(57)【要約】【課題】投影パターンを解析することにより、投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成する周辺情報生成装置を提供する。【解決手段】周辺情報生成装置１は、道路に照射光を照射することにより、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンＬを道路に形成する投影部１０と、撮像部２０と、投影パターンを解析することにより、道路を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成する画像解析部３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影対象に照射光を照射することにより、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンを上記投影対象の表面に形成する投影部と、
上記表面に形成された投影パターンを撮像する撮像部と、
上記撮像部が撮像した投影パターンを解析することにより、上記投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成する画像解析部と、を備えることを特徴とする周辺情報生成装置。
【請求項２】
上記画像解析部は、上記投影対象内の事象および上記投影パターンの少なくとも一方が移動するときに、上記投影パターンの輪郭を通過する事象すべてについて、上記周辺情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の周辺情報生成装置。
【請求項３】
上記投影パターンは、当該投影パターンの輪郭内の点を通過する任意の直線と少なくとも１箇所において交差することを特徴とする請求項１または２に記載の周辺情報生成装置。
【請求項４】
上記投影パターンは、格子形状、および閉じた連続形状の少なくとも何れかの形状を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の周辺情報生成装置。
【請求項５】
上記投影部は、上記投影パターンを上記表面に一括で投影するように上記照射光を照射することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の周辺情報生成装置。
【請求項６】
上記画像解析部は、上記周辺情報として、上記投影パターンを撮像した撮像画像における当該投影パターンの像の歪みから投影対象の形状を示す情報を生成することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の周辺情報生成装置。
【請求項７】
上記画像解析部は、上記周辺情報として、上記投影パターンを撮像した撮像画像における当該投影パターンの像の大きさから自装置と上記投影対象との距離を示す情報を生成することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の周辺情報生成装置。
【請求項８】
上記投影パターンは、当該投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識されることを特徴とする請求項７に記載の周辺情報生成装置。
【請求項９】
上記照射光は、太陽光の波長とは異なる波長の光であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の周辺情報生成装置。
【請求項１０】
上記照射光は、赤外領域または紫外領域に含まれる波長の光であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の周辺情報生成装置。
【請求項１１】
上記照射光は、可視領域に含まれる波長の光であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の周辺情報生成装置。
【請求項１２】
上記投影部は、レーザ光を用いて上記投影パターンを投影する請求項１から１１の何れか１項に記載の周辺情報生成装置。
【請求項１３】
請求項１から１２の何れか１項に記載の周辺情報生成装置を備えていることを特徴とする乗物。
【請求項１４】
上記画像解析部が生成した周辺情報を取得して、移動速度、移動方向、および警告発令の少なくとも何れかを制御する動作制御部を備えることを特徴とする請求項１３に記載の乗物。
【請求項１５】
上記乗物は、車両であって、
上記画像解析部は、坂道の存在、坂道の角度、障害物の存在、道路の凹凸、対向車および並行車の存在、道路幅、および高架の高さの少なくとも何れかを示す周辺情報を生成することを特徴とする請求項１３または１４に記載の乗物。
【請求項１６】
上記周辺情報を搭乗者に対して出力する出力部を備えることを特徴とする請求項１３から１５の何れか１項に記載の乗物。
【請求項１７】
投影対象に照射光を照射することにより、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンを上記投影対象の表面に形成する投影工程と、
上記投影工程において上記表面に形成された投影パターンを撮像する撮像工程と、
上記撮像工程において撮像された投影パターンを解析することにより、上記投影対象を含む周辺の状況を示す周辺情報を生成する画像解析工程と、を含むことを特徴とする周辺情報生成方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の上記各工程をコンピュータに実行させるための周辺情報生成プログラム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の周辺情報生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影パターンを解析することにより、投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成することが可能な周辺情報生成装置、乗物、周辺情報生成方法、周辺情報生成プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両周辺に光を照射し、その反射光を検出することによって周辺情報を生成し、危険因子が検知された場合に自動制動や自動回避操舵などの介入制御や警報を発する警報制御を行う車両用運転補助装置が知られている。
【０００３】
特許文献１の車両用運転支援装置は、路面に対して幾何学形状を有するレーザ光を照射し、反射光の位置から障害物の有無を判定する。幾何学形状とレーザ光の反射光の形状とを比較することでノイズを検出し、そのノイズを実際に検出したレーザ反射光から取り除いている。
【０００４】
特許文献２の車両周辺監視装置は、レーザが水平方向に照射され、障害物に当たって散乱した散乱光を撮像することによって、障害物の存在を検知する。
【０００５】
特許文献３の道路勾配推定装置は、レーザ光を路面に対して放射状に照射し、その反射光から反射点を算出する。そして、当該道路勾配推定装置は、検出された第１反射点と、第１反射点よりも１つ前に検出された第２反射点とを繋ぐ線分の勾配が所定角度以下であれば、その勾配を路面の勾配として算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−  ８３８３２号公報（２００７年  ４月  ５日公開）
【特許文献２】特開２００７−２７６６１３号公報（２００７年１０月２５日公開）
【特許文献３】特開２０１１−１０６８７７号公報（２０１１年  ６月  ２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１から３の技術には次のような課題がある。
【０００８】
すなわち、特許文献１の車両周辺監視装置は、レーザパターンがスポット形状となるようにレーザを照射するため、スポット間に存在する障害物を検出することはできず、かつ、障害物が移動する様子を連続的に検出することはできない。
【０００９】
特許文献２の車両周辺監視装置は、レーザ発光部が水平方向に広がりを持ってレーザ光を照射するため、照射方向のあらゆる物体を検知してしまい、かつ、障害物に高さがある場合には複数台の光源を必要とする。
【００１０】
特許文献３の道路勾配推定装置は、第１反射点および第２反射点を検出する必要があることから、傾きの始点および終点の両方を測定する必要があり、また、路面の細かな凹凸により、勾配を正確に測定できなくなるおそれがある。さらに、当該道路勾配推定装置は、路面に対してレーザ光を放射状に照射するため、多くの点からの反射光を測定する必要があり、膨大な処理が必要となる。
【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、投影パターンを解析することにより、投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成する周辺情報生成装置、乗物、周辺情報生成方法、周辺情報生成プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る周辺情報生成装置は、上記の課題を解決するために、投影対象に照射光を照射することにより、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンを上記投影対象の表面に形成する投影部と、上記表面に形成された投影パターンを撮像する撮像部と、上記撮像部が撮像した投影パターンを解析することにより、上記投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成する画像解析部と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る周辺情報生成方法は、上記の課題を解決するために、投影対象に照射光を照射することにより、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンを上記投影対象の表面に形成する投影工程と、上記投影工程において上記表面に形成された投影パターンを撮像する撮像工程と、上記撮像工程において撮像された投影パターンを解析することにより、上記投影対象を含む周辺の状況を示す周辺情報を生成する画像解析工程と、を含むことを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、画像解析部（画像解析工程）は、撮像部（撮像工程）が撮像した投影パターンを解析することにより、投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成する。このとき、撮像部が撮像する投影パターンは、少なくとも一部に連続形状を有する。
【００１５】
したがって、撮影範囲内に何らかの事象（例えば、表面の凹凸、傾斜、障害物の存在等）が存在すると、その事象は、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンにいち早く形状の変化をもたらす。また、投影パターンは、少なくとも一部に連続形状を有することから、例えば投影パターンの形状がポイント（スポット）である場合と比べて、事象の存在を高い精度で捉えることができる。ここで、上記の事象は、周辺情報生成装置の周辺の状況を示すものと言える。また、連続形状とは、直線または曲線によって形成される形状を示す。
【００１６】
それゆえ、画像解析部（画像解析工程）は、投影パターンを解析することにより、投影対象を含む周辺の状況を示す周辺情報を生成することができ、しかも、その周辺情報を迅速かつ高い精度で生成することができる。
【００１７】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記画像解析部は、上記投影対象内の事象および上記投影パターンの少なくとも一方が移動するときに、上記投影パターンの輪郭を通過する事象すべてについて、上記周辺情報を生成する構成であってよい。
【００１８】
上記の構成によれば、上記画像解析部は、上記投影パターンの輪郭を通過する事象すべてについて上記周辺情報を生成することができるため、本発明に係る周辺情報生成装置は、周辺情報生成装置の周辺の状況を示す事象の存在を確実に捉えることができる。
【００１９】
なお、投影パターンの輪郭とは、パターン全体を覆うことができ、凹みを持たない最小の図形を言う。
【００２０】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記投影パターンは、当該投影パターンの輪郭内の点を通過する任意の直線と少なくとも１箇所において交差する構成であってよい。
【００２１】
投影対象に何らかの事象（例えば障害物、凹凸等）が存在し、それが投影パターンの輪郭内を通過する時、その事象が移動する場合、および、投影パターンの位置が移動する場合の何れにおいても、必ず、上記事象と投影パターンとが交差することになる。
【００２２】
それゆえ、本発明に係る周辺情報生成装置は、投影対象内の事象および投影パターンの少なくとも一方が移動する場合において、投影対象内の事象に関する情報を確実に生成できるという効果を有する。
【００２３】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記投影パターンは、格子形状、および閉じた連続形状の少なくとも何れかの形状を含む構成であってよい。
【００２４】
上記投影パターンは、種々の形状が可能であり、何れの形状においても投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成することができる。
【００２５】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記投影部は、上記投影パターンを上記表面に一括で投影するように上記照射光を照射する構成であってよい。
【００２６】
例えば、照明光が撮影対象の表面にスポットで照射され、そのスポットが走査（スキャン）される場合、上記投影対象を含む自装置の周辺の状況は、スポットに捉えられるまでに時間を要するか、あるいは、スポットに捉えられないことがある。とくに、周辺の状況が時々刻々変化する場合には、その変化をスポットの光により捉えることは困難である。
【００２７】
これに対して、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記投影部は上記投影パターンを上記表面に一括で投影する。したがって、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記投影対象を含む自装置の周辺の状況を、より確実に、上記投影パターンによって捉えることができる。それゆえ、本発明に係る周辺情報生成装置は、周辺情報を迅速かつ高い精度で生成することができる。
【００２８】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記画像解析部は、上記周辺情報として、上記投影パターンを撮像した撮像画像における当該投影パターンの像の歪みから投影対象の形状を示す情報を生成する構成であってよい。
【００２９】
照射光が投影対象に照射されると、投影対象の形状により投影パターンの形状が決定される。そこで、投影パターンの歪みと投影対象の形状とを予め対応付けておくことで、上記画像解析部は、投影パターンの歪みから投影対象の形状を示す情報を生成することができる。なお、上記の対応付けは、ルックアップテーブルなどを用いた一般的な方法で行われてよい。
【００３０】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記画像解析部は、上記周辺情報として、上記投影パターンを撮像した撮像画像における当該投影パターンの像の大きさから自装置と上記投影対象との距離を示す情報を生成する構成であってよい。
【００３１】
通常、光源と撮影対象との距離が離れるほど、撮影対象の表面に形成される投影パターンの形状は大きくなる性質がある。そこで、上記画像解析部は、その性質を利用して、自装置と撮影対象との距離と、投影パターンの大きさとを予め対応付けておくことで、自装置と上記投影対象との距離を示す情報を生成することができる。
【００３２】
なお、上記の対応付けは、ルックアップテーブルなどを用いた一般的な方法で行われてよい。
【００３３】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記投影パターンは、当該投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識される構成であってよい。
【００３４】
上記投影パターンは、例えば円や円の一部であり、それにより投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識される。
【００３５】
したがって、その投影パターンを用いることで、投影パターンの一部のみが投影対象の表面に形成されたとしても、その当該投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識される。
【００３６】
それゆえ、たとえ投影パターンの一部のみが投影対象の表面に形成されたとしても、上記画像解析部は、投影パターンの大きさから自装置と上記投影対象との距離を示す情報を生成できる。
【００３７】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記照射光は、太陽光の波長とは異なる長波長または短波長の光である構成であってよい。
【００３８】
上記の構成によれば、太陽光の波長を遮断する部材（フィルム等）を用いることで、撮像部は、投影パターンを、低出力であっても認識することができる。また、撮像部は、撮像時に、太陽光の反射によるノイズを排除することができる。
【００３９】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記照射光は、赤外領域または紫外領域に含まれる波長の光である構成であってよい。
【００４０】
上記の構成によれば、投影パターンは肉眼では視認されないため、投影パターンが形成されても景観は損なわれないという効果を奏する。
【００４１】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記照射光は、可視領域に含まれる波長の光である構成であってよい。
【００４２】
上記の構成によれば、投影パターンは肉眼で視認されるため、例えば本発明に係る周辺情報生成装置が自動車に搭載された場合など、投影パターンの存在によって、自車の存在を他車、通行人等に知らしめることができ、交通の安全を高めることができる。
【００４３】
また、本発明に係る周辺情報生成装置では、上記投影部は、レーザ光を用いて上記投影パターンを投影する構成であってよい。
【００４４】
レーザ光は、指向性が高く、長い距離の光伝播に適する。したがって、投影部は、レーザ光を用いて上記投影パターンを投影対象の表面に形成することで、レーザ光の長所を利用して、遠い位置に存在する投影対象にも照射光を照射することができる。それゆえ、自装置から遠く離れた位置にある投影対象に対しても照射光を照射でき、より多くの周辺情報を生成することができる。
【００４５】
また、本発明に係る乗物は、上記いずれかの周辺情報生成装置を備えている構成であってよい。
【００４６】
本発明に係る周辺情報生成装置は、乗物に好適に搭載することができる。
【００４７】
なお、乗物は、例えば、バイク等の二輪車、自動車等の四輪車、電車、船舶、飛行機などが挙げられる。
【００４８】
また、本発明に係る乗物は、上記画像解析部が生成した周辺情報を取得して、移動速度、移動方向、および警告発令の少なくとも何れかを制御する動作制御部を備える構成であってよい。
【００４９】
上記の構成によれば、本発明に係る乗物は、上記画像解析部が生成した周辺情報を取得する動作制御部を備える。ここで、周辺情報としては、乗物の前方に存在する坂道、障害物などが考えられる。
【００５０】
そこで、動作制御部は、取得した周辺情報に基づいて、乗物の移動速度や移動方向などを制御することができる。また、動作制御部は、取得した周辺情報に基づいて、乗物のオペレータ等に、危険を通知するための警告を警報装置などから発令させることもできる。こうして、本発明に係る乗物は、様々な危険を回避するなど、交通の安全を高めることができる。
【００５１】
また、本発明に係る乗物は、車両であって、上記画像解析部は、坂道の存在、坂道の角度、障害物の存在、障害物の位置、道路の凹凸、対向車および並行車の存在、対向車および並行車との距離、道路幅、および高架の高さの少なくとも何れかを示す周辺情報を生成する構成であってよい。
【００５２】
上記の構成によれば、車両運転中に考えられる諸々の危険因子が周辺情報として扱われる。これにより、本発明に係る乗物は、より高い安全性を利用者に提供することができる。
【００５３】
なお、障害物とは、歩行人、動物、自転車、子供の飛び出し、道路上の落下物など、人間や動物などの様々な有体物をその範疇に含めることができる。
【００５４】
また、本発明に係る乗物は、上記周辺情報を搭乗者に対して出力する出力部を備える構成であってよい。
【００５５】
上記の構成によれば、出力部は、搭乗者に対して周辺情報を出力するため、その周辺情報を迅速に搭乗者に察知させることができる。
【００５６】
なお、上記周辺情報生成装置（周辺情報生成方法）は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを投影工程、撮像工程、および画像解析工程として動作させることにより上記周辺情報生成装置（周辺情報生成方法）をコンピュータにて実現させる周辺情報生成プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００５７】
本発明に係る周辺情報生成装置は、以上のように、投影対象に照射光を照射することにより、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンを上記投影対象の表面に形成する投影部と、上記表面に形成された投影パターンを撮像する撮像部と、上記撮像部が撮像した投影パターンを解析することにより、上記投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成する画像解析部と、を備える構成である。
【００５８】
また、本発明に係る周辺情報生成方法は、以上のように、投影対象に照射光を照射することにより、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンを上記投影対象の表面に形成する投影工程と、上記投影工程において上記表面に形成された投影パターンを撮像する撮像工程と、上記撮像工程において撮像された投影パターンを解析することにより、上記投影対象を含む周辺の状況を示す周辺情報を生成する画像解析工程と、を含む構成である。
【００５９】
それゆえ、投影パターンを解析することにより、投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】車両に搭載されたときの周辺情報生成装置の動作を説明するための図である。
【図２】本実施の形態に係る周辺情報生成装置、および当該周辺情報生成装置を搭載する車両のブロック図を示す。
【図３】投影部の概略図である。
【図４】投影パターンとその輪郭を説明するための図であり、（ａ）は投影パターンおよびその輪郭の例を、（ｂ）は投影パターンおよびその輪郭の他の例を説明するための図であり、（ａ）、（ｂ）それぞれにおいて、左図および右図の斜線部が投影パターン、右図の太線部が投影パターンの輪郭を示す。
【図５】投影パターンとその輪郭を説明するための図であり、（ａ）は四角形、（ｂ）は直線および曲線により囲まれた形状、（ｃ）は菱形、（ｄ）はアルファベットＣの形状、（ｅ）は棒状、（ｆ）は格子状の投影パターンとその輪郭をそれぞれ示し、各投影パターンにおいて、左図および右図の斜線部が投影パターン、右図の太線部が投影パターンの輪郭を示す。
【図６】周辺情報の生成方法を説明するフローチャートである。
【図７】車両に搭載されたときの周辺情報生成装置の他の動作を説明するための図である。
【図８】車両に搭載されたときの周辺情報生成装置のさらに他の動作を説明するための図である。
【図９】車両に搭載されたときの周辺情報生成装置のさらに他の動作を説明するための図である。
【図１０】車両に搭載されたときの周辺情報生成装置のさらに他の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る周辺情報生成装置１等について説明する。なお、以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
〔周辺情報生成装置１の概要〕
まず、周辺情報生成装置１の構成および動作の概要を図１により説明する。図１は、車両５０に搭載されたときの周辺情報生成装置１の動作を説明するための図である。
【００６２】
車両５０は、周辺情報生成装置１を備える。周辺情報生成装置１は投影部１０を備え、投影部１０は、照射光を道路に対して照射することにより、道路上に投影パターンＬを形成する。投影部１０は、道路に対して光を照射できる位置であれば、車両５０の何れの箇所に設置されてもよい。また、投影部１０は、１または複数台が車両５０に搭載されてよい。
【００６３】
投影パターンＬは、四角形であり、車両５０が平坦な道路上を走行しているときには、道路上の投影パターンＬも四角形となる。一方、車両５０が坂道（図１では上り坂）にさしかかると、投影パターンＬは、六角形の投影パターンＬ１に変化する。図中、投影パターンＬはａ×ｂの四角形であり、投影パターンＬ１は、底辺がａおよびａ１、高さｂ−ｂ１の台形と、ａ×ｂ１の四角形とを合わせた六角形である。
【００６４】
その後、周辺情報生成装置１は、投影パターンＬ１を撮像部２０によって撮像する。撮像部２０は、道路に形成される投影パターンを撮像できる位置であれば、車両５０の何れの場所に取り付けられていてもよい。また、撮像部２０は、１または複数台が車両５０に搭載されてよい。
【００６５】
そして、周辺情報生成装置１は、画像解析部３０（不図示）によって、投影パターンＬから投影パターンＬ１への変化および変化量から、車両５０が上り坂にさしかかっていること、および、坂の傾斜（角度）を解析結果として解析する。そして、画像解析部３０は、その解析結果を、自装置の周辺の状況を示す周辺情報として生成する。
【００６６】
このように、周辺情報生成装置１は、投影パターンを解析することにより、投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報（坂道の存在、坂道の角度、障害物の存在、障害物の位置、道路の凹凸、対向車および並行車の存在、対向車および並行車との距離、道路幅、および高架の高さなど）を生成する。また、周辺情報生成装置１は、車両５０に搭載された出力部（カーナビ、スピーカ等）と協働して、生成した周辺情報を利用者に対して出力する。
【００６７】
以下、周辺情報生成装置１の各部構成等をより詳細に説明する。
【００６８】
〔周辺情報生成装置１の要部構成について〕
図２は、周辺情報生成装置１、および周辺情報生成装置１を搭載する車両５０のブロック図を示す。
【００６９】
周辺情報生成装置１は、投影部１０と、撮像部２０と、画像解析部３０とを備える。投影部１０は、道路や障害物などの投影対象に照射光を照射することにより、その投影対象の表面に、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンを形成する。撮像部２０は、形成された投影パターンを撮像する。画像解析部３０は、撮像部２０が撮像した投影パターンを解析することにより、投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成する。そして、画像解析部３０は、生成した周辺情報を、車両５０の動作制御部６０に出力する。
【００７０】
以下、より詳細に各部を説明する。なお、車両５０に搭載される動作制御部６０および出力部７０については別途説明を行う。
【００７１】
（投影部）
投影部１０を図３により説明する。図３は、投影部１０の概略図である。なお、図３は、投影部１０の一例であって、他の構成により投影部１０を実現することもできる。
【００７２】
投影部１０は、光源１１と、レンズ１２と、ホログラム１３とを備える。
【００７３】
光源１１は、たとえばレーザ光を出射するレーザ素子であり、そのレーザ素子は、１チップに１つの発光点を有するもの、あるいは、１チップに複数の発光点を有するものの何れでもよい。
【００７４】
レーザ光は、指向性が高く、長い距離の光伝播に適する。したがって、投影部１０は、レーザ光を用いて投影パターンを投影対象の表面に形成することで、レーザ光の長所を利用して、遠い位置に存在する投影対象にも照射光を照射することができる。なお、光源１１は、ＬＥＤ等の他の種類であってもよい。
【００７５】
ここで、光源１１は、太陽光には含まれない長波長または短波長（太陽光とは異なる波長）の光を照射するものであってよい。具体的な例としては、波長３０００ｎｍ以上の光を用いることができる。
この場合、撮像部２０による投影パターンの撮像時に、太陽光の反射によるノイズの影響を回避できる。また、太陽光の波長を遮断する部材（フィルム等）を用いることで、撮像部２０は、投影パターンを、低出力であっても認識することができる。また、撮像部２０は、撮像時に、太陽光の反射によるノイズを排除することができる。
【００７６】
また、光源１１は、赤外線領域または紫外線に含まれる波長の光（４００ｎｍ以下、７００ｎｍ以上）を照射するものであってよい。この場合、投影パターンは肉眼では視認されないため、投影パターンが形成されても景観は損なわれない。
【００７７】
また、光源１１は、可視光領域に含まれる波長の光（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）を照射するものであってよい。この場合、投影パターンは肉眼で視認されるため、周辺情報生成装置１が車両５０に搭載された場合など、投影パターンの存在によって、自車の存在を他車、通行人等に知らしめることができ、交通の安全を高めることができる。
【００７８】
このように、光源１１の種類および波長は特定のものに限られない。
【００７９】
レンズ１２は、光源１１から出射された光をホログラム１３に導光するものであって、光源１１から入射した光を集束または発散させてホログラム１３全体に光を照射する。そのような機能を有するものであれば、レンズ１２の種類、数量等は適宜変更されてよい。また、レンズ１２の配設位置、固定方法などは、光源１１、ホログラム１３等との関係で、適宜決定してよい。
【００８０】
ホログラム１３は、レンズ１２から導光された光を通過させて、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンを投影対象の表面に形成する。図３では、投影パターンは格子状である。この投影パターンは、幾つものバリエーションで実現でき、そのことを図４，図５により説明する。
【００８１】
図４は、投影パターンを説明するための図であり、図４（ａ）は投影パターンＬ３とその輪郭の例を、図４（ｂ）は投影パターンＬ４とその輪郭の他の例を説明するための図である。図４（ａ）、図４（ｂ）それぞれにおいて、左図および右図の斜線部が投影パターン、右図の太線部が投影パターンの輪郭を示す。図中の矢印は、投影パターンＬ３およびＬ４の移動方向を示す。なお、図中の円で示される物体Ｒは、たとえば車両５０の前方に存在する道路上の物体と考えてよい。また、投影パターンの輪郭とは、投影パターン全体を覆うことができ、凹みを持たない最小の図形を示す。
【００８２】
図４（ａ）に示すように、投影パターンＬ３の輪郭によって規定される領域内に物体Ｒが存在する場合、投影パターンＬ３および／または物体Ｒが移動したとしても、物体Ｒは確実に照射光を受ける。言い換えると、投影パターンＬ３の輪郭と一度も交差しないまま、投影パターンＬ３の内部を通過することはない。
【００８３】
図４（ｂ）についても同様のことが言える。投影パターンＬ４が矢印の方向に移動すると、物体Ｒは、投影部１０が照射する照射光を確実に受け、投影パターンＬ４の形状を変化させる。
【００８４】
図５は、その他の投影パターンおよびその輪郭を説明するための図であり、図５（ａ）は四角形、図５（ｂ）は直線および曲線により囲まれた形状、図５（ｃ）は菱形、図５（ｄ）はアルファベットＣの形状、図５（ｅ）は棒状、図５（ｆ）は格子状の投影パターンをそれぞれ示す。図５（ａ）〜図５（ｆ）の各投影パターンにおいて、左図および右図の斜線部が投影パターン、右図の太線部が投影パターンの輪郭を示す。このように、ホログラム１３を適宜変更することで、様々な投影パターンを実現することができる。
【００８５】
なお、図４、図５に示す投影パターンは一例であって、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンを投影対象の表面に形成するものであれば、投影パターンの形状はいかなるものであってもよい。また、投影部１０は、車両５０の前方、後方、および側面の何れの場所に取り付けられてもよい。
【００８６】
また、投影パターンは、道路上の物体の全体を覆う大きさであることが好ましい。これにより、その物体を漏れなく撮像部２０によって撮像し、画像解析部３０による解析に供することができる。
【００８７】
さらに、投影パターンは、車両５０が通過する領域を覆う大きさであることが好ましい。これにより、走行時に障害となる事象（例えば障害物、凹凸等）を漏れなく検知することができる。
【００８８】
さらに、投影パターンの大きさは、車幅または車長と同じ大きさ、あるいは車幅または車長よりも大きいことが好ましい。これにより、車体に接触する危険性のある対象に漏れなく照射光が照射され、衝突回避に寄与することができる。
【００８９】
さらに、投影パターンは、単一の図形として投影されることが好ましい。これにより、複数の図形を同時に処理する必要がなく、解析負荷および解析時間を抑制することができる。ここで、単一の図形とは、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンが複数組み合わされたものによって規定される図形ではなく、１つの投影パターンによって規定される図形のことをいう。
【００９０】
また投影パターンは、その形状を、当該投影パターンの輪郭内の点を通過する任意の直線と少なくとも１箇所において交差する構成とすることが好ましい。
【００９１】
投影対象に何らかの事象が存在し、それが投影パターンの輪郭内を通過する時、その事象が移動する場合、および、投影パターンの位置が移動する場合の何れにおいても、必ず、上記事象と投影パターンとが交差することになる。そのため、投影対象内の事象および投影パターンの少なくとも一方が移動する場合において、投影対象内の事象が小さな物体であっても確実に投影パターンの変化として捉えることができる。
【００９２】
また、照射光の投影方法は、上記の方法に限られない。したがって、ガルバノミラー、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）などを用いることもできる。
【００９３】
また、投影部１０は、投影パターンを投影対象の表面に一括で投影するように照射光を照射することが好ましい。
【００９４】
例えば、照明光が撮影対象の表面にスポットで照射され、そのスポットが走査（スキャン）される場合、上記投影対象を含む自装置の周辺の状況は、スポットに捉えられるまでに時間を要するか、あるいは、スポットに捉えられないことがある。とくに、周辺の状況が時々刻々変化する場合には、その変化をスポットの光により捉えることは困難である。
【００９５】
そこで、周辺情報生成装置１では、投影部１０は投影パターンを上記表面に一括で投影する。これにより、周辺情報生成装置１では、投影対象を含む自装置の周辺の状況を、より確実に、投影パターンによって捉えることができる。
【００９６】
（撮像部）
撮像部２０は、撮像対象の表面に形成された投影パターンを撮像するものであり、たとえばカメラが用いられる。カメラは、テレビフレームレートで動画像を撮影する撮影装置などが用いられる。撮像部２０は、投影部１０から照射光が出射された時点から撮影を開始し、撮影した動画像を画像解析部３０に出力する。
【００９７】
ここで、投影パターンの形状変化の検出限界は画素の大きさによって決まり、画素の大きさは、撮像装置の解像度および撮影範囲によって決まる。そのため、例えば、解像度が１００万画素（１０００×１０００）であり、撮影範囲が５ｍ×５ｍの場合、画素の大きさは５ｍｍ×５ｍｍとなる。
【００９８】
投影パターンの形状変化が画素のサイズより小さい場合、撮像部２０は、その形状変化を認識することができない。つまり、撮像部２０は、上述した解像度および撮影範囲において投影パターンを撮像する場合、撮像範囲の縦および横方向において、５ｍｍ以上の投影パターンの変化が生じた場合に形状変化を撮像することができる。
【００９９】
（画像解析部）
画像解析部３０は、撮像部２０が撮像した投影パターンを解析することにより、投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成する。
【０１００】
具体的に、画像解析部３０は、撮像部２０から、撮像部２０が撮像した投影パターンを取得し、その投影パターンを解析する。図１を例に説明すると、投影部１０から道路に対して照射光が照射され、道路上に投影パターンＬが形成される。投影パターンＬは、四角形であり、車両５０が平坦な道路上を走行しているときには、道路上の投影パターンＬも四角形となる。このとき、撮像部２０は、投影パターンＬを、長さａ×ｂで撮像する。
【０１０１】
次に、車両５０が坂道（図１では上り坂）にさしかかると、その投影パターンＬは、六角形の投影パターンＬ１に変化する。図中、投影パターンＬ１は、底辺がａおよびａ１、高さｂ−ｂ１の台形と、ａ×ｂ１の四角形とを合わせた六角形である。
【０１０２】
そして、画像解析部３０は、図示しないメモリに記憶された参照テーブルを参照する。その参照テーブルには、投影パターンＬの形状、想定しうる変化後の形状、形状変化から取得する周辺情報の種類、および変化量（投影パターンＬ１の大きさ（ａ１、ｂ１など））が示す坂の傾斜（角度）が対応付けられている。
【０１０３】
画像解析部３０は、この参照テーブルを参照することにより、投影パターンＬから投影パターンＬ１への変化および変化量から、車両５０が上り坂にさしかかっていること、および、坂の傾斜（角度）を解析結果として解析する。
【０１０４】
なお、上記の参照テーブルは、投影パターンの形状ごとに設けておけばよい。それにより、投影パターンの形状にかかわらず、画像解析部３０は、投影パターンの形状の変化および変化量から、周辺情報生成装置１の周辺の状況を示す周辺情報を生成することができる。
【０１０５】
また、投影対象である道路や障害物などには凹凸面が形成されていることが多く、車両５０の走行時には振動によって車体が上下する。そのような影響（ノイズ）が画像解析部３０による解析結果に含まれると、周辺情報を正確に生成することができなくなる。そこで、画像解析部３０は、投影パターンに含まれる５ｍｍ以下の高さ変化を示す形状変化を無視することで、上記のノイズによる影響を除去することが可能に設定しておいてよい。なお、形状変化を無視する高さ変化の上限値は、路面状況、検知対象等によって適宜変更してよい。
【０１０６】
（解析時間、および、投影位置について）
次に、画像解析部３０による撮像画像の解析時間について説明する。光源１１から出射される照射光は、車両５０の走行中に連続して照射されるため、照射に必要な時間は無視してよい。したがって、光源１１から照射光を照射して周辺情報を生成するまでに必要な時間は、撮像部２０による撮像時間のずれ、および画像解析部３０における撮像画像の解析時間の和と等しくなる。ここで、撮像部２０のフレームレートを３０ｆｐｓとすると、撮像間隔は３３ｍｓとなり、また、画像処理に要する時間は数１０〜１００ｍｓが想定される。なお、車両５０は、走行速度を６０ｋｍ／ｈとすると、１００〜１５０ｍｓの間に２〜３ｍ走行する。
【０１０７】
次に、投影パターンの投影位置について説明する。車両５０の走行速度は６０ｋｍ／ｈ（１ｍ走行するのに必要な時間０．０６秒）、投影方向は車両の進行方向とし、投影パターンのうち最も車両５０に近い部分と車両との距離を求めて投影位置とする。
【０１０８】
まず、障害物を回避するための投影位置について説明する。一般に、障害物の情報を認識し、その障害物を回避し始めるまでに必要な時間は０．８秒（１３ｍ走行）と言われている。また、回避に成功するために必要な障害物までの最小距離は１２ｍと言われている。これより、障害物を回避して運転するためには、車両５０から２５ｍ離れた位置に投影パターンを投影する必要がある。
【０１０９】
ただし、自動制御によって障害物を回避する場合、障害物を検知してから自動制御を開始するまでの時間が画像解析部３０による解析時間と同程度であると想定すると、１４ｍ（上述の１２ｍ＋２ｍ）離れた位置に投影パターンを投影すればよい。
【０１１０】
次に、周辺情報として道路の傾きを生成するケースにおける投影位置を説明する。傾きを検出すると、車両５０のギアが自動的に調整されるものとすると、ギアの切り替えに要する時間は画像解析部３０による解析時間と同程度と想定して、投影位置を２ｍとすることが好ましい。
【０１１１】
次に、狭い道路幅において道路幅を検知し、脱輪・壁衝突を回避するための投影位置について説明する。幅の狭い道路を走行する車両５０の速度を３０ｋｍ／ｈとし、回避を開始するまでの時間は６０ｋｍ／ｈの場合と同様に０．８秒（６．５ｍ走行）とし、回避に成功するために必要な最小距離は６０ｋｍ／ｈの場合の１／２（６ｍ）とする。これにより、投影位置は、６．５ｍ＋６ｍ＝１２．５ｍから１３ｍとすることが好ましい。
【０１１２】
このように、投影パターンの投影位置は、障害物を回避する、道の傾きを検知するなど、その目的に応じて適切な位置が異なる。ただし、何れの場合にも、撮像部２０による撮像時間のずれなどを考慮して、上述した投影位置に＋３ｍとした距離とすることが、安全側の数値として好ましい。
【０１１３】
〔周辺情報生成装置を搭載する車両について〕
次に、図２により、車両５０の動作制御部６０および出力部７０について説明する。
【０１１４】
上述したように、画像解析部３０は、生成した周辺情報を車両５０の動作制御部６０に出力する。動作制御部６０は、周辺情報を取得すると、その周辺情報の内容に応じて、車両５０の速度、移動方向、および警告発令の少なくとも何れかを制御する。
【０１１５】
例えば、画像解析部３０が、車両５０の進行方向に上り坂が存在することを周辺情報として生成する。すると、動作制御部６０は、その周辺情報に含まれる上り坂の傾斜（角度）に応じてギアを自動変速する。これにより、車両５０は、適切な速度およびギア調整で坂道に進入することができる。
【０１１６】
あるいは、画像解析部３０が、車両５０の進行方向に障害物が存在するなど、回避行動を必要とする周辺情報を生成する。すると、動作制御部６０は、安全な走行を担保するために、車両５０の移動方向を自動的に変更させる。これにより、車両５０は、例えば障害物が前方に存在する場合に、その障害物を回避することができる。
【０１１７】
ここで、動作制御部６０は、進行方向に障害物が存在する存在するなど、運転手に対して注意を喚起する必要がある周辺情報を画像解析部３０から取得したとき、その周辺情報を出力部７０に出力する。出力部７０は、動作制御部６０から上記の周辺情報を取得すると、「前方に障害物があります」、「道路幅が狭くなります」などの警告を表示や音声などにより運転手に発令する。これにより、運転手は、適切なタイミングで注意を喚起され、安全な運転を担保することができる。なお、出力部７０は、例えばカーナビゲーション、表示装置、スピーカなどであってよい。
【０１１８】
このように、周辺情報生成装置１は、動作制御部６０および出力部７０と協働して、車両５０の安全性を高めることができる。なお、動作制御部６０および出力部７０は、周辺情報生成装置１に含まれる構成で実現されてもよい。
【０１１９】
〔周辺情報の生成方法〕
ここで、周辺情報の生成方法を図６により説明する。図６は、周辺情報の生成方法を説明するフローチャートである。
【０１２０】
まず、Ｓ１０では、投影部１０によって、投影対象に照射光が照射され、少なくとも一部に連続形状を有する投影パターンが投影対象の表面に形成される。
【０１２１】
次に、Ｓ２０では、撮像部２０によって、投影部１０によって投影対象の表面に形成された投影パターンが撮像される。
【０１２２】
続いて、Ｓ３０では、画像解析部３０によって、撮像部２０により撮像された投影パターンが解析され、投影対象を含む周辺の状況を示す周辺情報が生成される。
【０１２３】
そして、Ｓ４０では、動作制御部６０によって、動作制御部６０が画像解析部３０から取得した周辺情報に応じて、車両５０の移動速度、移動方向などが制御される。
【０１２４】
また、Ｓ５０では、出力部７０によって、出力部７０が動作制御部６０から取得した周辺情報であって、運転手に対して注意を喚起する必要がある周辺情報に基づいて、運転手に警告を発令する。
【０１２５】
このように、周辺情報生成装置１において周辺情報が生成される。そして、周辺情報生成装置１は、生成した周辺情報に基づいて、動作制御部６０および出力部７０と協働して、車両５０の安全性を高めることができる。
【０１２６】
次に、周辺情報生成装置１の種々の実施例を図１等を用いて説明する。なお、既に説明した内容については、その説明を省略する。また、以下の各実施例では、周辺情報生成装置１は車両５０に搭載されているものとして説明する。
【０１２７】
〔実施例１〕
図１は、車両５０に搭載されたときの周辺情報生成装置１の動作を説明するための図である。
【０１２８】
車両５０では、投影部１０が、進行方向に向かって、赤外線領域または紫外線に含まれる波長の光（４００ｎｍ以下、７００ｎｍ以上）を照射する。これにより、四角形の投影パターンＬが道路上に投影される。そして、車両５０が坂道（図１では上り坂）にさしかかると、投影パターンＬは、六角形の投影パターンＬ１に変化する。図中、投影パターンＬ１は、底辺がａおよびａ１、高さｂ−ｂ１の台形と、ａ×ｂ１の四角形とを合わせた六角形である。
【０１２９】
その後、周辺情報生成装置１は、投影パターンＬ１を撮像して、投影パターンＬから投影パターンＬ１への変化およびその変化量から、車両５０が上り坂にさしかかっていること、および、坂の傾斜（角度）を解析結果として解析する。そして、周辺情報生成装置１は、その解析結果を、自装置の周辺の状況を示す周辺情報として生成する。
【０１３０】
ここで、車両５０は、その周辺情報を取得した動作制御部６０による制御を受けて、その周辺情報に含まれる上り坂の傾斜（角度）に応じてギアを自動変速してよい。これにより、車両５０は、適切な速度およびギア調整で坂道に進入することができる。
【０１３１】
本実施例における利点として、以下の点を挙げることができる。
【０１３２】
投影パターンＬは、一定の領域を有する四角形である。そのため、周辺情報生成装置１は、画像解析および周辺情報を連続的に生成することができる。これにより、周辺情報生成装置１は、坂道（傾斜）にさしかかった直後からの画像解析も可能となる。
【０１３３】
また、投影対象である道路や障害物などには凹凸面が形成されていることが多く、車両５０の走行時には振動によって車体が上下する。そのような影響（ノイズ）が画像解析部３０による解析結果に含まれると、周辺情報を正確に生成することができなくなる。そこで、画像解析部３０は、投影パターンに含まれる５ｍｍ以下の高さ変化を示す形状変化を無視することで、上記のノイズによる影響を除去する。このようにして、周辺情報生成装置１は、路面に存在する凹凸による解析誤差を最小限に抑えることができる。
【０１３４】
さらに、坂道の傾斜（角度）は、投影パターンの形状変化量を基準に解析される。したがって、周辺情報生成装置１は、道路の細かい凹凸による影響（ノイズ）や凹凸による投影パターンの微細な歪みなどを含むことのない解析が可能となる。
【０１３５】
これに対して、投影パターンがスポットであるとき、画像解析はスポットを基準に行われるため、投影点に凹凸が存在する場合に解析誤差が生じ、またその解析誤差を取り除くこともできない。また、スポットゆえに、傾斜にさしかかった直後からの画像解析が確実に行われるわけではない。このような理由から、周辺情報生成装置１は、投影パターンがスポットである場合に比べて解析精度を高めることができる。
【０１３６】
投影パターンを図１に示した四角形の枠状とすることで、車両５０の横方向の傾斜についても解析可能となり、傾斜に応じて車輪に付与する動力を制御する等して、車両挙動を安定させることができる。また、枠状とすることで、照射面積を減らし、照射に必要な光量を低減することができる。なお、投影パターンは、図１に示した四角形の枠状ではなく、図４等を参照して説明した図形や、その他の図形であってもよい。
【０１３７】
なお、投影部１０が投影する光の波長は、赤外線領域または紫外線に含まれる波長でなくてもよい。また、車両５０における投影部１０の搭載位置は、車両５０における好適な任意の場所であってよい。
【０１３８】
〔実施例２〕
図７は、車両５０に搭載されたときの周辺情報生成装置１の他の動作を説明するための図である。
【０１３９】
車両５０では、投影部１０が、車両横方向に向かって、任意の波長の光を照射する。これにより、四角形の投影パターンＬが道路上に投影される。そして、車両５０の側面に壁が存在するようになると、投影パターンＬは、台形の投影パターンＬ２に変化する。図中、投影パターンＬ２は、底辺がａおよびａ２、高さｂ−ｂ２の台形と、ａ×ｂ２の四角形とを合わせた六角形である。
【０１４０】
その後、周辺情報生成装置１は、投影パターンＬ２を撮像して、投影パターンＬから投影パターンＬ２への変化およびその変化量から、車両５０の側面に壁や側溝等が存在すること、それらまでの距離、およびそれらの傾斜を解析結果として解析する。そして、周辺情報生成装置１は、その解析結果を、自装置の周辺の状況を示す周辺情報として生成する。
【０１４１】
より具体的に、画像解析部３０は、図示しないメモリに記憶された参照テーブルを参照する。その参照テーブルには、投影パターンＬの形状、想定しうる変化後の形状、形状変化から取得する周辺情報の種類、および変化量（投影パターンＬ２の大きさ（ａ２、ｂ２など））が示す壁や側溝等までの距離、傾斜などが対応付けられている。
【０１４２】
画像解析部３０は、この参照テーブルを参照することにより、投影パターンＬから投影パターンＬ２への変化および変化量から、車両５０の側面に壁や側溝等が存在すること、それらまでの距離、およびそれらの傾斜などを解析結果として解析する。
【０１４３】
なお、上記の参照テーブルは、投影パターンの形状ごとに設けておけばよい。それにより、投影パターンの形状にかかわらず、画像解析部３０は、投影パターンの形状の変化および変化量から、周辺情報生成装置１の周辺の状況を示す周辺情報を生成することができる。
【０１４４】
また、投影パターンは、検知可能範囲が広く、また照射面積を減らすことで照射に必要な光量を低減できる図７に示した四角形の枠状が好ましいが、図４等を参照して説明した図形や、その他の図形であってもよい。
【０１４５】
ここで、車両５０は、その周辺情報を取得した動作制御部６０による制御を受けて、その周辺情報に含まれる壁や側溝までの距離に応じて、接触や脱輪防止に注意するよう運転手に対して注意喚起してもよい。
【０１４６】
また、車両５０では、投影部１０が、車両５０の左右両方向に光を照射してよい。これにより、車両５０は、一方通行の狭い道路を通行中に、動作制御部６０によって道路の中央を走行するよう自動制御されることも可能である。
【０１４７】
〔実施例３〕
図８は、車両５０に搭載されたときの周辺情報生成装置１のさらに他の動作を説明するための図である。
【０１４８】
車両５０では、投影部１０が、進行方向に向かって任意の波長の光を照射する。このとき、道路上には格子状の投影パターンＭが形成される。そして、車両５０の前方に障害物が存在するようになると、投影パターンＭは、格子状の投影パターンの一部に形状変化が生じた投影パターンＭ１に変化する。
【０１４９】
その後、周辺情報生成装置１は、投影パターンＭ１を撮像して、投影パターンＭから投影パターンＭ１への変化およびその変化量から、車両５０の前方に障害物が存在すること、および、障害物の大きさ、位置などを解析結果として解析する。そして、周辺情報生成装置１は、その解析結果を、自装置の周辺の状況を示す周辺情報として生成する。
【０１５０】
より具体的に、画像解析部３０は、図示しないメモリに記憶された参照テーブルを参照する。その参照テーブルには、投影パターンＭの形状、想定しうる変化後の形状、その形状変化から取得する周辺情報の種類、および変化量（投影パターンＭの歪みの程度）が示す障害物の大きさ、位置などが対応付けられている。
【０１５１】
画像解析部３０は、この参照テーブルを参照することにより、投影パターンＭから投影パターンＭ１への変化および変化量から、道路上に障害物が存在すること、および、障害物の大きさや位置などを解析結果として解析する。
【０１５２】
なお、上記の参照テーブルは、投影パターンの形状ごとに設けておけばよい。それにより、投影パターンの形状にかかわらず、画像解析部３０は、投影パターンの形状の変化および変化量から、周辺情報生成装置１の周辺の状況を示す周辺情報を生成することができる。
【０１５３】
また、投影パターンは、検知可能範囲が広く、また障害物の詳細な位置情報を生成できる、図８に示した格子状が好ましいが、図４等を参照して説明した図形や、その他の図形であってもよい。また、格子状であっても、すべてが直線状である必要はなく、一部が曲線状に形成されていてもよい。また、本実施例は、道路上の障害物の検知に加え、道路上に形成された凹凸の検知などにも適用することができる。
【０１５４】
本実施例における利点として、以下の点を挙げることができる。
【０１５５】
投影パターンＭは、直線または曲線によって囲まれた図形である格子状である。したがって、周辺情報生成装置１は、投影パターンＭを用いることで、小さな障害物や道路上の凹凸を検知することができ、かつ、投影する範囲内で対象物（障害物や道路上の凹凸など）が移動する様子を認識できる。さらに、周辺情報生成装置１は、投影パターンＭを用いることで、検知した対象物が左右端を越えて移動してゆく様子やその速度、および、その対象物を回避する走行ができているかどうかを認識することができる。
【０１５６】
さらに、本実施例では、投影する範囲を任意に設定すればよく、車両５０の前方を可能な限り広範囲に照射する必要がない。したがって、画像解析部３０の解析量を低減できることから、周辺情報生成装置１は、解析負荷および解析時間を抑制しつつ、道路上の障害物や凹凸を検知することができる。
【０１５７】
なお、上記の説明では、車の進行方向に向かって投影パターンＭが照射されている。しかしながら、投影パターンＭを投影する方向は、車両５０の周囲の何れの方向であってもよい。投影方向を変更することで、車両５０の側面からの他の車両、通行人等の接近を検知できる。また、車両５０の後方に投影パターンＭを形成しておけば、車両５０をバックで駐車するときに、道路上の障害物や子供の飛び出しなどを回避でき、駐車をサポートすることができる。
【０１５８】
〔実施例４〕
図９は、車両５０に搭載されたときの周辺情報生成装置１のさらに他の動作を説明するための図である。
【０１５９】
車両５０では、投影部１０が、道路上に限られることなく、車両５０の周辺に向かって任意の波長の光を照射する。これにより、投影対象の表面には円状の投影パターンが形成される。そして、車両５０と投影対象との距離に応じて、投影パターンの大きさが変化する。図中では、投影対象（他の車両）との距離が近くなるにつれ、投影パターンは、投影パターンＰ１から投影パターンＰ２に縮小している。
【０１６０】
その後、周辺情報生成装置１は、投影パターンＰ２を撮像して、投影パターンＰ２の大きさ、および、投影パターンＰ１から投影パターンＰ２（あるいは、その逆）への変化とその変化量から、光の照射方向に物体が存在すること、および物体の位置、移動速度を解析結果として解析する。そして、周辺情報生成装置１は、その解析結果を、自装置の周辺の状況を示す周辺情報として生成する。
【０１６１】
より具体的に、画像解析部３０は、図示しないメモリに記憶された参照テーブルを参照する。その参照テーブルには、投影パターンＰの形状、想定しうる変化後の形状、形状変化から取得する周辺情報の種類、および変化量等（投影パターンＰの大きさの変化、大きさの変化に要した時間）が、物体の距離や物体の移動速度などに対応付けられている。
【０１６２】
画像解析部３０は、この参照テーブルを参照することにより、投影パターンＰ２の大きさ、および、投影パターンＰ１から投影パターンＰ２（あるいは、その逆）への変化と変化量から、投影対象である物体の位置、移動速度などを解析する。
【０１６３】
なお、上記の参照テーブルは、投影パターンの形状ごとに設けておけばよい。それにより、投影パターンの形状にかかわらず、画像解析部３０は、投影パターンの形状の変化および変化量から、周辺情報生成装置１の周辺の状況を示す周辺情報を生成することができる。
【０１６４】
ここで、車両５０は、衝突を回避するよう、その周辺情報を取得した動作制御部６０による制御を受けて運転手や周囲への警告を発令してもよい。
【０１６５】
本実施例における利点として、以下の点を挙げることができる。
【０１６６】
周辺情報生成装置１は、投影パターンの範囲および形状を適宜選択することができるため、車両５０の上方や斜め上向き方向に位置する物体の表面にも投影パターンを形成することができる。つまり、周辺情報生成装置１は、車両５０を中心として何れの方向の周辺情報をも取得することができる。この構成によれば、投影部１０は１体で十分であり、複数個設ける必要はない。
【０１６７】
また、投影パターンの大きさから、投影対象となる物体と車両５０との距離を正確に解析できる。このとき、投影パターンの形状がある所定の大きさを超えた場合にのみ警報が発令されるように設定することで、運転手に対して、適切なタイミングで物体の接近に関する注意喚起が可能となる。
【０１６８】
また、投影パターンＰ１が投影パターンＰ２（あるいは、その逆）に変化するまでの時間を計測することで、投影パターンが形成されている物体の移動速度を解析することができる。このとき、物体の移動速度が所定の値を超えた場合にのみ警報が発令されるように設定することで、運転手に対して、適切なタイミングで物体の接近に関する注意喚起が可能となる。
【０１６９】
さらに、画像解析部３０の解析の結果、投影パターンが形成された物体が一定以上の距離の場所に位置するとの周辺情報が生成されることもある。この場合は、そのような周辺情報を運転手に提供しない設定とすることで、運転手に提供する周辺情報を厳選することができる。
【０１７０】
また、周辺情報生成装置１は、投影パターンを、当該投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識される形状としてもよい。
【０１７１】
このとき、投影パターンは、例えば円や円の一部であり、それにより投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識される。したがって、その投影パターンを用いることで、投影パターンの一部のみが投影対象の表面に形成されたとしても、その当該投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識される。
【０１７２】
それゆえ、たとえ投影パターンの一部のみが投影対象の表面に形成されたとしても、画像解析部３０は、投影パターンの大きさから周辺情報生成装置１と投影対象との距離を示す情報を生成できる。
【０１７３】
上記を鑑みて、投影パターンは、円状であることが好ましいが、図４等を参照して説明した図形や、その他の図形であってもよい。
【０１７４】
〔実施例５〕
図１０は、車両５０に搭載されたときの周辺情報生成装置１のさらに他の動作を説明するための図である。
【０１７５】
車両５０では、投影部１０が、車両５０の進行方向斜め上側に向かって任意の波長の光を照射する。これにより、投影対象（図中、壁）の表面には円状の投影パターンが形成される。そして、車両５０と投影対象との距離に応じて、投影パターンの大きさが変化する。図中では、投影パターンは、投影パターンＱ１から投影パターンＱ２に変化している。ここで、投影パターンは、円状ではなく、図４等を参照して説明した図形や、その他の図形であってもよい。
【０１７６】
その後、周辺情報生成装置１は、投影パターンＱ２を撮像して、投影パターンＱ２の有無および大きさから、光の照射方向に物体が存在すること、および物体の高さを解析結果として解析する。そして、周辺情報生成装置１は、その解析結果を、自装置の周辺の状況を示す周辺情報として生成する。
【０１７７】
より具体的に、画像解析部３０は、図示しないメモリに記憶された参照テーブルを参照する。その参照テーブルには、投影パターンＱの形状、形状から取得する周辺情報の種類、および投影パターンＱの大きさが、物体の高さに対応付けられている。
【０１７８】
画像解析部３０は、この参照テーブルを参照することにより、投影パターンＱ２の大きさから、投影対象である物体の高さを解析する。ここで、物体の高さは、正確には、物体と車両５０との重力方向における距離と言ってよい。
【０１７９】
なお、上記の参照テーブルは、投影パターンの形状ごとに設けておけばよい。それにより、投影パターンの形状にかかわらず、画像解析部３０は、投影パターンの形状から、周辺情報生成装置１の周辺の状況を示す周辺情報を生成することができる。
【０１８０】
また、周辺情報生成装置１は、投影パターンを、当該投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識される形状としてもよい。
【０１８１】
このとき、投影パターンは、例えば円や円の一部であり、それにより投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識される。したがって、その投影パターンを用いることで、投影パターンの一部のみが投影対象の表面に形成されたとしても、その当該投影パターンの一部から、当該投影パターンの全体の形状が認識される。
【０１８２】
それゆえ、たとえ投影パターンの一部のみが投影対象の表面に形成されたとしても、画像解析部３０は、投影パターンの大きさから物体の高さを示す情報を生成できる。
【０１８３】
上記に鑑みて、投影パターンは、円状であることが好ましいが、円状ではなく、図４等を参照して説明した図形や、その他の図形であってもよい。
【０１８４】
ここで、車両５０は、物体と車両との距離が近く衝突の可能性がある場合には、その衝突を回避するよう、その周辺情報を取得した動作制御部６０による制御を受けて運転手や周囲への警告を発令してもよい。これは、投影パターンの形状がある所定の大きさを下回った場合にのみ警報が発令されるように設定すればよく、その所定の大きさは、車高によって適宜調整できるようにすればよい。
【０１８５】
〔その他の適用事例〕
上記の説明では、周辺情報生成装置１は、車両５０に搭載されるものとして説明した。しかしながら、周辺情報生成装置１は、乗物（二輪自動車、四輪自動車、電車、船舶、飛行機）や灯台等の照明装置に搭載されてもよい。
【０１８６】
また、上記の各実施例を適宜組み合わせた構成を車両５０等に組み込んでよい。
【０１８７】
〔本実施形態の別表現〕
また、本実施の形態に係る周辺情報生成装置は、一連の輪郭を有する照射形状の照射光を被照射体に照射する光照射部と、上記被照射体に照射された照射光の反射光を撮像する撮像部と、上記撮像部が撮像した反射光により規定される反射形状を抽出する画像処理手段と、上記反射形状から自装置の周辺情報を検知する検知手段と、を備える構成であってよい。
【０１８８】
〔補足〕
最後に、周辺情報生成装置１の各ブロック、特に投影部１０、撮像部２０、および画像解析部３０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１８９】
すなわち、周辺情報生成装置１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、前記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、前記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、前記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備える。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである周辺情報生成装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、周辺情報生成装置１に供給し、そのコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１９０】
前記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやコンパクトディスク−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／デジタルビデオディスク／コンパクトディスク−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１９１】
また、周辺情報生成装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、前記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、前記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１９２】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１９３】
本発明は、投影パターンを解析することにより、投影対象を含む自装置の周辺の状況を示す周辺情報を生成することが可能な周辺情報生成装置に関し、特に、車両等の乗物に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０１９４】
１    周辺情報生成装置
１０  投影部
１１  光源（投影部）
１２  レンズ（投影部）
１３  ホログラム（投影部）
２０  撮像部
３０  画像解析部
５０  車両
６０  動作制御部
７０  出力部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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