(57)【要約】【課題】人間等の対象物が背景の建造物等の物体と同程度の温度であっても、赤外線を利用して対象物を検出することが可能な対象物検出装置を提供する。【解決手段】車両周辺監視システム１０は、入射された赤外線の強度に応じて赤外線画像を出力する赤外線カメラ１１，１２と、赤外線カメラ１１，１２が出力した赤外線画像に基づいて対象物を検出する第１及び第２対象物検出手段１０２，１０３とを備える。第２対象物検出手段１０３は、物体から放射される赤外線の放射率又は赤外線量の波長特性によって対象物を特定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された赤外線の強度に応じて赤外線画像を出力する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラが出力した赤外線画像に基づいて対象物を検出する対象物検出手段とを備える対象物検出装置であって、
前記対象物検出手段は、物体から放射される赤外線の放射率又は赤外線量の波長特性によって対象物を特定することを特徴とする対象物検出装置。
【請求項２】
前記対象物検出手段は、前記対象物以外の所定の種別の物体から放射される赤外線の所定の放射率帯域又は所定の波長帯域を除外することによって、前記対象物を特定することを特徴とする請求項１に記載の対象物検出装置。
【請求項３】
入射された赤外線の強度に応じて赤外線画像を出力する赤外線カメラと、
互いに異なる一部の波長帯の赤外線をそれぞれカットする第１及び第２のフィルタと、
前記赤外線カメラが出力した赤外線画像を表示する画像表示装置とを備える対象物検出装置であって、
前記画像表示装置は、前記第１のフィルタを介して赤外線が入射された前記赤外線カメラが出力する第１の赤外線画像と、前記第２のフィルタを介して赤外線が入射された前記赤外線カメラが出力する第２の赤外線画像とを区別可能なように重ね合わせて表示することを特徴とする対象物検出装置。
【請求項４】
前記画像表示装置は、前記第１の赤外線画像と前記第２の赤外線画像とを互いに異なる色スケールに変換した後、重ね合わせて表示することを特徴とする請求項３に記載の対象物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線を利用して対象物を検出する対象物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された赤外線カメラにより撮像された車両周辺画像に基づき、当該車両と接触する可能性がある歩行者等の対象物を検出するための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３４５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、赤外線カメラは入射される赤外線の強度が高いほど出力する信号レベルが高くなる特性を有しており、物体が放射する赤外線の強度は当該物対の温度に応じて高くなる。そのため、同程度の温度の人間等の対象物と建造物等の物体とが重なると、赤外線カメラを通じて得た赤外線画像において対象物が背景の物体に紛れ込んでしまい、対象物を検出することが困難となる場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、人間等の対象物が背景の建造物等の物体と同程度の温度であっても、赤外線を利用して対象物を検出することが可能な対象物検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明の対象物検出装置は、入射された赤外線の強度に応じて赤外線画像を出力する赤外線カメラと、前記赤外線カメラが出力した赤外線画像に基づいて対象物を検出する対象物検出手段とを備える対象物検出装置であって、前記対象物検出手段は、物体から放射される赤外線の放射率又は赤外線量の波長特性によって対象物を特定することを特徴とする。
【０００７】
同じ温度であっても物体の種別に応じて、放射される赤外線の放射率及び赤外線量の波長特性が異なる。よって、物体から放射される赤外線の放射率又は赤外線量の波長特性を特定すれば、当該対象物の種別を判定することができる。
【０００８】
従って、第１発明の対象物検出装置によれば、建造物等の対象物（物体）と区別して、人間等の対象物を特定することが可能となる。
【０００９】
第１発明の対象物検出装置において、前記対象物検出手段は、前記対象物以外の所定の種別の物体から放射される赤外線の所定の放射率帯域又は所定の波長帯域を除外することによって、前記対象物を検出することが好ましい。
【００１０】
この場合、建造物等の所定の種別の物体から放射される赤外線の放射率又は波長の帯域を予め所定の帯域として除外することによって、人間等の対象物以外の所定の種別の物体を除外したうえで人間等の対象物を検出することが可能となるので、対象物を特定することが容易になる。
【００１１】
第１発明の対象物検出装置は、例えば、第２発明の対象物検出装置として具体的される。
【００１２】
第２発明の対象物検出装置は、入射された赤外線の強度に応じて赤外線画像を出力する赤外線カメラと、互いに異なる一部の波長帯の赤外線をそれぞれカットする第１及び第２のフィルタと、前記赤外線カメラが出力した赤外線画像を表示する画像表示装置とを備える対象物検出装置であって、前記画像表示装置は、前記第１のフィルタを介して赤外線が入射された前記赤外線カメラが出力する第１の赤外線画像と、前記第２のフィルタを介して赤外線が入射された前記赤外線カメラが出力する第２の赤外線画像とを区別可能なように重ね合わせて表示することを特徴とする。
【００１３】
第２発明の対象物検出装置によれば、互いに異なる一部の波長帯の赤外線をそれぞれカットする第１及び第２のフィルタを介して赤外線が赤外線カメラに入射され、この赤外線カメラが出力する第１及び第２の赤外線画像が画像表示装置で区別可能なように重ね合わせて表示される。
【００１４】
よって、第２発明の対象物検出装置によれば、各フィルタがカットする赤外線の波長帯を適宜設定することにより、画像表示装置で表示された画像から種別が異なる同じ温度の物体を観察者が区別して見分け、人間等の対象物を特定することが可能となる。また、前記赤外線画像を示す画像データに基づきコンピュータなどからなる画像処理装置などを用いて人間等の対象物を特定することが可能となる。
【００１５】
なお、第１のフィルタによって入射される赤外線がカットされる赤外線カメラと、第２のフィルタによって入射される赤外線がカットされる赤外線カメラとは、同一であっても、異なっていてもよい。ただし、赤外線カメラが異なっている場合、赤外線カメラの撮像範囲は同一又は酷似している必要がある。
【００１６】
第２の対象物検出装置において、前記画像表示装置は、前記第１の赤外線画像と前記第２の赤外線画像とを互いに異なる色スケールに変換した後、重ね合わせて表示することが好ましい。
【００１７】
この場合、画像表示装置で表示された画像から種類が異なる同じ温度の物体を観察者が色で区別して見分けることが可能となり、見分けることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る対象物検出装置を備えた車両周辺監視システムを搭載した車両の全体構成を示す図。
【図２】車両の構成説明図。
【図３】対象物検出処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、赤外線の所定の放射率帯域又は所定の波長帯域を除外する手段としてフィルタを用いた、本発明の実施形態に係る対象物検出装置を備えた車両周辺監視システム１０を搭載した車両１について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１に示すように、車両１は、四輪自動車であり、車両周辺監視システム１０と、一対の赤外線カメラ１１，１２とが搭載されている。
【００２１】
また、図２に示すように、車両１には、ヨーレートセンサ１３、速度センサ１４及び舵角センサ１５等の種々のセンサが搭載されている。さらに、車両１には、音声出力装置１６及び画像表示装置１７が搭載されている。画像表示装置１７としては、車両１のフロントウィンドウに画像を表示するＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）のほか、車両１の走行状況を示す表示計又はナビゲーション装置を構成するディスプレイ装置等が採用されてもよい。
【００２２】
赤外線カメラ１１，１２は、車両１の前側に車幅方向中央部にほぼ対称に取り付けられている。なお、各赤外線カメラ１１，１２は、遠赤外域に感度を有する撮像装置であり、入射された赤外線の強度に応じて赤外線画像を出力する。各赤外線カメラ１１，１２は、入射される赤外線の強度が高いほど出力する信号レベルは高くなる特性を有している。
【００２３】
赤外線カメラ１１，１２には、それぞれ赤外線透過特性の異なるフィルタ１１ａ，１２ａが設けられている。すなわち、フィルタ１１ａ，１２ａは、互いに異なる一部の波長帯の赤外線をそれぞれカットする。例えば、ピーク透過率と比べて透過率が半値となる波長帯域が、フィルタ１１ａは８．０〜８．５μｍであり、フィルタ１２ａは８．７〜１０．５μｍである。
【００２４】
ところで、同じ温度であっても物体の種類に応じて、物体から放射される赤外線の放射率及び赤外線量の波長特性は異なる。例えば、同じ温度であっても、人間（衣類や肌など）から放射される赤外線と、コンクリート壁から放射される赤外線とでは、放射率及び赤外線量の波長特性が異なる。
【００２５】
そのため、撮像される物体の温度が同じであっても、物体から放射されフィルタ１１ａ，１２ａを介して赤外線カメラ１１，１２の撮像素子に入射される赤外線の強度は異なる。よって、赤外線カメラ１１，１２の撮像素子の感度波長が例えば７．０〜１４．０μｍで同じであっても、赤外線カメラ１１，１２がそれぞれ出力する信号レベルに違いが生じる。
【００２６】
例えば、３２℃の人間を撮像した場合、フィルタ１１ａを介して赤外線カメラ１１の撮像素子に入射される赤外線量は少なく、赤外線カメラ１１から出力される信号レベルは低いものとなるが、フィルタ１２ａを介して赤外線カメラ１２の撮像素子に入射される赤外線量は多く、赤外線カメラ１２から出力される信号レベルは高いものとなる。
【００２７】
一方、例えば、３２℃のコンクリート壁を撮像した場合、フィルタ１１ａを介して赤外線カメラ１１の撮像素子に入射される赤外線量は多く、赤外線カメラ１１から出力される信号レベルは高いものとなるが、フィルタ１２ａを介して赤外線カメラ１２の撮像素子に入射される赤外線量は少なく、赤外線カメラ１２から出力される信号レベルは低いものとなる。
【００２８】
ヨーレートセンサ１３は、車両重心の上下方向軸回りの回転角であるヨー角及びヨー角の変化量（ヨーレート）等を検出して、その検出データを車両周辺監視システム１０に出力する。
【００２９】
速度センサ１４は、図示しない車輪の回転速度等に基づいて所定の単位処理時間ごとにおける車両移動距離、すなわち車両１の速度を検出して、その検出データを車両周辺監視システム１０に出力する。
【００３０】
舵角センサ１５は、図示しないステアリングシャフトに設けられたロータリエンコーダ等からなり、運転者が入力した操舵角度の方向と大きさを検出して、その検出データを車両周辺監視システム１０に出力する。
【００３１】
車両周辺監視システム１０は、赤外線カメラ１１，１２などを用いて車両１の周辺を監視する。車両周辺監視システム１０は、コンピュータ（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、画像メモリ並びにＩ／Ｏ回路及びＡ／Ｄ変換回路等の電子回路等により構成されている。）により構成されている。
【００３２】
車両周辺監視システム１０には、赤外線カメラ１１，１２、ヨーレートセンサ１３、車速センサ１４及び舵角センサ１５等から出力されたアナログ信号がＡ／Ｄ変換回路を介してデジタル化されて入力される。
【００３３】
これら入力データに基づき、ＲＯＭに格納されている「車両周辺監視プログラム」に従って、人間や他車両などの対象物の存在を認識する処理、車両１と認識した対象物との接触可能性の高低を判定する処理、及び、この判定結果に応じて音声を音声出力装置１６に出力させたり、画像を画像表示装置１７に出力させたりする処理がコンピュータにより実行される。
【００３４】
なお、プログラムは、任意のタイミングでサーバからネットワークや衛星を介して車載コンピュータに配信又は放送され、そのＲＡＭ等の記憶装置に格納されてもよい。車両周辺監視システム１０は、単一のＥＣＵにより構成されていてもよいが、分散制御システムを構成する複数のＥＣＵにより構成されていてもよい。
【００３５】
車両周辺監視システム１０は、図２に示すように、画像処理手段１０１、第１対象物検出手段１０２及び第２対象物検出手段１０３を備えている。
【００３６】
画像処理手段１０１は、赤外線カメラ１１を通じて得られた赤外線画像をＡ／Ｄ変換し、得られた第１のグレースケール画像Ｅ１を前記画像メモリに格納する。また、画像処理手段１０１は、赤外線カメラ１２を通じて得られた赤外線画像をＡ／Ｄ変換し、得られた第２のグレースケール画像Ｅ２を前記画像メモリに格納する。
【００３７】
第１対象物検出手段１０２は、一対の赤外線カメラ１１，１２の視差を利用して、画像メモリから読み出したグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２を用いて、２値化処理、エッジ認識処理等を行い、物体を抽出する。
【００３８】
また、第１対象物検出手段１０２は、グレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２から抽出された物体のマッチング処理を行う。このマッチング処理では、グレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２からそれぞれ抽出された物体の同一性を判定し、同一性が認定できた物体を物体として認識する。そして、認識した物体から人間等の対象物を検出する。なお、物体を認識する方法及び対象物を検出する方法は、前記特許文献１に記載された方法等を用いればよく、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３９】
また、第１対象物検出手段１０２は、検出した対象物の存在を知らせる、又は強調する画像を画像表示装置１７に表示させる。
【００４０】
赤外線カメラ１１，１２にはそれぞれ赤外線透過特性の異なるフィルタ１１ａ，１２ａが設けられているので、第１対象物検出手段１０２で同一性を認定できない物体がグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２から抽出される場合がある。
【００４１】
そこで、この場合には、第２対象物検出手段１０３が、画像メモリから読み出したグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２を互いに区別可能なように重ね合わせた画像を画像表示装置１７に表示させる。
【００４２】
以下、対象物検出処理について図３を参照して説明する。
【００４３】
まず、画像処理手段１０１が、赤外線カメラ１１，１２を通じてそれぞれ得られた赤外線画像をＡ／Ｄ変換し、得られたグレースケール画像Ｅ１，Ｅ２を画像メモリに格納する（ＳＴＥＰ０１）。
【００４４】
次に、第１対象物検出処理手段１０２が、グレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２から物体を抽出し、抽出された物体のマッチング処理を行う（ＳＴＥＰ０２）。
【００４５】
グレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２からそれぞれ抽出された全ての物体の同一性が認定できた場合（ＳＴＥＰ０３：ＹＥＳ）、第１対象物検出処理手段１０２は認識した物体から人間等の対象物を検出し、検出した対象物の存在を知らせる、又は強調する画像を画像表示装置１７に表示させる（ＳＴＥＰ０４）。
【００４６】
一方、第１対象物検出手段１０２で同一性を認定できない物体がグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２から抽出された場合（ＳＴＥＰ０３：ＮＯ）、第２対象物検出処理手段１０３は、画像メモリから読み出したグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２を互いに区別可能なように重ね合わせた画像を画像表示装置１７に表示させる（ＳＴＥＰ０５）。
【００４７】
上述したように、赤外線カメラ１１，１２にはそれぞれ赤外線透過特性の異なるフィルタ１１ａ，１２ａが設けられているので、画像表示装置１７で表示されたグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２を互いに区別可能なように重ね合わせた画像から種別が異なり同じ温度の対象物を観察者が見分けることが可能となる。また、グレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２を示す画像データに基づきコンピュータなどからなる画像処理装置などを用いて対象物を検出することが可能となる。
【００４８】
例えば、人間等の対象物が背景の建造物などの物体と同程度の温度であっても、画像表示装置１７に表示されたグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２を互いに区別可能なように重ね合わせた画像から、観察者が対象物を検出することが可能となる。
【００４９】
なお、グレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２を異なる色、例えば赤と青のスケールに変換して重ね合わせた画像を画像表示装置１７に表示させることが好ましい。また、赤外線カメラ１１，１２は互いに左右にずれて撮像しているので、このずれ（視差）を補正したグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２を重ね合わせて画像表示装置１７に表示させることが好ましい。これらの場合、観察者が対象物を検出することが容易になる。
【００５０】
さらに、第１対象物検出手段１０２がグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２の一方から人間と思われる対象物を抽出した場合には、この対象物を抽出したグレーススケール画像Ｅ１，Ｅ２のみを画像表示装置１７に表示させてもよい。また、この場合、対象物の存在を知らせる、又は強調する画像を画像表示装置１７に表示させてもよい。
【００５１】
なお、実施形態では、赤外線カメラ１１，１２にはそれぞれ赤外線透過特性の異なるフィルタ１１ａ，１２ａが設けられている。しかし、他の実施形態として、一方の赤外線カメラにのみフィルタを設け、他方の赤外線カメラにフィルタを設けないようにしてもよい。
【００５２】
さらに、他の実施形態では、単一の赤外線カメラを用いて、赤外線透過特性の異なるフィルタの切り替えが可能なように、又は、フィルタ有無の切り替えが可能なように構成してもよい。
【００５３】
さらに、実施形態では、車両周辺監視システム１０が対象物検出装置を備えている。しかし、他の実施形態として、前方車を追尾して車両１を走行させる追尾走行システムや、車両１を白線に沿って走行させるレーンキープシステムなどが対象物検出装置を備えていてもよい。
【００５４】
さらに、実施形態では、対象物検出装置は車両１に搭載されている。しかし、他の実施形態として、対象物検出装置は鉄道、ロボット等の移動体のほか、静止体に搭載されていてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…車両、  １０…車両周辺監視システム（対象物検出装置）、  １１，１２…赤外線カメラ、  １１ａ…フィルタ（第１のフィルタ）、  １２ａ…フィルタ（第２のフィルタ）、  １７…画像表示装置、  １０１…画像処理手段、  １０２…第１対象物検出手段、  １０３…第２対象物検出手段。
【図１】
2013020415.tif 000003
【図２】
2013020415.tif 000004
【図３】
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