(57)【要約】自動車の内及び／又は外シーン（４）を空間的に検出する自動車内装置であって、電子式検出装置（９）に連結されたＬＩＤＡＲセンサ（１）と、画像処理装置（１１）に接続され、シーンの画像を記録・評価する画像センサ（１２）を有する。シーン（４）の空間データを判別するため、検出装置（９）と画像処理装置（１１）はコンピュータ（１０）に連結される。
2006517659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子式検出装置（９）に連結されたＬＩＤＡＲセンサ（１）と、画像センサ（１２）に連結され、シーン（４）の画像を記録・評価する画像処理装置（１１）を備え、検出装置（９）と画像処理装置（１１）とがコンピュータ（１０）に連結されてシーン（４）の空間データを判別するようにしたことを特徴とする自動車用装置。
【請求項２】
コンピュータ（１０）が、ＬＩＤＡＲセンサ（１）の検出装置（９）からのデータを画像処理装置（１１）からの２次元画像データと組み合わせて、自動車に対する遠距離範囲の物体のデータを評価するようにして成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
３Ｄカメラ（１３）で構成される画像センサ（１２）により自動車の近距離範囲の物体データとして記録され、画像処理装置(１１)により評価された３次元画像データをコンピュータ（１０）が受け取るようにして成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
コンピュータ（１０）がシーン（４）のデータを、車両回路網を介して自動車の安全及び／又は支援システムに送信するようにして成ることを特徴とする請求項１〜３の一つに記載の装置。
【請求項５】
前記３Ｄカメラが飛行時間（ＴＯＦ）法に従って動作するようにして成ることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項６】
ＬＩＤＡＲセンサ（１）のレーザ（２）が近距離範囲及び遠距離範囲用の光学素子（６）を有して成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
近距離範囲及び遠距離範囲用の光学素子（６）が、別々に駆動されるようにした二つの光学素子又はレンズ（７）で構成されて成ることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
ＬＩＤＡＲセンサ（１）のレーザ（２）が赤外帯の放射線で動作し、画像センサ（１２）の光源として働くようにして成ることを特徴とする請求項１〜７の一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子式検出装置に連結されたＬＩＤＡＲセンサと、シーン(場面、景色)の画像の評価を記録する画像処理装置に連絡された画像センサとを有する自動車の内部及び／又は外部シーン（４）を空間的に捕捉するための自動車内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１９９２８９１５Ａ１には、自動車の視野の可視領域を正確に判別できるようにして、運転者が視野情報の助けで自分の運転方法を修正できるようにする方法が記載されている。この場合、一眼のビデオセンサが、レーダ又はＬＩＤＡＲセンサにより検出された物体のコントラストを測定し、レーダ又はＬＩＤＡＲセンサによる測定値と一眼ビデオセンサによる測定値から可視領域を判別する。この代替として、少なくとも一つの物体までの距離とそのコントラストとを双眼ビデオセンサで測定し、次いで可視領域をコントラスト測定値と距離測定値から判別する。コントラスト測定を除いて、ビデオセンサで測定した画像データに付いては評価を更に行うことはない。その上、比較的広い領域に適したＬＩＤＡＲは物体への距離の増大と共に解像度が失われ、物体識別の低下を招くと云う不利のあることが分かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、冒頭に述べた種の装置であって、上記二つのセンサの有利な特性を互いにリンクさせ、それ等の不利な特性を補償するようにした装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、この目的は、上記検出装置と画像処理装置をコンピュータに連結してシーンの空間データを判別することにより達成される。
【０００５】
ＬＩＤＡＲセンサとそれに連携する検出装置を周知のように用いて、自動車とシーン内の物体との間の距離データを判別し、更に、シーンの画像を生成でき、これがＬＩＤＡＲセンサからのデータの評価を可能にする。無彩色スケールと色彩情報に加えて、コンピュータがまた直交座標を物体の画素に割り当てるようにすると、一つの画像化３次元測定法となる。車両内又は車両上に、コンピュータを介して連結したＬＩＤＡＲセンサと画像センサを用いると、シーン内の物体、特に他の自動車の不明瞭なところのない検出と分類を確実に行える。
【０００６】
自動車に対して遠距離範囲にある物体のデータを評価するため、コンピュータがＬＩＤＡＲセンサに対する検出装置からのデータを画像処理装置からの２次元画像データと組み合わせる。２次元画像データを評価するため、コンピュータは比較的低度の計算機能力があるだけで良く、またＬＩＤＡＲセンサを用いた物体識別では、物体の自動車からの距離が増すと精度が低下するという問題を、画像センサから画像データを受け取るので遠距離でも信頼性のある画像処理装置で補償する。
【０００７】
自動車に対して近距離範囲にある物体のデータとしては、３Ｄカメラである画像センサにより記録され、画像処理装置により評価されている３次元画像データをコンピュータが受信するようにすると良い。物体が自動車に対して近距離範囲にある場合には、ＬＩＤＡＲセンサからの距離データを画像処理装置により得られた画像データと組み合わせる必要はない。必要なデータの全ては３Ｄカメラで記録された画像から判別することができ、それ以上の計算機能力を要せず、直接利用可能である。
【０００８】
コンピュータは、シーンのデータを車両回路網を介して、自動車内の安全及び／又は支援システムに送る。かかる安全及び／又は支援システムは、危険性を察知し、それに付随して、例えば、エアバックを故意に膨らませたり、ベルト締め具を起動したりする防御又は安全装置の起動を察知するため、自動車内及び自動車近傍のシーンのデータを必要とする。更に、自動車内の支援システムは、例えば駐車スペースに駐車する際、運転者に可視及び／又は可聴の支援を提供する。
【０００９】
本発明の有利な実施態様によれば、３Ｄカメラが飛行時間（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）法に基づいて動作するようにする。このような非走査式画像化３Ｄカメラは、所謂復調画素のアレイに作用する。これ等復調画素の各々はバックグラウンド強度のみならず、無線周波数変調シーンイルミネーションの個々の到達時の測定を可能にする。復調画素の機能原理は、画像センサ上の定められた局部限定領域における光学的発生電荷キャリアの輸送、保存及び蓄積を許容するＣＣＤ（電荷結合素子）原理に基づく。測定されるべきシーンの距離及び反射率情報は、受信光信号の各復調画素から抽出することができる。飛行時間法は、パルス又は位相測定法を用いて行えばよい。
【００１０】
ＬＩＤＡＲセンサのレーザに、近距離範囲用と遠距離範囲用の光学素子が設けられるようにすると良い。近距離範囲用と遠距離範囲用の光学素子を、別個に駆動可能な二つの光学素子又はレンズで構成すると良い。これにより、レーザをその角度解像度を大きくして収束させ、シーン内の物体の検出をより鮮明にすることができる。
【００１１】
本発明の好適な一実施態様によれば、ＬＩＤＡＲセンサのレーザが赤外帯の放射線で動作し、画像センサの光源として用いられる。伝達放射線を例えば信号発生器で変調させ、３Ｄカメラで記録されるシーンの照明に用いるようにしても良い。もしレーザが光源の形態をなす場合、画像センサ用に別個の光源を設ける必要はない。
【００１２】
上記特徴及び下記の特徴は自明だが、種々の組み合わせで用いることができる。本発明の範囲は請求の範囲によってのみ定められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を以下、添付図面を参照して、例示的実施態様に付いて詳細に説明する。図面の単一図は、本発明による装置をブロック図で示した概略図である。
【００１４】
自動車内に配置される装置には、赤外帯で伝送するレーザ２から本質的に構成されるＬＩＤＡＲセンサ１と反射放射線用の受信装置３が備わる。レーザ２で走査され、少なくとも一つの物体の有るシーン４を収束させるため、個々に駆動可能な二つのレンズ７から成る、近距離範囲用と遠距離範囲用の光学素子がレーザ２に連携している。ここで、レンズ７の一方は放射線を近距離範囲で散乱させ、他方のレンズ７は遠距離範囲で放射線を収束するようにする。受信装置３には、シーン４内の物体５、霧又は他の粒状物から反射される放射線を受け取る光学装置が連携している。ＬＩＤＡＲセンサ１は電子式検出装置９に連結され、この装置９はレーザ２からの放射線の送信と後方散乱放射線の受信との間の時間差に基づいて自動車と物体５間の距離を計算する。検出装置９はコンピュータ１０に連結され、コンピュータ１０にシーン４の計算距離データを供給する。
【００１５】
シーン４の空間データを決定するため、コンピュータ１０は画像処理装置１１に連結され、画像処理装置１１は画像センサ１２に連結されている。３Ｄカメラである画像センサ１２は対物レンズ１４を用いてシーン４の画像を記録し、これを画像処理装置１１が、現れる物体５に基づく無彩色スケール及び色彩情報の点から評価し、検出物体を分類する。更に、飛行時間（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）法を用いて距離データを関連させることもできる。この場合、ＬＩＤＡＲセンサ１用のレーザ２は赤外帯の変調放射線を発信するようにし、シーン４の照射のため画像センサ１２用の光源として用いられる。
【００１６】
コンピュータ１０は、利用できる距離データと画像データに基づいてシーン４の空間データ４を判別する。この場合、物体５が自動車の近距離範囲で検出されると、画像処理装置１１からの３次元データを用い、物体５が自動車の遠距離範囲で検出されると、検出装置９からの距離データを画像処理装置１１からの画像データと組み合わせる。更に、コンピュータはＬＩＤＡＲセンサ１により決定される可視範囲情報を考慮して、例えば、シーン４内の霧及び／又は汚れ粒状物から結論を引き出せるようにする。コンピュータ１０はシーン４の空間データを、図示しない車両回路網を介して自動車内安全及び支援システムで更に用いられるように利用可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による装置をブロック図で示した概略図である。
【符号の説明】
【００１８】
１     ＬＩＤＡＲセンサ
２     レーザ
３     受信装置
４     シーン（場面、景色）
５     物体
６     光学素子
７     レンズ
８     光学装置
９     検出装置
１０   コンピュータ
１１   画像処理装置
１２   画像センサ
１３   ３Ｄカメラ
１４   対物レンズ
2006517659.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月17日(2004.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子式検出装置（９）に連結されたＬＩＤＡＲセンサ（１）と、画像センサ（１２）に連結され、シーン（４）の画像を記録・評価する画像処理装置（１１）を備え、検出装置（９）と画像処理装置（１１）とがコンピュータ（１０）に連結されてシーン（４）の空間データを特定するようにした、自動車の内部及び／又は外部シーン（４）を空間的に捕捉するための自動車用装置であって、上記画像センサ（１２）が、３次元画像データを記録する３Ｄカメラで構成されて成ることを特徴とする自動車用装置。
【請求項２】
コンピュータ（１０）が、ＬＩＤＡＲセンサ（１）の検出装置（９）からのデータを画像処理装置（１１）からの２次元画像データと組み合わせて、自動車に対する遠距離範囲の物体のデータを評価するようにして成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
３Ｄカメラ（１３）で構成される画像センサ（１２）により自動車の近距離範囲の物体データとして記録され、画像処理装置(１１)により評価された３次元画像データをコンピュータ（１０）が受け取るようにして成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
コンピュータ（１０）がシーン（４）のデータを、車両回路網を介して自動車の安全及び／又は支援システムに送信するようにして成ることを特徴とする請求項１〜３の一つに記載の装置。
【請求項５】
前記３Ｄカメラが飛行時間（ＴＯＦ）法に従って動作するようにして成ることを特徴とする請求項１〜４の一つに記載の装置。
【請求項６】
ＬＩＤＡＲセンサ（１）のレーザ（２）が近距離範囲及び遠距離範囲用の光学素子（６）を有して成ることを特徴とする請求項１〜５の一つに記載の装置。
【請求項７】
近距離範囲及び遠距離範囲用の光学素子（６）が、別々に駆動されるようにした二つの光学素子又はレンズ（７）で構成されて成ることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
ＬＩＤＡＲセンサ（１）のレーザ（２）が赤外帯の放射線で動作し、画像センサ（１２）の光源として働くようにして成ることを特徴とする請求項１〜７の一つに記載の装置。
【国際調査報告】
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