に示す）に搭載され、走行中の景観を撮影する。車両１０に搭載された車両制御システム（図示せず）は、観測システム１で撮影した画像に基づいて、路面上の障害物等を回避するための走行経路を算出する等の処理を行う。
【００１６】
角度センサ４は車両１０の操舵角を検出し、速度センサ５は車両１０の走行速度（車速）を検出する。すなわち、角度センサ４は操舵角検出装置を構成し、速度センサ５は車速検出装置を構成している。角度センサ４および速度センサ５の信号は、コントローラ６に入力される。
【００１７】
カメラ駆動装置３は、例えばターンテーブルやジンバルであり、それらをアクチュエータで駆動することにより、カメラ２の撮像方向を変更する。
【００１８】
コントローラ６は、角度センサ４で検出した操舵角および速度センサ５で検出した車速に応じてカメラ駆動装置３を制御する。具体的には、コントローラ６は、走行予定軌道上（または鉛直上方）に目標観測点を設定し、この目標観測点がカメラ２の撮像範囲に収まるようにカメラ２の撮像方向を変化させる。ここでいう走行予定軌道とは、車両が走行面上をどのような軌跡を描いて走行するかを示すものである。
【００１９】
図２は、コントローラ６の処理を示すフローチャートである。以下、各ステップについて順に説明する。
【００２０】
まず、ステップＳ１で、車両１０の走行予定軌道を算出する。走行予定軌道は、手動運転車両の場合は操舵角に基づいて算出される。ただし、走行予定軌道の算出方法はこれに限られず、例えば自動運転車両の場合は経路算出手段やナビゲーションシステムによって提示されたルートに基づき走行予定軌道を算出しても良い。ここでいう経路算出手段とは、例えば障害物を検知するとその障害物を避けるような走行経路を算出するものである。これらの手段は、一部または全部を車両外部に備え、各種通信手段を用いて利用するようにしてもよい。
【００２１】
ステップＳ１に続き、ステップＳ２で、目標観測距離Ｌを算出する。目標観測距離は、車速Ｖと車両１０の制御応答時間Ｔとを積算して求められる。ここでいう制御応答時間Ｔとは、車両１０に対する動作指示が行われてから車両１０がその動作指示に従って動作を開始するまでの遅れ時間であり、車両制御システム（図示せず）に応じて設定される。制御応答時間Ｔは車両制御システムがシステムの処理に応じて自動的に設定してもよいし、ユーザー、設計者が設定可能なパラメータとしてもよい。目標観測距離は積以外を用いて求めてもよく、例えば、少なくとも車速と車両の制御応答時間のいずれかを引数とする任意の関数としてもよい。
【００２２】
ステップＳ２に続き、ステップＳ３で、ステップＳ２で算出した目標観測距離Ｌがカメラ２の最大観測距離Ｌｍａｘよりも大きいか否かを判定する。ここでいう最大観測距離Ｌｍａｘは、カメラ２の仕様上の限界値でなくても良く、所定のマージンを設けた値（例えば、仕様上の限界値の８０％）に設定しても良い。
【００２３】
ステップＳ３でＹＥＳ（目標観測距離Ｌがカメラ２の最大観測距離Ｌｍａｘよりも大きい）と判定した場合は、ステップＳ４で、最大観測距離Ｌｍａｘを目標観測距離Ｌとして設定する。
【００２４】
ステップＳ４に続き、または、ステップＳ３でＮＯ（目標観測距離Ｌがカメラ２の最大観測距離Ｌｍａｘよりも小さい）と判定した場合は、ステップＳ５で、ステップＳ１で算出した走行予定軌道、ステップＳ２またはＳ３で設定した目標観測距離Ｌ、および制御応答時間Ｔに基づいて、カメラ２の撮像方向を決定する。カメラ２の撮像方向の具体的な決定方法については後述する。
【００２５】
ステップＳ５に続き、ステップＳ６で、ステップＳ５で決定したカメラ２の撮像方向に基づいてカメラ駆動装置３を制御し、フローを終了する。
【００２６】
図３は、本実施例におけるカメラ２の撮像範囲を車両上方から示す図である。図３上は車両１０が右曲進路を高速で走行している状態を示し、図３下は同じく右曲進路を低速で走行している状態を示している。図中の破線は走行予定軌道を表している。
【００２７】
図３に示すように、本実施例におけるコントローラ６は、走行予定軌道上でかつ車両１０から目標観測距離Ｌだけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに目標観測点Ｐを設定し、目標観測点Ｐがカメラ２の撮像範囲Ｒに収まるようにカメラ駆動装置３（図１に示す）を制御する。これにより、高速走行時は車両１０の遠方を撮影し、低速走行時は車両１０の近傍を撮影することが可能となる。
【００２８】
このように本実施の形態では、車両１０に搭載された第１カメラ２と、第１カメラ２の方向を変える第１カメラ駆動装置３と、第１カメラ駆動装置３を制御するコントローラ６とを備えた観測システム１において、車両１０の操舵角を検出する操舵角検出装置４と、車両１０の走行速度である車速を検出する車速検出装置５を備え、コントローラ６は、操舵角に基づいて車両１０の走行予定軌道を算出し、車速Ｖと車両１０の制御応答時間Ｔとの積を目標観測距離Ｌとして設定し、走行予定軌道上でかつ車両１０から目標観測距離Ｌだけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに目標観測点Ｐを設定し、目標観測点Ｐがカメラ２の撮像範囲Ｒに収まるようにカメラ駆動装置３を制御する。ここでいう所定の高さは、例えば車両１０の高さ以下に設定される。これにより、車速Ｖの大小を問わず、走行予定軌道上で車両１０が接触し得る障害物を観測してから車両１０がその障害物付近に到達するまでに制御応答時間Ｔ相当の時間を確保することが可能となる。
【００２９】
また、コントローラ６は、車速Ｖと制御応答時間Ｔとの積がカメラ２の最大観測距離Ｌｍａｘよりも大きい場合に、最大観測距離Ｌｍａｘを目標観測距離Ｌとして設定する。これにより、カメラ２の最大観測距離Ｌｍａｘを超える位置に目標観測点Ｐが設定されることを防止できる。
【００３０】
以上のように構成した本実施例に係る観測システム１によれば、車速Ｖと制御応答時間Ｔとの積を目標観測距離Ｌとして設定し、走行予定軌道上でかつ車両１０から目標観測距離Ｌだけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに目標観測点Ｐを設定し、目標観測点Ｐがカメラ２の撮像範囲Ｒに収まるようにカメラ駆動装置３が制御される。これにより、カメラ２の撮像方向を車速Ｖおよび車両１０の制御応答時間Ｔに応じて適切に調整することが可能となる。
【実施例２】
【００３１】
本発明の第３の実施例について図４を参照して説明する。本実施例に係る観測システムは、低速走行時の車両の死角を低減できるように構成した点で第１の実施例と異なる。
【００３２】
図４は、本実施例におけるカメラの撮像範囲を車両側方から示す図である。図４上は車両１０が高速で走行している状態を示し、図４下は低速で走行している状態を示している。
【００３３】
図４に示すように、高速走行時は観測目標点Ｐの高さＨを小さくし、カメラ２の撮像方向を水平近くまで上向きにすることにより、遠方の路面を観測可能とする。一方、低速走行時は観測目標点Ｐの高さＨを小さくし、カメラ２の撮像方向を下向きにすることにより、車両１０近傍の路面を観測可能とする。なお、車速Ｖに応じて撮像方向の上下の程度を連続的に変化させてもよい。
【００３４】
例えば動物や子供、障害物は低速走行状態で通常では死角となる範囲に入り込む恐れがあり、死角となる範囲にカメラ２を向けることで、緊急停止や回避などの対処が可能となる。
【００３５】
高速移動状態では車両近傍の死角となる範囲の変化が激しく、そのような範囲で障害物などを検知できたとしても停車や回避などの対処が困難である。そのため、高速走行時の車両近傍の観測の必要性は低い。一方で、低速走行時では、遠くの障害物などや環境の変化を考慮する必要性が低い。上述のように撮像方向を車速Ｖに応じて変化させることによって、少ない観測手段で死角を減らすことが可能となる。
【００３６】
このように本実施例では、コントローラ６は、車速Ｖが大きくなるに従って目標観測点Ｐを上方に移動させ、車速Ｖが小さくなるに従って目標観測点Ｐを下方に移動させる。
【００３７】
本実施例に係る観測システム１によれば、第１の実施例と同様の効果が得られると共に、低速走行時の車両近傍の死角を減らすことが可能となる。
【実施例３】
【００３８】
本発明の第３の実施例について図５および図６を参照して説明する。本実施例に係る観測システムは、優先度や重要度の高いカメラ（第１カメラ）のの死角を他のカメラ（第２カメラ）で補完するように構成した点で第１の実施例と異なる。
【００３９】
図５は、本実施例に係る観測システムの概略構成図である。
【００４０】
図５に示すように、本実施例に係る観測システム１Ａは、車両１０に搭載された第１および第２カメラ２ａ，２ｂと、第１および第２カメラ２ａ，２ｂの撮像方向をそれぞれ変更する第１および第２カメラ駆動装置３ａ，３ｂと、角度センサ４と、速度センサ５と、第１および第２カメラ駆動装置３ａ，３ｂを制御するコントローラ６Ａとを備えている。第１カメラ２ａは遠距離撮影用であり、第２カメラ２ｂは近距離撮影用である。すなわち、第１カメラ２ａの最大観測距離（第１最大観測距離Ｌｍａｘ１）は第２カメラ２ｂの最大観測距離（第２最大観測距離Ｌｍａｘ２）よりも大きい。第１および第２カメラ２ａ，２ｂの各撮像方向の具体的な決定方法については後述する。
【００４１】
図６は、本実施例における第１および第２カメラ２ａ，２ｂの撮像範囲を車両上方から示す図である。
【００４２】
図６に示すように、本実施例におけるコントローラ６Ａは、走行予定軌道上でかつ車両１０から第１目標観測距離Ｌａだけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに第１目標観測点Ｐａを設定し、第１目標観測点Ｐａが第１カメラ２ａの撮像範囲（第１撮像範囲）Ｒａに収まるように第１カメラ駆動装置３ａを制御する。ここで、第１目標観測距離Ｌａは、第１の実施例における目標観測距離Ｌと同様に設定される。
【００４３】
さらに、コントローラ６Ａは、走行予定軌道上でかつ車両１０から目標観測距離Ｌａよりも短い距離（第２目標観測距離Ｌｂ）だけ離れた点を通る鉛直線上の所定の高さに第２目標観測点Ｐｂを設定し、第２目標観測点Ｐｂが第２カメラ２ｂの撮像範囲（第２撮像範囲）Ｒｂに収まるように第２カメラ駆動装置３ｂを制御する。これにより、第１カメラ２ａの死角を第２カメラ２ｂで補完することが可能となる。
【００４４】
本実施例に係る観測システム１Ａによれば、第１の実施例と同様の効果が得られると共に、走行予定軌道を含む路面を広範囲に撮像することが可能となる。なお、本実施例では、第２カメラ２ｂの撮像方向を第１の実施例と同様に決定したが、第１撮像範囲Ｒｍａｘ１と第２撮像範囲Ｒｍａｘ２とが重複せず、かつ互い隣接するように決定しても良い。その場合、第１および第２カメラ２ａ，２ｂで走行予定軌道を含む路面を最大限かつ連続的に撮影することが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
【００４６】
例えば、上記実施例では、観測手段をカメラとしたシステムについて説明したが、観測手段はカメラ以外としてもよい。例えば、レーダーやライダー（LIDAR（Light Detection and Ranging）、超音波センサ等の物体を検出する手段、距離や位置を検出する手段としてもよい。このとき、カメラの撮像範囲に対応する範囲は、例えば、前記センサなどが物体など観測対象を認識、検知することが出来る範囲となる。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ａ…観測システム、２…カメラ（第１カメラ）、２ａ…第１カメラ、２ｂ…第２カメラ、３…カメラ駆動装置（第１カメラ駆動装置）、３ａ…第１カメラ駆動装置、３ｂ…第２カメラ駆動装置、４…角度センサ（操舵角検出装置）、５…速度センサ（車速検出装置）、６，６Ａ…コントローラ、１０…車両、Ｈ…高さ、Ｌ，Ｌａ，Ｌｂ…目標観測距離、Ｌｍａｘ…最大観測距離、Ｌｍａｘ１…第１最大観測距離、Ｌｍａｘ２…第２最大観測距離、Ｐ…観測目標点（第１観測目標点）、Ｐａ…第１観測目標点、Ｐｂ…第２観測目標点、Ｒ…撮像範囲、Ｒａ…第１撮像範囲、Ｒｂ…第２撮像範囲、Ｔ…制御応答時間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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