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JP6098575B2 - Imaging unit, image processing apparatus, and vehicle - Google Patents

Imaging unit, image processing apparatus, and vehicle Download PDF

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JP6098575B2 JP2014121111A JP2014121111A JP6098575B2 JP 6098575 B2 JP6098575 B2 JP 6098575B2 JP 2014121111 A JP2014121111 A JP 2014121111A JP 2014121111 A JP2014121111 A JP 2014121111A JP 6098575 B2 JP6098575 B2 JP 6098575B2
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亮介 笠原
平井 秀明
秀明 平井
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Description

本発明は、画像処理装置、撮像方法、プログラムおよび車両に関する。   The present invention relates to an image processing device, an imaging method, a program, and a vehicle.

車走行時のワイパー制御の自動化のために、フロントガラスに付着した雨滴を検出する技術や、照明と、照明光の波長のみを透過させる光学フィルタを用いて、例えば車線などの検出等のセンシング用途のカメラによって、フロントガラスに付着した雨滴も同時に検出する技術が従来から知られている。   Sensing applications such as detection of lanes, etc., using technology to detect raindrops attached to the windshield and optical filters that transmit only the wavelength of the illumination light to automate wiper control when driving A technique for simultaneously detecting raindrops adhering to the windshield using the above camera has been known.

例えば、特許文献1には、センシング用途のカメラと雨滴を検出するためのカメラとを兼用させる目的で、画像処理装置と光源と光学フィルタとを備え、光源から光を照射してフロントガラスの外側の雨滴を撮像して、刻々と変わる外光に追従するため、用意した照明の強度を変化させる構成を備えた画像処理システムが開示されている。   For example, Patent Document 1 includes an image processing device, a light source, and an optical filter for the purpose of combining a camera for sensing use and a camera for detecting raindrops. An image processing system is disclosed that has a configuration that changes the intensity of the prepared illumination in order to capture the raindrops and follow the changing external light.

しかしながら、このような従来技術のように、センシング用途のカメラと、雨滴を検出するためのカメラを兼用させた技術では、刻々と変わる外光に追従し、雨滴検出の処理に用いるための撮像の露光も合わせる必要があったため、予め用意した照明の強度を変化させる必要があった。このため、非常に強力な照明が必要となり、消費電力が増大するという問題がある。 However, in such a conventional technique, a camera that combines a camera for sensing applications and a camera for detecting raindrops can follow an ever-changing external light and can perform imaging for use in raindrop detection processing . Since it was necessary to match the exposure, it was necessary to change the intensity of the illumination prepared in advance. For this reason, very powerful illumination is required, and there is a problem that power consumption increases.

また、従来技術では、車外に強力な光を投射しなければならず、安全性をより確保することが求められている。   Further, in the prior art, strong light must be projected outside the vehicle, and further safety is required.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、センシング用途と物体検出用途の撮像部を兼用する場合であっても、消費電力を削減することができ、かつ安全性をより向上させることができる撮像ユニット、画像処理装置、および車両を提供することを主な目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and can reduce power consumption and improve safety even when the imaging unit is used for sensing and object detection. imaging unit capable, the image processing apparatus, the primary purpose of providing a contact and vehicle.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像ユニットは、透明体に対して光を照射可能な光源と、少なくとも前記光源の光の波長より短い波長の光をカットするフィルタを有し、前記透明体を含む撮像領域を撮像する撮像部と、を備え、前記撮像部は、前記光が照射されないとき前記フィルタを介さずに撮像される撮像領域を撮像するのに用いられる第1露光量と、前記光が照射されるときに前記フィルタを介して撮像される撮像領域を撮像するのに用いられる第2露光量とを切り換えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an imaging unit according to the present invention cuts light having a light source capable of irradiating light on a transparent body and light having a wavelength shorter than at least the light wavelength of the light source. It includes a filter, and an imaging unit that captures an area including the transparent body, the imaging unit to image the imaging area to be imaged without going through the filter when the light is not irradiated a first exposure amount for use in the light, characterized in that the switching between the second exposure used to image the imaging area to be imaged by through the filter Rutoki irradiated.

本発明によれば、センシング用途と物体検出用途の撮像部を兼用する場合であっても、消費電力を削減することができ、かつ安全性をより向上させることができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to reduce power consumption and improve safety even when an imaging unit for sensing and object detection is used.

図1は、実施の形態の車載機器制御システムの概略構成を示す模式図である。Drawing 1 is a mimetic diagram showing a schematic structure of an in-vehicle device control system of an embodiment. 図2は、実施の形態の撮像ユニットの概略構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the imaging unit according to the embodiment. 図3は、実施の形態の撮像ユニットに設けられる撮像装置の概略構成を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus provided in the imaging unit of the embodiment. 図4は、実施の形態の自車両のフロントガラスの外壁面上の雨滴に撮像レンズの焦点が合っている場合における、雨滴検出用の撮像画像データである赤外光画像データを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing infrared light image data which is captured image data for raindrop detection when the imaging lens is focused on the raindrop on the outer wall surface of the windshield of the host vehicle of the embodiment. is there. 図5は、実施の形態の無限遠に焦点が合っている場合における、雨滴検出用の撮像画像データである赤外光画像データを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating infrared light image data that is captured image data for raindrop detection when the focus is set to infinity according to the embodiment. 図6は、雨滴検出用の撮像画像データに適用可能なカットフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the filter characteristics of the cut filter applicable to the captured image data for raindrop detection. 図7は、雨滴検出用の撮像画像データに適用可能なバンドパスフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing filter characteristics of a band-pass filter that can be applied to captured image data for raindrop detection. 図8−1は、光学フィルタの側面図である。FIG. 8A is a side view of the optical filter. 図8−2は、実施の形態の撮像装置の光学フィルタに設けられる前段フィルタの正面図である。FIG. 8-2 is a front view of the front-stage filter provided in the optical filter of the imaging apparatus according to the embodiment. 図9は、実施の形態の撮像装置の撮像画像データの画像例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of captured image data of the imaging apparatus according to the embodiment. 図10は、実施の形態の撮像装置の詳細を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating details of the imaging apparatus according to the embodiment. 図11は、実施の形態の撮像装置の光学フィルタと画像センサとを光透過方向に対して直交する方向から見たときの模式拡大図である。FIG. 11 is a schematic enlarged view when the optical filter and the image sensor of the imaging apparatus according to the embodiment are viewed from a direction orthogonal to the light transmission direction. 図12は、異物検出を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining foreign object detection. 図13は、雨滴が付着している状態の実験結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing experimental results in a state where raindrops are attached. 図14は、雨滴が付着していない状態の実験結果を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing experimental results in a state where no raindrops are attached. 図15は、実施の形態1の露光制御処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing a procedure of exposure control processing according to the first embodiment. 図16は、光源の発光強度と露光量との関係図である。FIG. 16 is a relationship diagram between the light emission intensity of the light source and the exposure amount. 図17は、実施の形態2の制御処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart illustrating a control processing procedure according to the second embodiment. 図18は、実施の形態3の制御処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart illustrating a control processing procedure according to the third embodiment. 図19は、雨滴など異物があった場合の雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の例を示す図である。FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a captured image of a raindrop detection filter-equipped region when there is a foreign object such as a raindrop. 図20は、実施の形態5の露光制御処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 20 is a flowchart showing the procedure of exposure control processing according to the fifth embodiment. 図21は、変形例3の撮像ユニットの光学系の構成図である。FIG. 21 is a configuration diagram of an optical system of the imaging unit of the third modification. 図22は、変形例3の光学系による撮像画像の一例を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating an example of an image captured by the optical system according to the third modification.

以下に添付図面を参照して、画像処理装置、撮像方法、プログラムおよび車両の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明に係る画像処理装置は、車載機器制御システムに限らず、例えば、撮像画像に基づいて物体検出を行う物体検出装置を搭載したその他のシステムにも適用できる。   Hereinafter, embodiments of an image processing device, an imaging method, a program, and a vehicle will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the image processing apparatus according to the present invention is not limited to the in-vehicle device control system, and can be applied to, for example, other systems equipped with an object detection apparatus that detects an object based on a captured image.

(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における車載機器制御システムの概略構成を示す模式図である。車載機器制御システムは、自動車などの自車両100に搭載された撮像装置で撮像した自車両進行方向前方領域(撮像領域)の撮像画像データを利用して、ヘッドランプの配光制御、ワイパーの駆動制御、その他の車載機器の制御を行うものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an in-vehicle device control system according to the first embodiment. The in-vehicle device control system uses the captured image data of the front area (imaging area) in the traveling direction of the host vehicle captured by the imaging device mounted on the host vehicle 100 such as an automobile, and controls the light distribution of the headlamps and drives the wiper. Control and control of other in-vehicle devices.

本実施の形態の車載機器制御システムは、図1に示すように、撮像装置(図1では不図示。図2参照。)を有する撮像ユニット101と、露光制御ユニット109と、画像解析ユニット102と、車両走行制御ユニット108と、ワイパー制御ユニット106と、ヘッドランプ制御ユニット103とを主に備えている。ここで、車両走行制御ユニット108、ワイパー制御ユニット106、ヘッドランプ制御ユニット103は、自車両100の動作を制御する制御部として機能する。   As shown in FIG. 1, the in-vehicle device control system of the present embodiment includes an imaging unit 101 having an imaging device (not shown in FIG. 1, see FIG. 2), an exposure control unit 109, and an image analysis unit 102. The vehicle travel control unit 108, the wiper control unit 106, and the headlamp control unit 103 are mainly provided. Here, the vehicle travel control unit 108, the wiper control unit 106, and the headlamp control unit 103 function as a control unit that controls the operation of the host vehicle 100.

本実施形態の車載機器制御システムに設けられる撮像装置は、撮像ユニット101に設けられており、走行する自車両100の進行方向前方領域を撮像領域として撮像するものであり、例えば、自車両100のフロントガラス105のルームミラー(図示せず)付近に設置される。撮像ユニット101の撮像装置で撮像された撮像画像データは、画像解析ユニット102に入力される。   The imaging device provided in the in-vehicle device control system of the present embodiment is provided in the imaging unit 101, and images the traveling region forward area of the traveling vehicle 100 as an imaging region. The windshield 105 is installed in the vicinity of a room mirror (not shown). The captured image data captured by the imaging device of the imaging unit 101 is input to the image analysis unit 102.

露光制御ユニット109は、撮像ユニット101の撮像装置の露光制御を行う。撮像領域のうち、後述する雨滴検知用フィルタが存在しない第1領域を撮像するための第1露光量と、第1露光量と異なる露光量であって、撮像領域のうち雨滴検知用フィルタが存在する第2領域を撮像するための第2露光量とを決定する。撮像装置は、この露光制御ユニット101で決定された第1露光量での撮像領域の撮像と、決定された第2露光量での撮像領域の撮像とを切り換える。   The exposure control unit 109 performs exposure control of the imaging device of the imaging unit 101. A first exposure amount for imaging a first region in which an after-mentioned raindrop detection filter does not exist in the imaging region, and an exposure amount different from the first exposure amount, and a raindrop detection filter exists in the imaging region And a second exposure amount for imaging the second region to be imaged. The imaging apparatus switches between imaging of the imaging area with the first exposure amount determined by the exposure control unit 101 and imaging of the imaging area with the determined second exposure amount.

画像解析ユニット102は、撮像装置から送信されてくる撮像画像データを解析し、撮像画像データに自車両100の前方に存在する他車両の位置、方角、距離を算出したり、フロントガラス105に付着する雨滴や異物などの付着物を検出したり、撮像領域内に存在する路面上の白線(区画線)等の検出対象物を検出したり、雨量を算出したりする。他車両の検出では、他車両のテールランプを識別することで自車両100と同じ進行方向へ進行する先行車両を検出し、他車両のヘッドランプを識別することで自車両100とは反対方向へ進行する対向車両を検出する。   The image analysis unit 102 analyzes the captured image data transmitted from the imaging device, calculates the position, direction, and distance of another vehicle existing ahead of the host vehicle 100 in the captured image data, or attaches to the windshield 105. For example, a detection object such as a white line (division line) on the road surface existing in the imaging region, or a rainfall amount is detected. In the detection of other vehicles, a preceding vehicle traveling in the same traveling direction as the own vehicle 100 is detected by identifying the tail lamp of the other vehicle, and traveling in the opposite direction to the own vehicle 100 by identifying the headlamp of the other vehicle. An oncoming vehicle is detected.

画像解析ユニット102の算出結果は、ヘッドランプ制御ユニット103に送られる。ヘッドランプ制御ユニット103は、例えば、画像解析ユニット102が算出した距離データから、自車両100の車載機器であるヘッドランプ104を制御する制御信号を生成する。具体的には、例えば、先行車両や対向車両の運転者の目に自車両100のヘッドランプの強い光が入射するのを避けて他車両の運転者の幻惑防止を行いつつ、自車両100の運転者の視界確保を実現できるように、ヘッドランプ104のハイビームおよびロービームの切り替えを制御したり、ヘッドランプ104の部分的な遮光制御を行ったりする。   The calculation result of the image analysis unit 102 is sent to the headlamp control unit 103. For example, the headlamp control unit 103 generates a control signal for controlling the headlamp 104 that is an in-vehicle device of the host vehicle 100 from the distance data calculated by the image analysis unit 102. Specifically, for example, while avoiding that the strong light of the headlamp of the own vehicle 100 is incident on the driver of the preceding vehicle or the oncoming vehicle, the driver of the other vehicle is prevented from being dazzled. The switching of the high beam and the low beam of the headlamp 104 is controlled, and partial shading control of the headlamp 104 is performed so that the driver's visibility can be secured.

画像解析ユニット102の算出結果は、ワイパー制御ユニット106にも送られる。ワイパー制御ユニット106は、ワイパー107を制御して、自車両100のフロントガラス105に付着した雨滴や異物などの付着物を除去する。ワイパー制御ユニット106は、画像解析ユニット102が検出した異物検出結果を受けて、ワイパー107を制御する制御信号を生成する。ワイパー制御ユニット106により生成された制御信号がワイパー107に送られると、自車両100の運転者の視界を確保するべく、ワイパー107を稼動させる。   The calculation result of the image analysis unit 102 is also sent to the wiper control unit 106. The wiper control unit 106 controls the wiper 107 to remove deposits such as raindrops and foreign matters attached to the windshield 105 of the host vehicle 100. The wiper control unit 106 receives a foreign object detection result detected by the image analysis unit 102 and generates a control signal for controlling the wiper 107. When the control signal generated by the wiper control unit 106 is sent to the wiper 107, the wiper 107 is operated to ensure the visibility of the driver of the host vehicle 100.

また、画像解析ユニット102の算出結果は、車両走行制御ユニット108にも送られる。車両走行制御ユニット108は、画像解析ユニット102が検出した白線検出結果に基づいて、白線によって区画されている車線領域から自車両100が外れている場合等に、自車両100の運転者へ警告を報知したり、自車両100のハンドルやブレーキを制御するなどの走行支援制御を行ったりする。   The calculation result of the image analysis unit 102 is also sent to the vehicle travel control unit 108. Based on the white line detection result detected by the image analysis unit 102, the vehicle travel control unit 108 warns the driver of the host vehicle 100 when the host vehicle 100 is out of the lane area defined by the white line. Notification is performed, and driving support control such as controlling the steering wheel and brake of the host vehicle 100 is performed.

図2は、撮像ユニット101の概略構成を示す模式図である。図3は、撮像ユニット101に設けられる撮像装置200の概略構成を示す説明図である。撮像ユニット101は、撮像装置200と、光源202と、これらを収容する撮像ケース201とから構成されている。撮像ユニット101は自車両100のフロントガラス105の内壁面側に設置される。撮像装置200は、図3に示すように、撮像レンズ204と、光学フィルタ205と、画像センサ206とから構成されている。光源202は、フロントガラス105に向けて光を照射し、その光がフロントガラス105の外壁面で反射したときにその反射光が撮像装置200へ入射するように配置されている。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the imaging unit 101. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of the imaging device 200 provided in the imaging unit 101. The imaging unit 101 includes an imaging device 200, a light source 202, and an imaging case 201 that accommodates these. The imaging unit 101 is installed on the inner wall surface side of the windshield 105 of the host vehicle 100. As shown in FIG. 3, the imaging device 200 includes an imaging lens 204, an optical filter 205, and an image sensor 206. The light source 202 emits light toward the windshield 105 and is arranged so that the reflected light enters the imaging device 200 when the light is reflected by the outer wall surface of the windshield 105.

本実施形態において、光源202は、フロントガラス105の外壁面に付着した付着物(以下、付着物が雨滴である場合を例に挙げて説明する。)を検出するためのものである。フロントガラス105の外壁面に雨滴203が付着している場合、光源202から照射された光は、フロントガラス105の外壁面と外気との界面で反射し、その反射光が撮像装置200へ入射する。そこで、撮像装置200の撮像画像データから、フロントガラス105に付着する雨滴203の検出を行う。   In the present embodiment, the light source 202 is for detecting an adhering matter adhering to the outer wall surface of the windshield 105 (hereinafter, the case where the adhering matter is a raindrop will be described as an example). When raindrops 203 are attached to the outer wall surface of the windshield 105, the light emitted from the light source 202 is reflected at the interface between the outer wall surface of the windshield 105 and the outside air, and the reflected light enters the imaging device 200. . Therefore, the raindrop 203 adhering to the windshield 105 is detected from the captured image data of the imaging device 200.

また、本実施形態において、撮像ユニット101は、図2に示すとおり、撮像装置200や光源202を、フロントガラス105とともに撮像ケース201で覆っている。このように撮像ケース201で覆うことにより、フロントガラス105の内壁面が曇るような状況であっても、撮像ユニット101で覆われたフロントガラス105が曇ってしまう事態を抑制できる。よって、フロントガラス105の曇りによって画像解析ユニット102が誤解析するような事態を抑制でき、画像解析ユニット102の解析結果に基づく各種制御動作を適切に行うことができる。   In the present embodiment, the imaging unit 101 covers the imaging device 200 and the light source 202 with the imaging glass 201 together with the windshield 105 as shown in FIG. By covering with the imaging case 201 in this way, it is possible to suppress a situation where the windshield 105 covered with the imaging unit 101 is fogged even in a situation where the inner wall surface of the windshield 105 is clouded. Therefore, a situation where the image analysis unit 102 misanalyzes due to fogging of the windshield 105 can be suppressed, and various control operations based on the analysis result of the image analysis unit 102 can be appropriately performed.

ただし、フロントガラス105の曇りを撮像装置200の撮像画像データから検出して、例えば自車両100の空調設備を制御する場合には、撮像装置200に対向するフロントガラス105の部分が他の部分と同じ状況となるように、撮像ケース201の一部に空気の流れる通路を形成してもよい。   However, when the fogging of the windshield 105 is detected from the captured image data of the imaging device 200 and, for example, the air conditioning equipment of the host vehicle 100 is controlled, the portion of the windshield 105 facing the imaging device 200 is different from the other portions. A passage through which air flows may be formed in a part of the imaging case 201 so as to achieve the same situation.

ここで、本実施形態では、撮像レンズ204の焦点位置は、無限遠又は無限遠とフロントガラス105との間に設定している。これにより、フロントガラス105上に付着した雨滴203の検出を行う場合だけでなく、先行車両や対向車両の検出や白線の検出を行う場合にも、撮像装置200の撮像画像データから適切な情報を取得することができる。   Here, in this embodiment, the focal position of the imaging lens 204 is set between infinity or infinity and the windshield 105. Thereby, not only when detecting the raindrop 203 attached on the windshield 105, but also when detecting the preceding vehicle and the oncoming vehicle and detecting the white line, appropriate information is obtained from the captured image data of the imaging device 200. Can be acquired.

例えば、フロントガラス105上に付着した雨滴203の検出を行う場合、撮像画像データ上の雨滴画像の形状は円形状であることが多いので、撮像画像データ上の雨滴候補画像が円形状であるかどうかを判断してその雨滴候補画像が雨滴画像であると識別する形状認識処理を行う。このような形状認識処理を行う場合、フロントガラス105の外壁面上の雨滴203に撮像レンズ204の焦点が合っているよりも、上述したように無限遠又は無限遠とフロントガラス105との間に焦点が合っている方が、多少ピンボケして、雨滴の形状認識率(円形状)が高くなり、雨滴検出性能が高い。   For example, when the raindrop 203 attached on the windshield 105 is detected, the shape of the raindrop image on the captured image data is often circular, so whether the raindrop candidate image on the captured image data is circular. A shape recognition process is performed to determine whether the raindrop candidate image is a raindrop image. When performing such shape recognition processing, the imaging lens 204 is focused on the raindrop 203 on the outer wall surface of the windshield 105, as described above, between infinity or infinity and the windshield 105. The in-focus state is slightly out of focus, the raindrop shape recognition rate (circular shape) is high, and the raindrop detection performance is high.

図4は、フロントガラス105の外壁面上の雨滴203に撮像レンズ204の焦点が合っている場合における、雨滴検出用の撮像画像データである赤外光画像データを示す説明図である。図5は、無限遠に焦点が合っている場合における、雨滴検出用の撮像画像データである赤外光画像データを示す説明図である。フロントガラス105の外壁面上の雨滴203に撮像レンズ204の焦点が合っている場合、図4に示すように、雨滴に映り込んだ背景画像203aまでが撮像される。このような背景画像203aは雨滴203の誤検出の原因となる。また、図4に示すように雨滴の一部203bだけ弓状等に輝度が大きくなる場合があり、その大輝度部分の形状すなわち雨滴画像の形状は太陽光の方向や街灯の位置などによって変化する。このような種々変化する雨滴画像の形状を形状認識処理で対応するためには処理負荷が大きく、また認識精度の低下を招く。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing infrared light image data that is captured image data for raindrop detection when the imaging lens 204 is focused on the raindrop 203 on the outer wall surface of the windshield 105. FIG. 5 is an explanatory diagram showing infrared light image data, which is captured image data for raindrop detection, when the focus is set to infinity. When the imaging lens 204 is focused on the raindrop 203 on the outer wall surface of the windshield 105, the background image 203a reflected in the raindrop is captured as shown in FIG. Such a background image 203 a causes erroneous detection of the raindrop 203. Further, as shown in FIG. 4, only a portion 203b of the raindrop may have a brightness that increases in a bow shape or the like. . In order to cope with the shape of such variously changing raindrop images by the shape recognition processing, the processing load is large and the recognition accuracy is lowered.

これに対し、無限遠に焦点が合っている場合には、図5に示すように、多少のピンボケが発生する。そのため、背景画像203aの映り込みが撮像画像データに反映されず、雨滴203の誤検出が軽減される。また、多少のピンボケが発生することで、太陽光の方向や街灯の位置などによって雨滴画像の形状が変化する度合いが小さくなり、雨滴画像の形状は常に略円形状となる。よって、雨滴203の形状認識処理の負荷が小さく、また認識精度も高い。   On the other hand, when the image is focused at infinity, some blurring occurs as shown in FIG. For this reason, the reflection of the background image 203a is not reflected in the captured image data, and erroneous detection of the raindrop 203 is reduced. In addition, the occurrence of some defocusing reduces the degree of change in the shape of the raindrop image depending on the direction of sunlight, the position of the streetlight, and the like, and the shape of the raindrop image is always substantially circular. Therefore, the load of the shape recognition process of the raindrop 203 is small, and the recognition accuracy is high.

ただし、無限遠に焦点が合っている場合、遠方を走行する先行車両のテールランプを識別する際に、画像センサ206上のテールランプの光を受光する受光素子が1個程度になることがある。この場合、詳しくは後述するが、テールランプの光がテールランプ色(赤色)を受光する赤色用受光素子に受光されないおそれがあり、その際にはテールランプを認識できず、先行車両の検出ができない。このような不具合を回避しようとする場合には、撮像レンズ204の焦点を無限遠よりも手前に合わせることが好ましい。これにより、遠方を走行する先行車両のテールランプがピンボケするので、テールランプの光を受光する受光素子の数を増やすことができ、テールランプの認識精度が上がり先行車両の検出精度が向上する。   However, when focusing at infinity, when identifying the tail lamp of a preceding vehicle traveling far, there may be about one light receiving element that receives the light of the tail lamp on the image sensor 206. In this case, as will be described in detail later, the light from the tail lamp may not be received by the red light receiving element that receives the tail lamp color (red). In this case, the tail lamp cannot be recognized and the preceding vehicle cannot be detected. In order to avoid such a problem, it is preferable that the imaging lens 204 is focused before infinity. As a result, the tail lamp of the preceding vehicle traveling far is out of focus, so that the number of light receiving elements that receive the light of the tail lamp can be increased, the recognition accuracy of the tail lamp is increased, and the detection accuracy of the preceding vehicle is improved.

撮像ユニット101の光源202には、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(LD)などを用いることができる。また、光源202の発光波長は、例えば可視光や赤外光を用いることができる。ただし、光源202の光で対向車両の運転者や歩行者等を眩惑するのを回避する場合には、可視光よりも波長が長くて画像センサ206の受光感度がおよぶ範囲の波長、例えば800nm以上1000nm以下の赤外光領域の波長を選択するのが好ましい。本実施形態の光源202は、赤外光領域の波長を有する光を照射するものである。   For the light source 202 of the imaging unit 101, a light emitting diode (LED), a semiconductor laser (LD), or the like can be used. Further, for example, visible light or infrared light can be used as the emission wavelength of the light source 202. However, in order to avoid dazzling the driver or pedestrian of the oncoming vehicle with the light of the light source 202, the wavelength is longer than the visible light and the light receiving sensitivity of the image sensor 206 reaches, for example, 800 nm or more. It is preferable to select a wavelength in the infrared light region of 1000 nm or less. The light source 202 of the present embodiment emits light having a wavelength in the infrared light region.

ここで、フロントガラス105で反射した光源202からの赤外波長光を撮像装置200で撮像する際、撮像装置200の画像センサ206では、光源202からの赤外波長光のほか、例えば太陽光などの赤外波長光を含む大光量の外乱光も受光される。よって、光源202からの赤外波長光をこのような大光量の外乱光と区別するためには、光源202の発光量を外乱光よりも十分に大きくする必要があるが、このような大発光量の光源202を用いることは困難である場合が多い。   Here, when infrared imaging light from the light source 202 reflected by the windshield 105 is imaged by the imaging device 200, the image sensor 206 of the imaging device 200 uses, for example, sunlight as well as infrared wavelength light from the light source 202. A large amount of disturbance light including the infrared wavelength light is also received. Therefore, in order to distinguish the infrared wavelength light from the light source 202 from such a large amount of disturbance light, it is necessary to make the light emission amount of the light source 202 sufficiently larger than the disturbance light. It is often difficult to use an amount of light source 202.

そこで、本実施形態においては、例えば、図6に示すように光源202の発光波長よりも短い波長の光をカットするようなカットフィルタか、もしくは、図7に示すように透過率のピークが光源202の発光波長とほぼ一致したバンドパスフィルタを介して、光源202からの光を画像センサ206で受光するように構成する。これにより、光源202の発光波長以外の光を除去して受光できるので、画像センサ206で受光される光源202からの光量は、外乱光に対して相対的に大きくなる。その結果、大発光量の光源202でなくても、光源202からの光を外乱光と区別することが可能となる。 Therefore, in the present embodiment, for example, a cut filter that cuts light having a wavelength shorter than the emission wavelength of the light source 202 as shown in FIG. 6, or a peak of transmittance as shown in FIG. The light from the light source 202 is received by the image sensor 206 through a bandpass filter that substantially matches the emission wavelength of 202. As a result, light other than the emission wavelength of the light source 202 can be removed and received, so that the amount of light from the light source 202 received by the image sensor 206 is relatively large with respect to disturbance light. As a result, even if the light source 202 does not have a large light emission amount, the light from the light source 202 can be distinguished from disturbance light .

ただし、本実施形態においては、撮像画像データから、フロントガラス105上の雨滴203を検出するだけでなく、先行車両や対向車両の検出や白線の検出も行う。そのため、撮像画像全体について光源202が照射する赤外波長光以外の波長帯を除去してしまうと、先行車両や対向車両の検出や白線の検出に必要な波長帯の光を画像センサ206で受光できず、これらの検出に支障をきたす。そこで、本実施形態では、撮像画像データの画像領域を、フロントガラス105上の雨滴203を検出するための雨滴検出用画像領域と、先行車両や対向車両の検出や白線の検出を行うための車両検出用画像領域とに区分し、雨滴検出用画像領域に対応する部分についてのみ光源202が照射する赤外波長光以外の波長帯を除去するフィルタ(以下、「雨滴検出用フィルタ」という場合もある。)を、光学フィルタ205に配置している。すなわち、雨滴検出用画像領域は、撮像領域のうち、雨滴検出用フィルタが存在する領域(以下、「雨滴検出用フィルタ有領域」という場合もある。)を撮像した撮像画像データの領域である。また、車両検出用画像領域は、撮像領域のうち、雨滴検出用フィルタが存在しない領域(以下、「雨滴検出用フィルタ無領域」という場合もある。)を撮像した撮像画像データの領域である。   However, in the present embodiment, not only the raindrop 203 on the windshield 105 is detected from the captured image data, but also the preceding vehicle and the oncoming vehicle and the white line are detected. Therefore, if the wavelength band other than the infrared wavelength light emitted by the light source 202 is removed from the entire captured image, the image sensor 206 receives light in the wavelength band necessary for detection of the preceding vehicle and oncoming vehicle and detection of the white line. This cannot be done and hinders these detections. Therefore, in the present embodiment, the image area of the captured image data, the raindrop detection image area for detecting the raindrop 203 on the windshield 105, the vehicle for detecting the preceding vehicle and the oncoming vehicle and the white line are detected. A filter that is divided into detection image regions and removes a wavelength band other than the infrared wavelength light emitted by the light source 202 only in a portion corresponding to the raindrop detection image region (hereinafter, sometimes referred to as “raindrop detection filter”). Is disposed in the optical filter 205. In other words, the raindrop detection image area is an area of captured image data obtained by imaging a region where a raindrop detection filter exists (hereinafter, sometimes referred to as a “raindrop detection filter area”). In addition, the vehicle detection image area is an area of captured image data obtained by capturing an area in which no raindrop detection filter exists in the imaging area (hereinafter, sometimes referred to as “raindrop detection filter-free area”).

ここで、雨滴検出用フィルタ無領域が第1領域に相当し、雨滴検出用フィルタ有領域が第2領域に相当する。   Here, the raindrop detection non-filter area corresponds to the first area, and the raindrop detection filter area corresponds to the second area.

図8−1は、光学フィルタ205の側面図である。本実施形態の光学フィルタ205は、図8−1に示すように、基板221の撮像レンズ204側205aの面には、赤外光および可視光相当を透過する分光フィルタ層224が形成されている。また、基板221の画像センサ60側205bの面には、偏光フィルタ層222、SOG(Spin On Glass)層223、雨滴検出用フィルタである赤外光透過フィルタ212が順に形成されている。   FIG. 8A is a side view of the optical filter 205. As shown in FIG. 8A, in the optical filter 205 of the present embodiment, a spectral filter layer 224 that transmits infrared light and visible light is formed on the surface of the substrate 221 on the imaging lens 204 side 205a. . In addition, a polarizing filter layer 222, an SOG (Spin On Glass) layer 223, and an infrared light transmission filter 212 that is a raindrop detection filter are sequentially formed on the surface of the substrate 221 on the image sensor 60 side 205b.

このようにフィルタ層を光学フィルタ205の基板221の両面に形成することにより、光学フィルタ205の反りを抑制することが可能となる。基板221の片側面の面にだけ多層膜を形成すると応力がかかり、反りが生じる。しかしながら、図8−1のように基板221の両面に多層膜を形成した場合は、応力の効果が相殺されるため、反りを抑制することができる。   By forming the filter layers on both surfaces of the substrate 221 of the optical filter 205 in this way, it is possible to suppress warping of the optical filter 205. When a multilayer film is formed only on one side surface of the substrate 221, stress is applied and warpage occurs. However, when multilayer films are formed on both surfaces of the substrate 221 as shown in FIG. 8A, warping can be suppressed because the effect of stress is offset.

ここで、基板221は、可視光域に対して透明な材料、例えば、ガラス、サファイア、水晶などで構成することができる。本実施の形態では、ガラス、特に、安価で、また耐久性もある石英(屈折率1.46)やテンパックスガラス(屈折率1.51)を基板221の材料として用いる。   Here, the substrate 221 can be made of a material that is transparent to the visible light region, such as glass, sapphire, or quartz. In this embodiment mode, glass, in particular, inexpensive and durable quartz (refractive index 1.46) or Tempax glass (refractive index 1.51) is used as the material of the substrate 221.

また、基板221の光学フィルタ205a側の面に形成された分光フィルタ層224は、波長範囲400nm〜670nmのいわゆる可視光領域と、波長範囲940〜970nmの赤外光領域の双方を透過するフィルタである。なお、可視光領域は車両周辺情報を検出するのに用い、赤外光領域は雨滴を検出するために用いる。また、分光フィルタ層224は、波長700〜940nmの範囲の光を透過しない(透過率5%以下が望ましい)。これは、この波長範囲を取り込んだ場合、得られる画像データは全体的に赤くなってしまい、テールランプの赤色を示す部分などを抽出することが困難となることがある。そこで、赤外光をカットする特性をもつフィルタを形成してやれば、外乱となる他の色の光を除去できるため、例えばテールランプの検出精度を向上させることができる。   The spectral filter layer 224 formed on the surface of the substrate 221 on the optical filter 205a side is a filter that transmits both a so-called visible light region having a wavelength range of 400 nm to 670 nm and an infrared light region having a wavelength range of 940 to 970 nm. is there. The visible light region is used to detect vehicle periphery information, and the infrared light region is used to detect raindrops. The spectral filter layer 224 does not transmit light in the wavelength range of 700 to 940 nm (the transmittance is preferably 5% or less). This is because, when this wavelength range is taken in, the obtained image data becomes entirely red, and it may be difficult to extract a portion showing the red color of the tail lamp. Therefore, if a filter having the characteristic of cutting infrared light is formed, light of other colors that becomes a disturbance can be removed, so that, for example, detection accuracy of a tail lamp can be improved.

また、光学フィルタ205b側の面に形成された偏光フィルタ層222は、S偏光成分をカットし、P偏光成分のみを透過するフィルタである。この偏光フィルタ層222により、外乱要因や不要反射光(映りこみ光)をカットすることができる。   The polarizing filter layer 222 formed on the surface on the optical filter 205b side is a filter that cuts the S-polarized component and transmits only the P-polarized component. By this polarizing filter layer 222, disturbance factors and unnecessary reflected light (reflection light) can be cut.

本実施の形態では、偏光フィルタ層222は、ワイヤグリッド偏光子で形成されている。ワイヤグリッドは、アルミなどの金属で構成された導電体線が特定のピッチで格子状に配列してなるものであり、そのピッチが入射光(例えば、可視光の波長400nmから800nm)に比べてかなり小さいピッチ(例えば、2分の1以下)であれば、導電体線に対して平行に振動する電場ベクトル成分の光をほとんど反射し、導電体線に対して垂直な電場ベクトル成分の光をほとんど透過させるため、単一偏光を作り出す偏光子として使用できる。   In the present embodiment, the polarizing filter layer 222 is formed of a wire grid polarizer. The wire grid is formed by arranging conductor wires made of a metal such as aluminum in a lattice pattern at a specific pitch, and the pitch is larger than that of incident light (for example, visible light wavelength 400 nm to 800 nm). If the pitch is very small (for example, less than one half), the light of the electric field vector component that oscillates parallel to the conductor line is almost reflected, and the light of the electric field vector component perpendicular to the conductor line is reflected. Because it is almost transparent, it can be used as a polarizer that produces a single polarization.

なお、ワイヤグリッド偏光子においては、金属ワイヤ断面積が増加すると、消光比が増加すること、更に周期幅に対する所定の幅以上の金属ワイヤでは透過率が減少する。また、金属ワイヤの長手方向に直交する断面形状がテーパ形状であると、広い帯域において透過率、偏光度の波長分散性が少なく、高消光比特性を示す。ワイヤグリッドの断面構造(不図示)において溝方向の偏光方向の光が入射したときは遮光し、溝と直交する方向の偏光方向の光が入射したときは透過する。   In the wire grid polarizer, when the cross-sectional area of the metal wire is increased, the extinction ratio is increased. Further, the transmittance of the metal wire having a predetermined width or more with respect to the periodic width is decreased. Further, when the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the metal wire is a tapered shape, the wavelength dispersion of the transmittance and the polarization degree is small in a wide band, and a high extinction ratio characteristic is exhibited. In the cross-sectional structure (not shown) of the wire grid, light with a polarization direction in the groove direction is shielded, and light with a polarization direction in a direction perpendicular to the groove is transmitted.

本実施の形態では、偏光フィルタ層222の偏光子として、ワイヤグリッド構造を用いているため、以下のような利点がある。すなわち、ワイヤグリッド構造は、よく知られる半導体プロセス、すなわちアルミ薄膜を蒸着した後にパターニングを行いメタルエッチングなどの手法によりワイヤグリッドのサブ波長凹凸構造を形成すればよい。よって、撮像素子の画素サイズ相当(数ミクロンレベル)で偏光子の方向を調整することが可能であるため、本実施例のような画素単位で透過偏光軸が選択できる。また、ワイヤグリッド構造は上述のとおり、アルミなどの金属で作製されるため、耐熱性に優れ、車載用途には好適である。   In this embodiment, since the wire grid structure is used as the polarizer of the polarizing filter layer 222, there are the following advantages. In other words, the wire grid structure may be a well-known semiconductor process, that is, an aluminum thin film is deposited and then patterned to form the sub-wavelength uneven structure of the wire grid by a technique such as metal etching. Therefore, since the direction of the polarizer can be adjusted corresponding to the pixel size of the image sensor (several micron level), the transmission polarization axis can be selected in units of pixels as in this embodiment. Moreover, since the wire grid structure is made of a metal such as aluminum as described above, it has excellent heat resistance and is suitable for in-vehicle use.

本実施の形態のSOG層223は、使用帯域の光に透明な基板と、基板上で直線状に延びたワイヤグリッドの凸部は使用帯域の光の波長よりも小さいピッチで配列されている。そのアルミ凸部の間には基板221よりも屈折率の低いか同等の無機材料が充填された充填部が形成されてなる。この充填部はワイヤグリッド構造の凸部も覆うように形成されてなる。   In the SOG layer 223 of this embodiment, the substrate transparent to the light in the use band and the convex portions of the wire grid extending linearly on the substrate are arranged at a pitch smaller than the wavelength of the light in the use band. Between the aluminum convex portions, a filling portion filled with an inorganic material having a refractive index lower than or equivalent to that of the substrate 221 is formed. The filling portion is formed so as to cover the convex portion of the wire grid structure.

SOG層223の形成材料としては、偏光フィルタ層222の偏光子の偏光特性を劣化させないために、その屈折率が空気の屈折率=1に極力近い低屈折率材料であることが好ましい。例えば、セラミックス中に微細な空孔を分散させて形成してなる多孔質のセラミックス材料が好ましく、ポーラスシリカ(SiO2)、ポーラスフッ化マグネシウム(MgF)、ポーラスアルミナ(Al23)などが挙げられる。また、これらの低屈折率の程度はセラミックス中の空孔の数や大きさ(ポーラス度)によって決まるものである。このうち、特に、基板221の主成分がシリカの水晶やガラスからなる場合にはポーラスシリカ(n=1.22〜1.26)であれば、基板221よりも屈折率が小さくなり好適である。 The material for forming the SOG layer 223 is preferably a low refractive index material whose refractive index is as close as possible to the refractive index of air = 1 so as not to deteriorate the polarization characteristics of the polarizer of the polarizing filter layer 222. For example, a porous ceramic material formed by dispersing fine pores in ceramics is preferable, and examples include porous silica (SiO 2 ), porous magnesium fluoride (MgF), and porous alumina (Al 2 O 3 ). It is done. The degree of these low refractive indexes is determined by the number and size (porosity) of the holes in the ceramic. Among these, in particular, when the main component of the substrate 221 is made of silica crystal or glass, porous silica (n = 1.2-1.26) is preferable because the refractive index is smaller than that of the substrate 221. .

SOG層223の形成方法としては、無機系塗布膜(SOG:Spin On Glass)生成方法を用いる。すなわち、シラノール[Si(OH)4]をアルコールに溶かした溶剤を基板上にスピン塗布し、その後に熱処理によって溶媒成分を揮発させ、シラノール自体を脱水重合反応させるような経緯で形成される。 As a method for forming the SOG layer 223, an inorganic coating film (SOG: Spin On Glass) generation method is used. That is, it is formed in such a manner that a solvent in which silanol [Si (OH) 4 ] is dissolved in alcohol is spin-coated on a substrate, and then a solvent component is volatilized by heat treatment to cause silanol itself to undergo a dehydration polymerization reaction.

SOG層223を用いることにより、偏光フィルタ層222がサブ波長サイズのワイヤグリッド構造であるため、SOG層223の上に形成される赤外光透過フィルタ212に比べ強度的には弱い。とくに光学フィルタ205は、画像センサ206に密着配置することが望まれるため、そのハンドリングにおいては光学フィルタ205と画像センサ206の撮像素子面が接触する可能性もあるが、強度的に弱い偏光フィルタ層222はSOG層223で保護されているため、ワイヤグリッド構造を損傷することなく光学フィル205タを実装することができる。なお分光フィルタ層224もSOG層223で保護することも可能である。   By using the SOG layer 223, since the polarizing filter layer 222 has a sub-wavelength sized wire grid structure, it is weaker in strength than the infrared light transmission filter 212 formed on the SOG layer 223. In particular, since the optical filter 205 is desirably disposed in close contact with the image sensor 206, there is a possibility that the optical filter 205 and the image sensor surface of the image sensor 206 are in contact with each other, but the polarizing filter layer is weak in strength. Since 222 is protected by the SOG layer 223, the optical filter 205 can be mounted without damaging the wire grid structure. Note that the spectral filter layer 224 can also be protected by the SOG layer 223.

また、SOG層223を設けることにより、ワイヤグリッド部への異物進入も抑制できる。ワイヤグリッドの凸部の高さは一般に使用波長の半分以下で構成される。一方、分光フィルタは使用波長同等から数倍の高さとなり、かつ厚みを増すほど遮断波長での透過率特性を急峻に出来る。そして、SOG層223は厚さが増すほど、その上面の平坦性確保が難しくなるとともに、充填領域の均質性が損なわれるなどの理由により、厚くするのは適切ではない。本実施の形態では偏光フィルタ層222をSOG層223で覆ったのちに赤外光透過フォルタ212を形成しているため、SOG層223を安定的に形成することができる。またSOG層223の上面に形成する赤外光透過フォルタ212もその特性を最適に形成することが可能である。   Further, by providing the SOG layer 223, entry of foreign matter into the wire grid portion can be suppressed. The height of the convex portion of the wire grid is generally configured to be half or less of the wavelength used. On the other hand, the spectral filter is several times as high as the wavelength used, and the transmittance characteristics at the cutoff wavelength can be sharpened as the thickness is increased. Further, as the thickness of the SOG layer 223 increases, it is difficult to ensure the flatness of the upper surface, and it is not appropriate to increase the thickness because the homogeneity of the filling region is impaired. In this embodiment, since the infrared light transmission filter 212 is formed after the polarizing filter layer 222 is covered with the SOG layer 223, the SOG layer 223 can be stably formed. The infrared light transmission filter 212 formed on the upper surface of the SOG layer 223 can also be optimally formed.

図8−2は、光学フィルタ205の画像センサ60側の正面図である。図9は、撮像画像データの画像例を示す説明図である。図8−2に示すように、車両検出用画像領域213である撮像画像中央部(撮像領域の高さ2/4に相当する部分)に対応する箇所に配置される領域211と、雨滴検出用画像領域214である撮像画像上部(撮像領域高さ1/4に相当する部分)及び撮像画像下部(撮像領域高さ1/4に相当する部分)に対応する箇所に配置される赤外光透過フィルタ212とに、領域分割されている。赤外光透過フィルタ212には、図6に示したカットフィルタや図7に示したバンドパスフィルタを用いる。   FIG. 8B is a front view of the optical filter 205 on the image sensor 60 side. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of captured image data. As shown in FIG. 8B, an area 211 arranged at a location corresponding to the center of the captured image (part corresponding to the height 2/4 of the imaging area), which is the vehicle detection image area 213, and raindrop detection Infrared light transmission disposed at locations corresponding to the upper portion of the captured image (portion corresponding to the imaging region height ¼) and the lower portion of the captured image (portion corresponding to the imaging region height ¼) as the image region 214 The filter 212 is divided into regions. As the infrared light transmission filter 212, the cut filter shown in FIG. 6 or the band pass filter shown in FIG. 7 is used.

対向車両のヘッドランプ及び先行車両のテールランプ並びに白線の画像は、主に撮像画像上部に存在することが多く、撮像画像下部には自車両前方の直近路面の画像が存在するのが通常である。よって、対向車両のヘッドランプ及び先行車両のテールランプ並びに白線の識別に必要な情報は撮像画像上部に集中しており、その識別において撮像画像下部の情報はあまり重要でない。よって、単一の撮像画像データから、対向車両や先行車両あるいは白線の検出と雨滴の検出とを両立して行う場合には、図9に示すように、撮像画像下部と上部を雨滴検出用画像領域214とし、残りの撮像画像中央部を車両検出用画像領域213とし、これに対応して赤外光透過フィルタ212を設けるのが好適である。   In many cases, the headlamp of the oncoming vehicle, the tail lamp of the preceding vehicle, and the white line image are mainly present in the upper part of the captured image, and the image of the nearest road surface in front of the host vehicle is usually present in the lower part of the captured image. Therefore, the information necessary for identifying the head lamp of the oncoming vehicle, the tail lamp of the preceding vehicle, and the white line is concentrated on the upper portion of the captured image, and the information on the lower portion of the captured image is not so important in the identification. Therefore, when both oncoming vehicle, preceding vehicle, or white line detection and raindrop detection are performed simultaneously from a single captured image data, as shown in FIG. It is preferable to provide the region 214 and the remaining central portion of the captured image as the vehicle detection image region 213, and to provide the infrared light transmission filter 212 corresponding to the region 214.

撮像装置200の撮像方向を下方へ傾けていくと、撮像領域内の下部に自車両のボンネットが入り込んでくる場合がある。この場合、自車両のボンネットで反射した太陽光や先行車両のテールランプなどが外乱光となり、これが撮像画像データに含まれることで対向車両のヘッドランプ及び先行車両のテールランプ並びに白線の誤識別の原因となる。このような場合でも、本実施形態では、撮像画像下部に対応する箇所に図6に示したカットフィルタや図7に示したバンドパスフィルタが配置されているので、ボンネットで反射した太陽光や先行車両のテールランプなどの外乱光が除去される。よって、対向車両のヘッドランプ及び先行車両のテールランプ並びに白線の識別精度が向上する。   When the imaging direction of the imaging apparatus 200 is tilted downward, the hood of the host vehicle may enter the lower part of the imaging area. In this case, sunlight reflected by the bonnet of the host vehicle or the tail lamp of the preceding vehicle becomes disturbance light, which is included in the captured image data, which may cause misidentification of the head lamp of the oncoming vehicle, the tail lamp of the preceding vehicle, and the white line. Become. Even in such a case, in this embodiment, the cut filter shown in FIG. 6 and the bandpass filter shown in FIG. Disturbance light such as the tail lamp of the vehicle is removed. Therefore, the head lamp of the oncoming vehicle, the tail lamp of the preceding vehicle, and the white line identification accuracy are improved.

なお、本実施形態では、撮像レンズ204の特性により、撮像領域内の光景と画像センサ206上の像とでは天地が逆になる。よって、撮像画像下部を雨滴検出用画像領域214とする場合には、光学フィルタ205の前段フィルタ210の上部を図6に示したカットフィルタや図7に示したバンドパスフィルタで構成することになる。   In this embodiment, due to the characteristics of the imaging lens 204, the scene in the imaging area and the image on the image sensor 206 are upside down. Therefore, when the lower portion of the captured image is used as the raindrop detection image region 214, the upper portion of the upstream filter 210 of the optical filter 205 is configured by the cut filter shown in FIG. 6 or the bandpass filter shown in FIG. .

ここで、先行車両を検出する際には、撮像画像上のテールランプを識別することで先行車両の検出を行うが、テールランプは対向車両のヘッドランプと比較して光量が少なく、また街灯などの外乱光も多く存在するため、単なる輝度データのみからテールランプを高精度に検出するのは困難である。そのため、テールランプの識別には分光情報を利用し、赤色光の受光量に基づいてテールランプを識別することが必要となる。そこで、本実施形態では、後述するように、光学フィルタ205の後段フィルタ220に、テールランプの色に合わせた赤色フィルタあるいはシアンフィルタ(テールランプの色の波長帯のみを透過させるフィルタ)を配置し、赤色光の受光量を検知できるようにしている。   Here, when the preceding vehicle is detected, the preceding vehicle is detected by identifying the tail lamp on the captured image. However, the tail lamp has a smaller amount of light compared to the headlamp of the oncoming vehicle, and disturbance such as street lights. Since there is a lot of light, it is difficult to detect the tail lamp with high accuracy only from mere luminance data. Therefore, it is necessary to identify the tail lamp based on the amount of received red light using spectral information for identifying the tail lamp. Therefore, in this embodiment, as will be described later, a red filter or a cyan filter (a filter that transmits only the wavelength band of the tail lamp color) that matches the color of the tail lamp is disposed in the subsequent filter 220 of the optical filter 205, and the red color. The amount of light received can be detected.

ただし、本実施形態の画像センサ206を構成する各受光素子は、赤外波長帯の光に対しても感度を有するので、赤外波長帯を含んだ光を画像センサ206で受光すると、得られる撮像画像は全体的に赤みを帯びたものとなってしまう。その結果、テールランプに対応する赤色の画像部分を識別することが困難となる場合がある。そこで、本実施形態では、光学フィルタ205の前段フィルタ210において、車両検出用画像領域213に対応する箇所を赤外光カットフィルタ領域211としている。これにより、テールランプの識別に用いる撮像画像データ部分から赤外波長帯が除外されるので、テールランプの識別精度が向上する。   However, since each light receiving element constituting the image sensor 206 of the present embodiment has sensitivity to light in the infrared wavelength band, it is obtained when the image sensor 206 receives light including the infrared wavelength band. The captured image becomes reddish as a whole. As a result, it may be difficult to identify the red image portion corresponding to the tail lamp. Therefore, in the present embodiment, the portion corresponding to the vehicle detection image region 213 in the upstream filter 210 of the optical filter 205 is the infrared light cut filter region 211. Thereby, since the infrared wavelength band is excluded from the captured image data portion used for identifying the tail lamp, the identification accuracy of the tail lamp is improved.

図10は、本実施形態における撮像装置200の詳細を示す説明図である。この撮像装置200は、主に、撮像レンズ204と、光学フィルタ205と、2次元配置された画素アレイを有する画像センサ206を含んだセンサ基板207と、センサ基板207から出力されるアナログ電気信号(画像センサ206上の各受光素子が受光した受光量)をデジタル電気信号に変換した撮像画像データを生成して出力する信号処理部208とから構成されている。被写体(検出対象物)を含む撮像領域からの光は、撮像レンズ204を通り、光学フィルタ205を透過して、画像センサ206でその光強度に応じた電気信号に変換される。信号処理部208では、画像センサ206から出力される電気信号(アナログ信号)が入力されると、その電気信号から、撮像画像データとして、画像センサ206上における各画素の明るさ(輝度)を示すデジタル信号を、画像の水平・垂直同期信号とともに後段のユニットへ出力する。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing details of the imaging apparatus 200 in the present embodiment. The imaging apparatus 200 mainly includes an imaging lens 204, an optical filter 205, a sensor substrate 207 including an image sensor 206 having a two-dimensionally arranged pixel array, and an analog electrical signal ( The signal processing unit 208 generates and outputs captured image data obtained by converting the received light amount received by each light receiving element on the image sensor 206 into a digital electric signal. Light from the imaging region including the subject (detection target) passes through the imaging lens 204, passes through the optical filter 205, and is converted into an electrical signal corresponding to the light intensity by the image sensor 206. In the signal processing unit 208, when an electrical signal (analog signal) output from the image sensor 206 is input, the brightness (luminance) of each pixel on the image sensor 206 is shown as captured image data from the electrical signal. The digital signal is output to the subsequent unit together with the horizontal / vertical synchronizing signal of the image.

図11は、光学フィルタ205と画像センサ206とを光透過方向に対して直交する方向から見たときの模式拡大図である。画像センサ206は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などを用いた受光素子であり、画素ごとにフォトダイオード206Aを用いている。フォトダイオード206Aは、画素ごとに2次元的にアレイ配置されており、フォトダイオード206Aの集光効率を上げるために、各フォトダイオード206Aの入射側にはマイクロレンズ206Bが設けられている。この画像センサ206がワイヤボンディングなどの手法によりPWB(Printed Wiring Board)に接合されてセンサ基板207が形成されている。   FIG. 11 is a schematic enlarged view when the optical filter 205 and the image sensor 206 are viewed from a direction orthogonal to the light transmission direction. The image sensor 206 is a light receiving element using a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), or the like, and uses a photodiode 206A for each pixel. The photodiodes 206A are two-dimensionally arranged for each pixel, and a microlens 206B is provided on the incident side of each photodiode 206A in order to increase the light collection efficiency of the photodiode 206A. The image sensor 206 is bonded to a PWB (Printed Wiring Board) by a method such as wire bonding to form a sensor substrate 207.

光学フィルタ205と画像センサ206はUV接着剤で接合してもよいし、撮影に用いる有効画素範囲外をスペーサなどで支持した状態で有効画素外の四辺領域でUV接着や熱圧着してやればよい。光学フィルタ205と画像センサ206を密着接合することにより、雨滴検出用領域と車両検出用領域の境界が明確になり、雨滴有無の判別精度が上げられる。   The optical filter 205 and the image sensor 206 may be bonded with a UV adhesive, or UV bonding or thermocompression may be performed in the four-side region outside the effective pixel while the outside of the effective pixel range used for photographing is supported by a spacer or the like. By tightly joining the optical filter 205 and the image sensor 206, the boundary between the raindrop detection area and the vehicle detection area becomes clear, and the accuracy of determining the presence or absence of raindrops is increased.

また、図9に示す画像領域で、画面上部あるいは画面下部のいずれか一方にのみ雨滴検出領域を設けた場合、光学フィルタ205と画像センサ206を平行に接着することは困難であり、傾斜して接着してしまう。傾斜して接着されてしまうと、領域上部と領域下部とで光路長が変化してしまい車両周辺情報、例えば白線検知を行う場合には白線座標の読み誤りなど認識精度の劣化原因となる。このため、本実施の形態では、図9に示すように、雨滴検出用領域を撮像画像の上部と下部とし、これに対応して赤外光透過フィルタ212を設けているので、光学フィルタ205と画像センサ206を平行に接着することが容易となり、この結果、雨滴検出の精度を向上させることができる。   Further, in the image area shown in FIG. 9, when the raindrop detection area is provided only on either the upper part or the lower part of the screen, it is difficult to bond the optical filter 205 and the image sensor 206 in parallel, and the inclination is inclined. It will adhere. If they are bonded at an inclination, the optical path length changes between the upper part of the region and the lower part of the region, and this causes deterioration of recognition accuracy such as reading errors of white line coordinates when detecting vehicle peripheral information, for example, white line coordinates. For this reason, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the raindrop detection area is provided at the upper and lower parts of the captured image, and the infrared light transmission filter 212 is provided corresponding to this, so that the optical filter 205 and It becomes easy to bond the image sensors 206 in parallel, and as a result, the accuracy of raindrop detection can be improved.

次に、本実施の形態による、ワイパー107やウォッシャー(不図示)を制御するための異物検出が可能である。ここで、異物とは、雨滴であるが、この他、鳥の糞、隣接車両からの跳ねてきた路面上の水しぶきを含めることもできる。   Next, foreign object detection for controlling the wiper 107 and the washer (not shown) according to the present embodiment is possible. Here, the foreign matter is raindrops, but in addition to this, it is also possible to include bird droppings and splashes on the road surface from the adjacent vehicle.

図12は、異物検出を説明するための図である。光源202は、そのフロントガラスの外側面の正反射光が撮像レンズの光軸と略一致するように配置される。撮像装置200が受光する光線について、図中の光線A〜Eの標記を用いて説明する。   FIG. 12 is a diagram for explaining foreign object detection. The light source 202 is arranged so that the regular reflection light on the outer surface of the windshield substantially coincides with the optical axis of the imaging lens. The light rays received by the imaging apparatus 200 will be described with reference to the light rays A to E in the drawing.

光線A:光源202から出射してフロントガラスを通過した光線Aは、フロントガラス105の撮像装置200から見て外側に雨滴が付着していない場合はそのまま外部に漏れる。なお、光源202としてはアイセーフ帯の波長・光量の光源を選択されるとともに、図12に示すように上側に向けて光を出力することにより安全性がより図られている。   Light A: The light A emitted from the light source 202 and passing through the windshield leaks to the outside as it is when raindrops are not attached to the outside as viewed from the imaging device 200 of the windshield 105. As the light source 202, a light source having a wavelength / light quantity in the eye-safe band is selected, and safety is further improved by outputting light upward as shown in FIG.

光線B:光源202からの出射光のうち、その一部はフロントガラス105に入射するときにその表面で反射される。一般にその偏光成分は、S偏光成分であることが知られている。このような光は、本来の雨滴検出にとっては不要光となり誤検出の原因となるが、本実施の形態では、光学フィルタ205の偏光フィルタ層222によりS偏光成分をカットされるようになっているため不要光を除去することが可能である。   Light B: A part of the light emitted from the light source 202 is reflected on the surface of the light when entering the windshield 105. It is generally known that the polarization component is an S polarization component. Such light becomes unnecessary light for the original raindrop detection and causes erroneous detection. However, in this embodiment, the S-polarized component is cut by the polarizing filter layer 222 of the optical filter 205. Therefore, unnecessary light can be removed.

光線C:光源202からの出射光のうち、フロントガラス105の内側表面で反射されずにフロントガラス105内を透過した光線Cの成分はP偏光成分がS偏光成分に比べて多くなる。このフロントガラス105内に入射した光は、フロントガラス105の外側に雨滴が付着している場合には雨滴内部で多重反射して撮像装置200側に向けて再度フロントガラス内を透過して、撮像装置の光学フィルタ205に到達する。そして、分光フィルタ層224を透過し、続く偏光フィルタ層222ではP偏光成分が透過するようにワイヤグリッド構造の溝方向が形成されているため、ここをも通過し、このとき雨滴検出領域には光源202の波長に合わせた赤外光透過フィルタ212が形成されているが、光線Cはここを透過し、画像センサ206に到達し、雨滴がフロントガラス105面に付着していることを認識することができる。   Light C: Of the light emitted from the light source 202, the component of the light C transmitted through the windshield 105 without being reflected by the inner surface of the windshield 105 has a larger P-polarized component than the S-polarized component. When the raindrops are attached to the outside of the windshield 105, the light incident on the windshield 105 is multiple-reflected inside the raindrops and is transmitted through the windshield again toward the image pickup apparatus 200 to take an image. It reaches the optical filter 205 of the device. Then, since the groove direction of the wire grid structure is formed so as to transmit the spectral filter layer 224 and the P polarizing component in the subsequent polarizing filter layer 222, it also passes through this, and at this time, in the raindrop detection region An infrared light transmission filter 212 is formed in accordance with the wavelength of the light source 202, but the light ray C passes therethrough, reaches the image sensor 206, and recognizes that raindrops are attached to the surface of the windshield 105. be able to.

光線D:光源202ではなく、フロントガラス105の外側から入射し撮像装置200に到達する光のうち、雨滴検出領域に到達する光線Dは赤外光透過フィルタでその多くがカットされる。このように雨滴検出領域はフロントガラス105外側の外乱光もカットされる構成となっている。   Light D: Of the light that reaches the imaging device 200 from the outside of the windshield 105 instead of the light source 202, most of the light D that reaches the raindrop detection region is cut by the infrared light transmission filter. In this way, the raindrop detection area is configured to cut out disturbance light outside the windshield 105.

光線E:雨滴検出領域以外の領域、すなわち赤外光透過フォルタ212が存在しない領域を通過する光線Eは、可視域および赤外光のみ透過するとともに、P偏光成分のみとなり不要光がカットされた状態で画像センサ206に到達し、各種アプリケーション用の信号として検出される。   Ray E: The ray E that passes through the region other than the raindrop detection region, that is, the region where the infrared light transmission filter 212 does not exist, transmits only the visible region and infrared light, and only P-polarized components are cut off unnecessary light. It reaches the image sensor 206 in a state and is detected as a signal for various applications.

光源202は、雨滴と空気の境界面のいずれかの面での反射光が撮像されるように、フロントガラス105への入射角度が設定される。雨滴からの反射光が最も強くなるレイアウトは、図12に示すように、フロントガラス105面の法線に対して撮像装置200の光軸と略反対側の位置に設置された場合、および撮像装置200の光軸とほぼ同じ光軸となるように配置した場合であり、反射光が最も小さいのはフロントガラス105の法線と光源の光軸がほぼ一致した場合である。   The incident angle to the windshield 105 is set so that the light source 202 may image the reflected light on any one of the boundary surfaces between raindrops and air. As shown in FIG. 12, the layout in which the reflected light from the raindrop is the strongest is the case where it is installed at a position substantially opposite to the optical axis of the imaging device 200 with respect to the normal of the surface of the windshield 105, and the imaging device. In this case, the optical axis is almost the same as the optical axis 200, and the reflected light is the smallest when the normal of the windshield 105 and the optical axis of the light source substantially coincide.

なお、光源202は、赤外光透過フィルタ212の領域にのみ照射するように配置することができる。これにより、車両検出用領域からのノイズ成分を回避することができる。また、光源202を複数設けてもよい。この場合は、偏光フィルタ層222の各領域の偏光子パタンは、複数の光源202のうち偏光子パタンへの入射光量が最も大きい光源がフロントガラス105へ向かって出射する光の光軸と、撮像レンズの光軸との2つの光軸で形成される面に対して平行な偏光成分のみを透過するように設定される。   The light source 202 can be arranged so as to irradiate only the region of the infrared light transmission filter 212. Thereby, the noise component from the vehicle detection area can be avoided. A plurality of light sources 202 may be provided. In this case, the polarizer pattern of each region of the polarizing filter layer 222 includes the optical axis of light emitted from the light source having the largest incident light quantity to the polarizer pattern out of the plurality of light sources 202 toward the windshield 105, and imaging. It is set so as to transmit only the polarization component parallel to the surface formed by the two optical axes of the lens and the optical axis.

光源202の発光方法としては、連続発光(CW発光ともいう)の他、特定のタイミングでパルス発光してもよい。発光のタイミングと撮影のタイミングを同期することにより、外乱光による影響をより減少させることができる。また、複数の光源202を設置した場合には、複数の光源202を同時に発光させてもよいし、順次発光させてもよい。順次発光させた場合は、その発光のタイミングと撮影のタイミングを同期することにより、外乱光による影響をより減少させることができる。   As a light emission method of the light source 202, pulse light emission may be performed at a specific timing in addition to continuous light emission (also referred to as CW light emission). By synchronizing the timing of light emission and the timing of photographing, the influence of disturbance light can be further reduced. When a plurality of light sources 202 are installed, the plurality of light sources 202 may emit light simultaneously or sequentially. When light is emitted sequentially, the influence of disturbance light can be further reduced by synchronizing the light emission timing with the photographing timing.

ここで、発明者が撮影した実験結果を図13、図14に示す。画像領域の下部と上部は雨滴検出用領域となっている。図13は雨滴が付着している状態の実験結果を示す図である。図14は雨滴が付着していない状態の実験結果を示す図である。   Here, the experimental results taken by the inventor are shown in FIGS. The lower and upper portions of the image area are raindrop detection areas. FIG. 13 is a diagram showing experimental results in a state where raindrops are attached. FIG. 14 is a diagram showing experimental results in a state where no raindrops are attached.

画像中の「detection area」と記載されている部分が雨滴検出用領域であり、この領域に雨滴付着時は光源202からのLED光が入射し、図14に示すように、雨滴が付着していないときは、LED光は検出されない。雨滴が付着されている場合には、「Rain detected」と表示されるように雨滴を認識している。また付着していないときは「Rain not detected」ということで認識していない状態を示している。この認識処理は,LED受光量の閾値調整により容易に行うことができる。なお、閾値は一意に定める必要はなく、撮像装置200の車両検出用領域の露光調整情報などをもとに最適値を算出するように構成してもよい。   The portion described as “detection area” in the image is an area for detecting raindrops. When raindrops adhere to this area, LED light from the light source 202 enters, and as shown in FIG. If not, LED light is not detected. When the raindrop is attached, the raindrop is recognized so as to be displayed as “Rain detected”. Further, when it is not attached, it indicates a state of not being recognized by “Rain not detected”. This recognition process can be easily performed by adjusting the threshold value of the amount of received LED light. Note that the threshold value need not be uniquely determined, and the optimum value may be calculated based on the exposure adjustment information of the vehicle detection area of the imaging apparatus 200.

次に、本実施の形態による露光制御処理について説明する。図15は、実施の形態1の露光制御処理の手順を示すフローチャートである。まず、露光制御ユニット109は、赤外光透過フィルタ212が存在しない領域211である雨滴検出用フィルタ無領域(車両検出用画像領域213に相当)を撮像するための第1露光量を決定する(ステップS11)。   Next, the exposure control process according to this embodiment will be described. FIG. 15 is a flowchart showing a procedure of exposure control processing according to the first embodiment. First, the exposure control unit 109 determines a first exposure amount for imaging a raindrop detection filter non-region (corresponding to the vehicle detection image region 213), which is a region 211 where the infrared light transmission filter 212 is not present ( Step S11).

この第1露光量は、雨滴検出用フィルタ無領域(車両検出用画像領域213)の撮像に適した露光量である。   The first exposure amount is an exposure amount suitable for imaging the raindrop detection filter-free region (vehicle detection image region 213).

ここで、露光制御ユニット109は、第1露光量を、雨滴検出用フィルタ無領域の光量により決定する。言い換えれば、自動露光制御(AE:Auto Explosure)における測定範囲を雨滴検出用フィルタ無領域に設定することにより、第1露光量を決定する。露光量は具体的には露光時間で決定される。   Here, the exposure control unit 109 determines the first exposure amount based on the amount of light in the raindrop detection non-filter area. In other words, the first exposure amount is determined by setting the measurement range in the automatic exposure control (AE: Auto Explosure) to the raindrop detection filter-free region. Specifically, the exposure amount is determined by the exposure time.

すなわち、遠方の画像を撮影する場合は、雨滴検出用フィルタ無領域の部分を検出しながら自動露光調整を行う。赤外光透過フィルタ212の存在しない領域211は、周辺の光量変化が大きい。撮像装置200が撮影する車両周辺の照度は昼間の数万ルクスから夜間の1ルクス以下まで変化する。このため、その撮影シーンに応じて露光時間を調整する必要があり、これに対しては公知の自動露光制御を行う。なお、本実施の形態では、被写体は路面周辺にあるため、路面領域の画像をもとに露光制御を行うのが好ましい。   That is, when shooting a distant image, automatic exposure adjustment is performed while detecting a portion of the raindrop detection filter-free region. In the region 211 where the infrared light transmission filter 212 does not exist, the peripheral light amount change is large. The illuminance around the vehicle imaged by the imaging apparatus 200 varies from tens of thousands of lux during the day to 1 lux or less at night. For this reason, it is necessary to adjust the exposure time according to the shooting scene, and for this, known automatic exposure control is performed. In the present embodiment, since the subject is around the road surface, it is preferable to perform exposure control based on the image of the road surface area.

次に、露光制御ユニット109は、赤外光透過フィルタ212が存在する領域である雨滴検出用フィルタ有領域(雨滴検出用画像領域214に相当)を撮像するための第2露光量を決定する(ステップS12)。   Next, the exposure control unit 109 determines a second exposure amount for imaging a raindrop detection filter area (corresponding to the raindrop detection image area 214), which is an area where the infrared light transmission filter 212 exists ( Step S12).

この第2露光量は、雨滴検出用フィルタ有領域(雨滴検出用画像領域214)の撮像に適した露光量である。かかる雨滴検出用フィルタ有領域は、光源202の異物からの反射光のみを取り込むように設定されているため、周辺環境による光量の変化は小さい。このため、外光の状況によらない固定の露光時間で撮影することも可能である。   This second exposure amount is an exposure amount suitable for imaging the raindrop detection filter-equipped region (raindrop detection image region 214). Since the raindrop detection filter-equipped region is set so as to capture only the reflected light from the foreign matter of the light source 202, the change in the amount of light due to the surrounding environment is small. For this reason, it is also possible to shoot with a fixed exposure time that does not depend on the situation of external light.

図16は、光源202の発光強度と露光量との関係図である。図16に示すように、発光強度が大きくなるに従って、露光量は小さくなる(露光時間が短くなる)。本実施の形態では、露光制御ユニット109は、光源の発光強度に相当する駆動電流から図16の関係に従って、第2露光量を変化させて決定する。   FIG. 16 is a relationship diagram between the light emission intensity of the light source 202 and the exposure amount. As shown in FIG. 16, as the emission intensity increases, the exposure amount decreases (exposure time decreases). In the present embodiment, the exposure control unit 109 changes and determines the second exposure amount from the drive current corresponding to the light emission intensity of the light source according to the relationship of FIG.

上述のように、雨滴検出用フィルタ無領域に適した第1露光量で撮像を行うことは、結果、雨滴検出用フィルタ無領域の撮像を行うことになる。雨滴検出用フィルタ有領域に適した第2露光量で撮像を行うことは、結果、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像を行うことになる。従って、これ以降は、雨滴検出用フィルタ無領域に適した第1露光量での撮像を「雨滴検出用フィルタ無領域の撮像」といい、雨滴検出用フィルタ有領域に適した第2露光量での撮像を「雨滴検出用フィルタ有領域の撮像」という場合がある。   As described above, imaging with the first exposure amount suitable for the raindrop detection filter-free region results in imaging of the raindrop detection filter-free region. Imaging with the second exposure amount suitable for the raindrop detection filter-equipped region results in imaging of the raindrop detection filter-equipped region. Therefore, hereinafter, imaging with the first exposure amount suitable for the raindrop detection filter-free region is referred to as “raindrop detection filter-free region imaging”, and the second exposure amount suitable for the raindrop detection filter-equipped region. This imaging may be referred to as “imaging the raindrop detection filter area”.

次に、露光制御ユニット109は、第1露光量での連続撮像回数nを決定する(ステップS13)。また、露光制御ユニット109は、第2露光量での連続撮像回数mを決定する(ステップS14)。ここで、第2露光量での連続撮像回数mは、第1露光量での連続撮像回数nよ小さい回数とする。例えば、n=30、m=1等である。   Next, the exposure control unit 109 determines the number n of continuous imaging with the first exposure amount (step S13). Further, the exposure control unit 109 determines the number m of continuous imaging with the second exposure amount (step S14). Here, the number m of continuous imaging at the second exposure amount is set to a number smaller than the number n of continuous imaging at the first exposure amount. For example, n = 30, m = 1, and the like.

そして、撮像装置200は,第1露光量での撮像をn回連続して実行する(ステップS15)。そして、画像解析ユニット102は、撮像画像の解析を行って(ステップS16)、ヘッドランプ制御ユニット103,車両走行ユニット108等による各種制御を行う(ステップS17)。   Then, the imaging apparatus 200 continuously performs imaging with the first exposure amount n times (step S15). Then, the image analysis unit 102 analyzes the captured image (step S16) and performs various controls by the headlamp control unit 103, the vehicle travel unit 108, and the like (step S17).

次に、撮像装置200は、第2露光量での撮像をm回連続して実行する(ステップS18)。そして、画像解析ユニット102は、撮像画像の解析を行って(ステップS19)、ワイパー制御ユニット106等による各種制御を行う(ステップS20)。   Next, the imaging apparatus 200 continuously performs imaging with the second exposure amount m times (step S18). Then, the image analysis unit 102 analyzes the captured image (step S19) and performs various controls by the wiper control unit 106 and the like (step S20).

そして、所定の終了指示(ユーザによる終了指示など)があるまで、ステップS15からS20までの処理を繰り返し実行する(ステップS21:No)。   Then, the processing from step S15 to S20 is repeatedly executed until there is a predetermined termination instruction (such as a termination instruction by the user) (step S21: No).

例えば、n=30、m=1の場合には、撮像装置200は、第1露光量での雨滴検出用フィルタ無領域に適した撮像を連続して30回行い、その後、第2露光量での雨滴検出用フィルタ有領域に適した撮像を1回行い、その後、第1露光量での雨滴検出用フィルタ無領域に適した撮像を連続して30回行う等のように切り換える。   For example, when n = 30 and m = 1, the imaging apparatus 200 continuously performs imaging suitable for the raindrop detection filter-free region at the first exposure amount 30 times, and then at the second exposure amount. Switching is performed such that imaging suitable for the raindrop detection filter area is performed once, and then imaging suitable for the raindrop detection filter non-area at the first exposure amount is performed 30 times continuously.

雨滴検出用フィルタ無領域の画像は、画像解析ユニット102で、例えば、白線検出や車両検出等の認識処理に用いられる。これらの認識処理は、入力される画像フレーム間の情報も用いるため、決められた時間間隔、または規則で撮影したフレームが画像解析ユニット102に入力される必要がある。   The image of the raindrop detection filter-free region is used by the image analysis unit 102 for recognition processing such as white line detection and vehicle detection. Since these recognition processes also use information between input image frames, it is necessary to input frames taken at predetermined time intervals or rules to the image analysis unit 102.

また、ワイパーを駆動させるか否かのために行う雨滴検出は、例えば、車線逸脱や前方車間距離の検出などと比較しては、短時間で状況が変わることはなく、また安全性としても優先度は低い。   In addition, raindrop detection performed to determine whether or not to drive the wiper does not change the situation in a short time compared to, for example, detection of lane departure or front inter-vehicle distance, and also gives priority to safety. The degree is low.

このため、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像は、雨滴検出用フィルタ無領域の撮像画像に一定間隔で挿入するように、雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mは、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nより小さく決定している。   For this reason, the number m of continuous imaging of the raindrop detection filter area is determined so that the captured image of the raindrop detection filter area is inserted at regular intervals into the captured image of the raindrop detection filter area. It is determined to be smaller than the number n of continuous imaging of the area.

このように本実施の形態では、撮像装置200で、車両検出用の撮像画像と雨滴検出用の撮像画像とを兼用して撮像しているが、雨滴検出用フィルタ無領域の撮像画像の連続撮像と、雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像を切り換えて行って、画像解析を行っているので、消費電力を削減することができ、かつ安全性をより向上させることができる。   As described above, in the present embodiment, the imaging device 200 captures both the captured image for vehicle detection and the captured image for raindrop detection. However, continuous imaging of the captured image of the raindrop detection filter-free region is performed. Since the image analysis is performed by switching the continuous imaging of the raindrop detection filter area, the power consumption can be reduced and the safety can be further improved.

(実施の形態2)
実施の形態2の車載機器制御システムは、雨滴が検出された場合、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の挿入周期を短くする、すなわち、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数に対する雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数の割合を増加させるものである。具体的には、雨滴が検出された場合、撮像装置200は、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nを減少し、かつ雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mを変更しないか、あるいは、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nを変更せず、かつ雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mを増加させる。
(Embodiment 2)
The in-vehicle device control system of the second embodiment shortens the insertion cycle of the captured image of the raindrop detection filter-equipped region when raindrops are detected, that is, for raindrop detection with respect to the number of continuous imaging of the raindrop detection filter-free region The ratio of the number of times of continuous imaging in the filter area is increased. Specifically, when raindrops are detected, the imaging apparatus 200 decreases the number of consecutive imaging n of the raindrop detection filter-free area and does not change the number of consecutive imaging m of the raindrop detection filter-equipped area, or The number of continuous imaging n of the raindrop detection filter-free region is not changed, and the number of continuous imaging m of the raindrop detection filter-equipped region is increased.

本実施の形態の車載機器制御システムの概略構成、撮像ユニット101、撮像装置200の概略構成はいずれも実施の形態1と同様である。   The schematic configuration of the in-vehicle device control system of the present embodiment and the schematic configuration of the imaging unit 101 and the imaging device 200 are all the same as those of the first embodiment.

雨が急に大量に降ってくるということはまれなため、雨滴を検出していない状態では、雨滴検出用フィルタ有領域を撮影するためのフレームの頻度は少なくしておいてよい。しかし、一旦、雨滴が検出された場合には、雨量の変化を細かく見る方が望ましいので、その場合には、撮像装置200は、雨滴検出用フィルタ有領域を撮影するためのフレームの頻度を増加している。   Since it is rare that a large amount of rain falls suddenly, the frequency of frames for photographing the raindrop detection filter area may be reduced when no raindrop is detected. However, once a raindrop is detected, it is desirable to look closely at the change in rainfall. In this case, the imaging apparatus 200 increases the frequency of frames for photographing the raindrop detection filter area. doing.

例えば、雨滴検出用フィルタ無領域の撮像x120回→雨滴検出用フィルタ有領域の撮像x1回→雨滴検出用フィルタ無領域の撮像x120回→雨滴検出用フィルタ有領域の撮像x1回→雨滴検出用フィルタ無領域の撮像x120回→・・・のような切り換えが通常時の場合を考える。この場合に、一回雨滴が検出された場合には以下のように、細かく見るように頻度を変更する。   For example, imaging with no raindrop detection filter x120 times → imaging with raindrop detection filter x1 times → imaging with raindrop detection filter x120 times → imaging x1 with raindrop detection filter region → raindrop detection filter Let us consider a case where switching such as non-region imaging x 120 times →. In this case, when a raindrop is detected once, the frequency is changed so as to look closely as follows.

雨滴検出用フィルタ無領域の撮像x30回→雨滴検出用フィルタ有領域の撮像x1回→雨滴検出用フィルタ無領域の撮像x30回→雨滴検出用フィルタ有領域の撮像x1→雨滴検出用フィルタ無領域の撮像x30回→・・・。   Raindrop detection filter no region imaging x30 times → Raindrop detection filter no region imaging x1 times → Raindrop detection filter no region imaging x30 times → Raindrop detection filter no region imaging x1 → Raindrop detection filter no region no region Imaging x 30 times →.

また、本実施の形態では、雨滴が検出された場合、ワイパー制御ユニット106は、ワイパーを雨滴量に応じた速度で駆動する。そして、撮像装置200は、ワイパー制御ユニット106によるワイパーの駆動周期に同期して、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像、すなわち第2露光量での撮像を行う。   In the present embodiment, when a raindrop is detected, the wiper control unit 106 drives the wiper at a speed corresponding to the amount of raindrop. Then, the imaging apparatus 200 performs imaging of the raindrop detection filter area, that is, imaging with the second exposure amount, in synchronization with the wiper driving cycle of the wiper control unit 106.

すなわち、ワイパーが駆動した後に、雨滴が拭かれるため、雨滴が検出できなくなる。このため、雨滴検出用フィルタ有領域は、ワイパーが拭き終わったタイミングで撮像する。これにより、不必要な雨滴検出用の撮像画像を増加させる必要がなくなり、車両や白線検出用の撮像画像のフレーム数を増加させることができる。なお、一定時間、雨滴が検出されない状態が継続した場合には、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像頻度を、通常時の頻度に戻すことが好ましい。   That is, since the raindrops are wiped after the wiper is driven, the raindrops cannot be detected. For this reason, the raindrop detection filter area is imaged at the timing when the wiper finishes wiping. Thereby, it is not necessary to increase the number of unnecessary raindrop detection imaged images, and the number of frames of the vehicle or white line detection imaged image can be increased. In addition, when the state where raindrops are not detected continues for a certain period of time, it is preferable to return the imaging frequency of the raindrop detection filter area to the normal frequency.

図17は、実施の形態2の制御処理の手順を示すフローチャートである。画像解析ユニット102は、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像から雨滴の検出を行う(ステップS31)。そして、雨滴が検出された場合(ステップS32:Yes)、撮像装置200は、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nに対する雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mの割合を増加する(ステップS33)。   FIG. 17 is a flowchart illustrating a control processing procedure according to the second embodiment. The image analysis unit 102 detects raindrops from the captured image of the raindrop detection filter-equipped region (step S31). If raindrops are detected (step S32: Yes), the imaging apparatus 200 increases the ratio of the number m of continuous imaging of the raindrop detection filter-equipped area to the number of continuous imaging n of the raindrop detection filter-free area (step S32). S33).

次に、ワイパー制御ユニット106は、雨滴量に応じてワイパーの駆動速度を決定し(ステップS34)、これに基づきワイパーが駆動される。   Next, the wiper control unit 106 determines the driving speed of the wiper according to the raindrop amount (step S34), and the wiper is driven based on this.

次に、撮像装置200は、雨滴検出用フィルタ有領域に適した第2露光量での撮像のタイミングを、上述したワイパー駆動に同期したタイミングに決定する(ステップS35)。これにより、雨滴検出用フィルタ有領域は、ワイパーが拭き終わったタイミングで撮像される。   Next, the imaging apparatus 200 determines the timing of imaging at the second exposure amount suitable for the raindrop detection filter-equipped region as the timing synchronized with the wiper driving described above (step S35). Thus, the raindrop detection filter area is imaged at the timing when the wiper finishes wiping.

このように本実施の形態では、雨滴が検出された場合、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nに対する雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mの割合を増加させることで、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の挿入周期を短くしているので、雨量の変化を高精度で把握することができる。   As described above, in this embodiment, when raindrops are detected, the ratio of the number m of continuous imaging of the raindrop detection filter area to the number n of continuous imaging counts of the raindrop detection filter-free area is increased. Since the insertion period of the captured image in the filter area is shortened, it is possible to grasp the change in rainfall with high accuracy.

また、本実施の形態では、雨滴検出用フィルタ有領域を、ワイパーが拭き終わったタイミングで撮像しているので、不必要な雨滴検出用の撮像画像を増加させる必要がなくなり、車両や白線検出用の撮像画像のフレーム数を増加させることができる。   In the present embodiment, since the raindrop detection filter area is imaged at the timing when the wiper finishes wiping, there is no need to increase the number of unnecessary raindrop detection images. The number of frames of the captured image can be increased.

(実施の形態3)
自動露光を行っている雨滴検出用フィルタ無領域において、第1露光量(露光時間)を取得することで、車両周囲の光量を測定することができる。第1露光量が少ない(露光時間が短い)場合には、周囲は明るい状況ということで、天候が晴れていることが推測できる。晴天の場合には、雨が降ってくる可能性は低いため、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像頻度を下げることが望ましい。
(Embodiment 3)
The light quantity around the vehicle can be measured by acquiring the first exposure amount (exposure time) in the raindrop detection filter-free region in which automatic exposure is performed. When the first exposure amount is small (exposure time is short), it can be estimated that the weather is clear because the surroundings are bright. Since it is unlikely that it will rain in fine weather, it is desirable to reduce the imaging frequency of the raindrop detection filter area.

このため、本実施の形態では、雨滴検出用フィルタ無領域の第1露光量から晴天であると判断した場合に、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nに対する雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mの割合を減少させることで、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の挿入周期を長くする。   For this reason, in this embodiment, when it is determined that the sky is clear from the first exposure amount of the raindrop detection filter-free area, the raindrop detection filter-equipped area continues for the number n of continuous imaging of the raindrop detection filter-free area. By reducing the ratio of the number of times of imaging m, the insertion period of the captured image of the raindrop detection filter-equipped region is lengthened.

本実施の形態の車載機器制御システムの概略構成、撮像ユニット101、撮像装置200の概略構成はいずれも実施の形態1と同様である。   The schematic configuration of the in-vehicle device control system of the present embodiment and the schematic configuration of the imaging unit 101 and the imaging device 200 are all the same as those of the first embodiment.

本実施の形態では、具体的には、撮像装置200は、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nを増加し、かつ雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mを変更しないか、あるいは、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nを変更せず、かつ雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mを減少させる。   Specifically, in the present embodiment, the imaging apparatus 200 increases the number of continuous imaging n of the raindrop detection filter-free area and does not change the number of continuous imaging m of the raindrop detection filter-equipped area, or The number of continuous imaging n of the raindrop detection filter-free region is not changed, and the number of continuous imaging m of the raindrop detection filter-equipped region is decreased.

また、本実施の形態では、撮像ユニット101内の光源制御部(不図示)が第1露光量に応じて光源202の発光強度を変更している。基本的に本実施の形態では、光量を変化させる必要はないが、あまりに強い外光の場合には、以下のように発光強度を変更する。   In the present embodiment, a light source control unit (not shown) in the imaging unit 101 changes the light emission intensity of the light source 202 according to the first exposure amount. Basically, in this embodiment, it is not necessary to change the light amount, but in the case of excessively strong external light, the light emission intensity is changed as follows.

光量が変化した場合(例えば、光量として、0.5lux〜10万lux程度まで)には、雨滴検出用フィルタ有領域については、外光の影響を受け、異物が付着していない部分の背景が変化してしまい、最悪の場合、全領域飽和してしまい、異物の検出ができなくなることが考えられる。   When the amount of light changes (for example, the amount of light is about 0.5 lux to 100,000 lux), the raindrop detection filter area is affected by outside light and the background of the portion where no foreign matter is attached It may change, and in the worst case, the entire region is saturated and foreign matter cannot be detected.

この場合には、撮像ユニット101の光源制御部は、雨滴検出用フィルタ有領域の赤外光透過フィルタ212を透過してきた外光よりも、強い光で光源202より投射する必要があり、雨滴検出用フィルタ無領域の部分の露光量より、どのくらいの光量が雨滴検出用フィルタ有領域にバックグラウンドして入ってくるかを算出し、その量に応じて光源のパワーを変更すると良い。   In this case, the light source control unit of the imaging unit 101 needs to project from the light source 202 with light stronger than the external light that has passed through the infrared light transmission filter 212 in the raindrop detection filter-equipped region. It is preferable to calculate how much light enters the raindrop detection filter area from the exposure amount of the area without the filter area and change the power of the light source according to the amount.

また、この場合には、変更した光源の発光強度に合わせて、雨滴検出用フィルタ無領域の第1露光量を変更するよう構成してもよい。   In this case, the first exposure amount in the raindrop detection filter-free region may be changed in accordance with the light emission intensity of the changed light source.

逆に、夜間には、外光がほとんど入ってこないため、光源202の発光強度は小さくても良い。この場合にも、撮像ユニット101の光源制御部は、雨滴検出用フィルタ無領域の部分の第1露光量より、どのくらいの光量が雨滴検出用フィルタ有領域にバックグラウンドして入ってくるかを算出し、その量に応じて光源202の発光強度を変更することにより、発光強度を小さくすることができ、低消費電力化を実現することができる。   On the contrary, since the outside light hardly enters at night, the light emission intensity of the light source 202 may be small. Also in this case, the light source control unit of the imaging unit 101 calculates how much light enters the raindrop detection filter area from the first exposure amount in the raindrop detection filter non-area portion. However, by changing the light emission intensity of the light source 202 according to the amount, the light emission intensity can be reduced, and low power consumption can be realized.

図18は、実施の形態3の制御処理の手順を示すフローチャートである。まず、撮像ユニット101は、第1露光量から光量を上述のように測定する(ステップS41)。そして、撮像ユニット101は、晴天か否かを判断し(ステップS42)、晴天である場合には(ステップS42:Yes)、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nに対する雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mの割合を減少させる(ステップS43)。   FIG. 18 is a flowchart illustrating a control processing procedure according to the third embodiment. First, the imaging unit 101 measures the amount of light from the first exposure amount as described above (step S41). Then, the imaging unit 101 determines whether or not the weather is sunny (step S42). If the weather is sunny (step S42: Yes), the raindrop detection filter area with respect to the continuous imaging count n of the raindrop detection filter non-area The ratio of the continuous imaging frequency m is reduced (step S43).

次に、撮像ユニット101の光源制御部は、光量に応じて光源202の発光強度を上述のとおりに変更する(ステップS44)。   Next, the light source control unit of the imaging unit 101 changes the light emission intensity of the light source 202 as described above according to the amount of light (step S44).

このように本実施の形態では、晴天である場合には、雨滴検出用フィルタ無領域の連続撮像回数nに対する雨滴検出用フィルタ有領域の連続撮像回数mの割合を減少させることで、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の挿入周期を長くしているので、晴天の場合に雨滴検出用フィルタ有領域の撮像頻度を下げ、消費電力の削減を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, in the case of fine weather, by reducing the ratio of the number m of continuous imaging in the raindrop detection filter area to the number n of continuous imaging in the raindrop detection filter-free area, Since the insertion period of the captured image in the filter-equipped area is lengthened, it is possible to reduce the imaging frequency of the raindrop detection filter-equipped area in fine weather and to reduce power consumption.

また、本実施の形態では、第1露光量に応じて光源202の発光強度を変更しているので、消費電力のさらなる削減を図ることができる。   In this embodiment, since the light emission intensity of the light source 202 is changed according to the first exposure amount, the power consumption can be further reduced.

(実施の形態4)
本実施の形態では、上述の実施の形態に加えて、画像解析ユニット102において雨滴を検出した場合に、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の画素値の分散に関する値を指標として、雨量の測定を行う。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, in addition to the above-described embodiments, when raindrops are detected by the image analysis unit 102, the measurement of the rainfall is performed using the value relating to the dispersion of the pixel values of the captured image of the raindrop detection filter area as an index. I do.

本実施の形態の車載機器制御システムの概略構成、撮像ユニット101、撮像装置200の概略構成はいずれも実施の形態1と同様である。   The schematic configuration of the in-vehicle device control system of the present embodiment and the schematic configuration of the imaging unit 101 and the imaging device 200 are all the same as those of the first embodiment.

雨滴検出用フィルタ有領域の画像は、雨滴など異物があった場合には反射光が発生することにより、図19に示す撮像画像が得られる。図19の例では、SWSカメラ撮影画像の輝度の標準偏差値を計算すると、それぞれ、左の画像から、20,27,39となり、雨量と相関することがわかる。   In the image of the raindrop detection filter-equipped region, when there is a foreign object such as a raindrop, reflected light is generated to obtain a captured image shown in FIG. In the example of FIG. 19, when the standard deviation value of the brightness of the SWS camera photographed image is calculated, it becomes 20, 27, 39 from the left image, respectively, and it can be seen that it correlates with the rainfall.

このため、本実施の形態では、画像解析ユニット102の雨量算出部(不図示)は、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像から、輝度の標準偏差値等の分散に関する値を算出して、この分散に関する値に基づき、雨量の測定を行っている。なお、分散に関する値には、分散そのものも含まれる。   For this reason, in the present embodiment, a rain amount calculation unit (not shown) of the image analysis unit 102 calculates a value related to dispersion such as a standard deviation value of luminance from the captured image of the raindrop detection filter-equipped region. Rainfall is measured based on dispersion values. Note that the value relating to the variance includes the variance itself.

なお、単純に反射光量を雨量の指標としても良いが、その場合には光源202の発光強度の変動の影響を大きく受けてしまうことになる。このため、反射光の分散に関する値より雨量の指標を得ると良い。例えば、雨粒がある場合には、雨滴検出用フィルタ有領域の画像に濃淡が現れるため、分散値は大きくなる。また、雨量が大きくなるほど多数の雨粒や、大きな雨粒がつくため、分散値が大きくなる。   Note that the amount of reflected light may be simply used as an indicator of rainfall, but in that case, it is greatly affected by fluctuations in the light emission intensity of the light source 202. For this reason, it is better to obtain an index of rainfall from a value related to dispersion of reflected light. For example, in the case where there are raindrops, since the density appears in the image of the raindrop detection filter area, the variance value becomes large. In addition, the greater the amount of rain, the greater the number of raindrops and the larger the raindrops.

このように本実施の形態では、画像解析ユニット102の雨量算出部が、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の画素値の分散に関する値を指標として、雨量の測定を行っているので、雨量測定の高精度化を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, the rainfall calculation unit of the image analysis unit 102 measures the rain using the value relating to the dispersion of the pixel values of the captured image of the raindrop detection filter-equipped region as an index. High accuracy can be achieved.

また、本実施の形態では、画像解析ユニット102の雨量算出部が、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の画素値のうち、所定の閾値以下の輝度値を除いて分散に関する値を算出するように画像解析ユニット102を構成してもよい。   Further, in the present embodiment, the rain amount calculation unit of the image analysis unit 102 calculates a value related to dispersion by excluding a luminance value equal to or less than a predetermined threshold among pixel values of a captured image of the raindrop detection filter-equipped region. Alternatively, the image analysis unit 102 may be configured.

雨滴検出用フィルタ有領域においても、赤外光透過フィルタ212で遮断しきれなかったわずかな外光は、バックグラウンドとして雨滴検出用フィルタ有領域の画像に現れてくることになる。その影響をなくすため、分散を算出する前に、雨滴検出用フィルタ有領域の画像の所定の閾値以下の輝度値を分散の関する値の算出から除外することが好ましい。   Even in the region with the raindrop detection filter, a slight amount of outside light that cannot be blocked by the infrared light transmission filter 212 appears in the image of the region with the raindrop detection filter as a background. In order to eliminate the influence, before calculating the variance, it is preferable to exclude a luminance value equal to or lower than a predetermined threshold value of the image of the raindrop detection filter area from the calculation of the value related to the variance.

例えば、標準偏差値を計算する前に、128の値を各ピクセル毎に減じた(減じた結果が0以下になる場合は0とした)後に標準偏差値を計算すると、図19のそれぞれ左の画像から標準偏差は6,16,29となり、より雨量との相関が大きいことがわかる。   For example, before calculating the standard deviation value, if the standard deviation value is calculated after subtracting 128 values for each pixel (or 0 if the reduction result is 0 or less), The standard deviation is 6, 16, 29 from the image, and it can be seen that the correlation with the rainfall is greater.

従って、これにより、雨量測定のさらなる高精度化を図ることができるという利点がある。   Therefore, this has an advantage that it is possible to further improve the accuracy of rainfall measurement.

(実施の形態5)
本実施の形態では、雨滴検出用フィルタ有領域を光源202からの照射光の照射、非照射を制御しながら撮像し、得られた撮像画像から雨量を検出する。
(Embodiment 5)
In the present embodiment, the raindrop detection filter area is imaged while controlling irradiation and non-irradiation of irradiation light from the light source 202, and the amount of rain is detected from the obtained captured image.

本実施の形態の車載機器制御システムの概略構成、撮像ユニット101、撮像装置200の概略構成はいずれも実施の形態1と同様である。   The schematic configuration of the in-vehicle device control system of the present embodiment and the schematic configuration of the imaging unit 101 and the imaging device 200 are all the same as those of the first embodiment.

雨滴検出用フィルタ有領域(第2領域)においても、外光には光源202と同一波長の光が含まれるためたとえ光源202を消灯した場合(すなわち、光を照射しない場合)にも雨滴検出用フィルタより漏れだした外光が画像センサ206に混入してしまう。この雨滴検出用フィルタ有領域への外光混入により、外光の強度によって得られる輝度値が雨量によらず変化してしまうため、雨滴検出の精度が劣化する。   Even in the raindrop detection filter-equipped region (second region), since external light includes light having the same wavelength as that of the light source 202, even when the light source 202 is turned off (that is, when light is not irradiated), External light leaking from the filter enters the image sensor 206. By mixing external light into the raindrop detection filter area, the brightness value obtained by the intensity of external light changes regardless of the amount of rain, and the accuracy of raindrop detection deteriorates.

このため、本実施の形態では、撮像装置200による雨滴検出用フィルタ有領域の撮像において、光源202を点灯した状態(すなわち、光を照射した状態)と光源202を消灯した状態(すなわち、光を照射しない状態)の撮像画像を2枚連続で撮影し、画像解析ユニット102により、漏れた外光をキャンセルする処理を行う。   For this reason, in the present embodiment, in the imaging of the raindrop detection filter area by the imaging device 200, the light source 202 is turned on (that is, the light is irradiated) and the light source 202 is turned off (that is, the light is turned off). Two captured images in a non-irradiated state are taken in succession, and the image analysis unit 102 performs processing to cancel the leaked outside light.

本実施の形態では、撮像ユニット101内に光源制御部(不図示)が設けられており、この光源制御部が光源202からの光の照射を制御して、光源202を消灯したり点灯したりする。   In the present embodiment, a light source control unit (not shown) is provided in the imaging unit 101, and the light source control unit controls light irradiation from the light source 202 to turn off or turn on the light source 202. To do.

撮像装置200は、雨滴検出用フィルタ有領域(第2領域)の撮像において、光源202から光を照射しない消灯状態での第1撮像と、光源202から光を照射した点灯状態での第2撮像とを切り替えて行う。   In imaging of the raindrop detection filter-equipped region (second region), the imaging apparatus 200 performs first imaging in a light-off state where light is not emitted from the light source 202, and second imaging in a lighting state where light is emitted from the light source 202. Switch between and.

車両が走行し、漏れこんでいる外光が逐次変化することを考慮すると、その2つの撮像画像間の時間は短いほど良いので、光源202を点灯した状態と光源202を消灯した状態の撮像画像は連続したフレームとすることが好ましい。このため、より具体的には、撮像装置200は、第1撮像と、第2撮像とを連続して交互に行っている。   Considering that the vehicle travels and the leaked outside light changes sequentially, the shorter the time between the two captured images, the better. Therefore, the captured image with the light source 202 turned on and the light source 202 turned off. Is preferably a continuous frame. Therefore, more specifically, the imaging apparatus 200 performs the first imaging and the second imaging alternately in succession.

また、第1撮像画像と第2撮像画像は同一の露光量で撮像された場合に、画像解析ユニット102により最も外光のキャンセル処理の精度を向上させることができるため、撮像装置200は、第1撮像と第2撮像とを、同一露光量である第2露光量で行っている。   In addition, when the first captured image and the second captured image are captured with the same exposure amount, the image analysis unit 102 can improve the accuracy of the external light cancellation process most. The first imaging and the second imaging are performed with the second exposure amount that is the same exposure amount.

また、画像解析ユニット102には、フロントガラス105に付着した雨滴の雨量を検出する雨滴検出部(不図示)が設けられている。雨滴検出部は、点灯状態での第2撮像により得られる第2撮像画像の画素値から、第1撮像により得られる第1撮像画像の画素値を減算することにより、外光のキャンセル処理を行う。   Further, the image analysis unit 102 is provided with a raindrop detection unit (not shown) that detects the amount of raindrops attached to the windshield 105. The raindrop detection unit performs external light cancellation processing by subtracting the pixel value of the first captured image obtained by the first imaging from the pixel value of the second captured image obtained by the second imaging in the lighting state. .

より具体的には、雨滴検出部は、点灯状態での第2撮像による第2撮像画像の画素の画素値の総和から、消灯状態での第1撮像による第1撮像画像の画素の画素値の総和を減算して外光のキャンセル処理を行い、この減算した総和値を雨量の指標として用いて雨量を検出する。   More specifically, the raindrop detection unit calculates the pixel value of the pixel of the first captured image by the first imaging in the unlit state from the sum of the pixel values of the second captured image by the second imaging in the lit state. The total light is subtracted to cancel the external light, and the subtracted total value is used as a rainfall index to detect the rainfall.

本実施の形態では、実施の形態1で図4、5を用いて説明したように、フロントガラス105の外壁面上に撮像レンズ204の焦点が合っていないため、フロントガラス105の外壁面に付着した一粒の雨滴は面積によらず、得られる撮像画像はほぼ一定の大きさの円となる。しかしながら、雨滴の面積と得られる撮像画像の輝度値は相関があるため、その輝度値より一粒の雨滴の大きさを推定することが可能である。   In the present embodiment, as described in Embodiment 1 with reference to FIGS. 4 and 5, the imaging lens 204 is not focused on the outer wall surface of the windshield 105, so that it adheres to the outer wall surface of the windshield 105. The obtained captured image is a circle having a substantially constant size regardless of the area. However, since there is a correlation between the area of the raindrop and the luminance value of the obtained captured image, the size of one raindrop can be estimated from the luminance value.

また、フロントガラス105に多数の雨粒が付着している場合には、撮像画像上でその大きさに応じた輝度値を有する多数の円が得られる。このため、本実施の形態では、雨滴が付着した面の面積に相関を持つ値として、雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の範囲の輝度値の和、すなわち雨滴検出用フィルタ有領域の撮像画像の画素値の総和を雨量の指標としている。   When a large number of raindrops are attached to the windshield 105, a large number of circles having luminance values corresponding to the size of the captured image are obtained. Therefore, in the present embodiment, as a value having a correlation with the area of the surface on which raindrops are attached, the sum of the luminance values of the range of the captured image of the raindrop detection filter-equipped region, that is, the captured image of the raindrop detection filter-equipped region The sum of the pixel values is used as an indicator of rainfall.

この場合、雨滴検出部は、第2撮像画像の輝度値から第1撮像画像の輝度値を画素ごとに減算することにより外光のキャンセル処理を行うことも可能である。この場合には、画素ごとに減算するために、消灯状態の撮像画像の画素値をすべて記憶しておく必要があり、雨滴検出用フィルタ有領域の画素数だけメモリの記憶容量が必要になり、装置も高価となる。   In this case, the raindrop detection unit can also perform external light cancellation processing by subtracting the luminance value of the first captured image for each pixel from the luminance value of the second captured image. In this case, in order to subtract for each pixel, it is necessary to store all the pixel values of the captured image in the off state, and the memory capacity of the memory is required by the number of pixels in the raindrop detection filter area, The device is also expensive.

これに対して、消灯状態での第1撮像画像の画素値(輝度値)の総和をメモリ等に記憶しておき、雨滴検出部が、光源202の点灯状態での第2撮像画像の画素値(輝度値)の総和から、光源202の消灯状態での第1撮像画像の画素値(輝度値)の総和を減算することにより、それぞれの撮像画像の画素値の総和の演算ですむため、画素毎に減算を行う場合と比較して、フレームバッファが必要なくなり、メモリの記憶容量を削減することができる。   In contrast, the sum of the pixel values (luminance values) of the first captured image in the unlit state is stored in a memory or the like, and the raindrop detection unit detects the pixel values of the second captured image when the light source 202 is lit. Since the sum of the pixel values (luminance values) of the first captured image when the light source 202 is turned off is subtracted from the sum of the (luminance values), the sum of the pixel values of the respective captured images can be calculated. Compared with the case where subtraction is performed every time, a frame buffer is not necessary, and the storage capacity of the memory can be reduced.

次に、本実施の形態による露光制御処理について説明する。図20は、実施の形態5の露光制御処理の手順を示すフローチャートである。まず、第1露光量の決定から第2露光量での連続撮像回数mの決定までの処理(ステップS51〜S54)については、実施の形態1の露光制御処理におけるステップS11からS14までの処理と同様に行われる。   Next, the exposure control process according to this embodiment will be described. FIG. 20 is a flowchart showing the procedure of exposure control processing according to the fifth embodiment. First, the processing from the determination of the first exposure amount to the determination of the number m of continuous imaging with the second exposure amount (steps S51 to S54) is the same as the processing from steps S11 to S14 in the exposure control processing of the first embodiment. The same is done.

そして、実施の形態1と同様に、撮像装置200は、雨滴検出用フィルタ無領域の第1露光量での撮像をn回連続して実行する(ステップS55)。そして、画像解析ユニット102は、撮像画像の解析を行って(ステップS56)、ヘッドランプ制御ユニット103,車両走行制御ユニット108等による各種制御を行う(ステップS57)。   Then, as in the first embodiment, the imaging apparatus 200 continuously performs imaging with the first exposure amount in the raindrop detection filter-free region n times (step S55). Then, the image analysis unit 102 analyzes the captured image (step S56), and performs various controls by the headlamp control unit 103, the vehicle travel control unit 108, and the like (step S57).

次に、撮像装置200は、光源202を消灯した状態で第2露光量で雨滴検出用フィルタ有領域の撮像を1回実行する(ステップS58)。さらに、撮像装置200は、光源202を点灯した状態で第2露光量で雨滴検出用フィルタ有領域の撮像を1回実行する(ステップS59)。   Next, the imaging device 200 executes the imaging of the raindrop detection filter-equipped region once with the second exposure amount with the light source 202 turned off (step S58). Furthermore, the imaging apparatus 200 performs imaging of the raindrop detection filter-equipped region once with the second exposure amount with the light source 202 turned on (step S59).

次に、画像解析ユニット102の雨滴検出部は、上述した手法により、外光のキャンセル処理を行った上で、雨滴検出を行う(ステップS60)。このようなステップS58からS60までの処理は、m/2回繰り返し実行される。そして、ワイパー制御ユニット106等による各種制御を行う(ステップS61)。   Next, the raindrop detection unit of the image analysis unit 102 performs raindrop detection after performing external light cancellation processing by the method described above (step S60). Such processes from step S58 to S60 are repeatedly executed m / 2 times. Then, various controls by the wiper control unit 106 and the like are performed (step S61).

そして、所定の終了指示(ユーザによる終了指示など)があるまで、ステップS55からS61までの処理を繰り返し実行する(ステップS62:No)。   Then, the processes from step S55 to S61 are repeatedly executed until there is a predetermined end instruction (such as an end instruction by the user) (step S62: No).

例えば、n=30、m=2の場合には、撮像装置200は、第1露光量での雨滴検出用フィルタ無領域に適した撮像を連続して30回行う。その後、撮像装置200は、光源202を消灯した状態で第2露光量で雨滴検出用フィルタ有領域の撮像を1回行い、これに連続して、撮像装置200は、光源202を点灯した状態で第2露光量で雨滴検出用フィルタ有領域の撮像を1回行う。その後、撮像装置200は、第1露光量での雨滴検出用フィルタ無領域に適した撮像を連続して30回行う。そして、撮像装置200は、光源202を消灯した状態で第2露光量で雨滴検出用フィルタ有領域の撮像を1回行い、これに連続して、撮像装置200は、光源202を点灯した状態で第2露光量で雨滴検出用フィルタ有領域の撮像を1回行う等のように切り換える。なお、雨滴検出用フィルタ無領域の撮像頻度を、増加してもよい。   For example, in the case of n = 30 and m = 2, the imaging apparatus 200 continuously performs imaging suitable for the raindrop detection filter-free region with the first exposure amount 30 times. Thereafter, the imaging apparatus 200 performs imaging of the raindrop detection filter-equipped region once with the second exposure amount with the light source 202 turned off. Subsequently, the imaging apparatus 200 continuously turns on the light source 202. The raindrop detection filter area is imaged once with the second exposure amount. After that, the imaging apparatus 200 continuously performs imaging 30 times suitable for the raindrop detection filter-free region with the first exposure amount. Then, the imaging apparatus 200 captures the raindrop detection filter-equipped region once with the second exposure amount with the light source 202 turned off. Subsequently, the imaging apparatus 200 continuously turns on the light source 202. Switching is performed such that the raindrop detection filter area is imaged once with the second exposure amount. Note that the imaging frequency of the raindrop detection filter-free region may be increased.

このように本実施の形態では、光源202を消灯した状態で第2露光量で雨滴検出用フィルタ有領域の撮像を1回行い、これに連続して、撮像装置200は、光源202を点灯した状態で第2露光量で雨滴検出用フィルタ有領域の撮像を1回行って、外光のキャンセル処理を行って雨滴検出を実行しているので、外光の影響を削減して雨滴検出を高精度に実現することができる。   As described above, in the present embodiment, imaging of the raindrop detection filter-equipped region is performed once with the second exposure amount with the light source 202 turned off. Subsequently, the imaging apparatus 200 turns on the light source 202. In this state, the raindrop detection filter area is imaged once with the second exposure amount, and the raindrop detection is executed by canceling the outside light. Therefore, the raindrop detection is reduced by reducing the influence of the outside light. It can be realized with accuracy.

なお、光源202の消灯状態での撮像と、光源202の点灯状態での撮像とはいずれを先に行ってもよい。   Note that either imaging with the light source 202 turned off or imaging with the light source 202 turned on may be performed first.

以上、実施の形態1〜5について説明したが、上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。   As mentioned above, although Embodiment 1-5 was demonstrated, various changes or improvement can be added to the said embodiment.

(変形例1)
雨量検出部を、光源202の点灯状態での第2撮像画像の画素値(輝度値)の総和から、光源202の消灯状態での第1撮像画像の画素値(輝度値)の総和を減算した値、すなわち、減算した総和値に非線形特性を付与し、この非線形特性を付与し値に基づいて雨量を検出するように構成してもよい。
(Modification 1)
The rain detection unit subtracts the sum of the pixel values (luminance values) of the first captured image when the light source 202 is turned off from the sum of the pixel values (luminance values) of the second captured image when the light source 202 is turned on. A non-linear characteristic may be imparted to the value, that is, the subtracted sum value, and the non-linear characteristic may be imparted to detect the rainfall based on the value.

上記減算した総和値により雨量を検出する場合には、大きな雨滴一粒よりも、同じ面積の小さな多数の粒の雨滴の方が大きい雨量として検出される。このため、本変形例では、上記減算した総和値に非線形成分を付与することにより、より正確な雨量の指標とすることができる。   In the case of detecting the rain amount by the subtracted total value, a large number of small raindrops having the same area are detected as a larger rain amount than a single large raindrop. For this reason, in this modification, a more accurate rainfall index can be obtained by adding a non-linear component to the subtracted sum value.

非線形特性の付与の一例としては、以下の式により、雨量の指標を算出する手法があげられるが、これに限定されるものではない。   As an example of providing the non-linear characteristic, there is a method of calculating an index of rainfall by the following formula, but the present invention is not limited to this.

rain_amount=exp(sum(img(x,y)×coeff1−1)   rain_mount = exp (sum (img (x, y) × coeff1-1))

ここで、rain_amount:雨量指標
img(x,y):雨滴検出用フィルタ有領域の輝度値
sum():雨滴検出用フィルタ有領域の画素値の総和演算子
coeff1:係数
Here, rain_mount: Rainfall index img (x, y): Luminance value of the raindrop detection filter area sum (): Sum operator of pixel values of the raindrop detection filter area coeff1: Coefficient

係数coeff1は、実験より適切な値を求めることができる。   As the coefficient coeff1, an appropriate value can be obtained from experiments.

(変形例2)
雨滴検出部が、画素ごとに、点灯状態での第2撮像画像の画素値から消灯状態での第1撮像画像の画素値を減算することより、外光のキャンセル処理を行う場合には、雨量検出部を、画素ごとに第2撮像画像の画素値から第1撮像画像の画素値を減算した値に非線形特性を付与し、この非線形特性を付与した値の総和値を求め、求めた総和値に基づいて雨量を検出するように構成してもよい。これにより、より正確に雨量の検出を行うことができる。
(Modification 2)
When the raindrop detection unit performs the external light cancellation process by subtracting the pixel value of the first captured image in the unlit state from the pixel value of the second captured image in the lit state for each pixel, the amount of rain The detection unit adds a nonlinear characteristic to a value obtained by subtracting the pixel value of the first captured image from the pixel value of the second captured image for each pixel, obtains a total value of the values imparted with the nonlinear characteristic, and calculates the total value It may be configured to detect rainfall based on the above. Thereby, it is possible to detect the rainfall more accurately.

非線形特性の付与の一例としては、以下の式により、雨量の指標を算出する手法があげられるが、これに限定されるものではない。   As an example of providing the non-linear characteristic, there is a method of calculating an index of rainfall by the following formula, but the present invention is not limited to this.

rain_amount=sum(exp(img(x,y)*coeff2−1))
ここで、rain_amount:雨量指標
img(x,y):雨滴検出用フィルタ有領域の輝度値
sum():雨滴検出用フィルタ有領域の画素値の総和演算子
coeff2:係数
rain_mount = sum (exp (img (x, y) * coeff2-1))
Here, rain_amount: rain amount index img (x, y): luminance value of the raindrop detection filter area sum (): summation operator of pixel values of the raindrop detection filter area coeff2: coefficient

係数coeff2は、実験より適切な値を求めることができる。   As the coefficient coeff2, an appropriate value can be obtained from experiments.

(変形例3)
実施の形態1〜5では、撮像ユニット101の光学系は、図2に示すものを用いていた。この変形例3では、全反射光学系を撮像ユニット101に用いている。図21は、変形例3の撮像ユニット101の光学系の構成図である。
(Modification 3)
In the first to fifth embodiments, the optical system of the imaging unit 101 uses the one shown in FIG. In the third modification, a total reflection optical system is used for the imaging unit 101. FIG. 21 is a configuration diagram of an optical system of the imaging unit 101 of the third modification.

本実施の形態の撮像ユニット101では、光源202から出射した光は、図21の光路で示されるように、フロントガラス105の車内側の面に設けられた反射偏向部材2101に入射することにより、フロントガラス105の外壁面で全反射して撮像レンズ2041に入射し、センサ基板2042の画像センサ20で受光される。   In the imaging unit 101 of the present embodiment, the light emitted from the light source 202 is incident on the reflection deflection member 2101 provided on the inner surface of the windshield 105 as shown by the optical path in FIG. The light is totally reflected by the outer wall surface of the windshield 105 and enters the imaging lens 2041, and is received by the image sensor 20 of the sensor substrate 2042.

図21に示すような全反射の光学系を用いた場合、実施の形態1〜5の撮像ユニット101の光学系と比較して、取得される撮像画像が反転する。図22は、変形例3の光学系による撮像画像の一例を示す図である。図22の例からわかるように、実施の形態4における図19に示した例の撮像画像を反転したものとなっている。すなわち、雨滴が付着したところが暗くなり、雨滴がついていないところが明るくなる。   When a total reflection optical system as shown in FIG. 21 is used, the acquired captured image is inverted as compared with the optical system of the imaging unit 101 of the first to fifth embodiments. FIG. 22 is a diagram illustrating an example of an image captured by the optical system according to the third modification. As can be seen from the example of FIG. 22, the captured image of the example shown in FIG. 19 in the fourth embodiment is inverted. That is, the place where raindrops are attached becomes dark, and the place where no raindrops are attached becomes bright.

実施の形態1〜5の撮像ユニット101の光学系では、雨量が多いほど処理結果の値も大きくなるが、全反射を用いた本変形例の光学系では反対に、雨量が多いほど処理結果の値が小さくなる。ただし、撮像画像の解析処理については実施の形態1〜5の処理と同様に行われる。   In the optical system of the imaging unit 101 of the first to fifth embodiments, the value of the processing result increases as the amount of rain increases. On the contrary, in the optical system of the present modification using total reflection, the processing result increases as the amount of rain increases. The value becomes smaller. However, the captured image analysis processing is performed in the same manner as the processing in the first to fifth embodiments.

また、本変形例の雨量検出部の処理結果である雨量を、ワイパー制御などでより扱いやすい形とするため、雨量を閾値と比較して、例えば、以下に基づいて雨量を段階的なレベルで、ワイパー制御ユニット106に送出するように、雨量検出部を構成してもよい。   Also, in order to make the rainfall, which is the processing result of the rainfall detection unit of this modification, easier to handle by wiper control etc., the rainfall is compared with a threshold value, for example, based on the following: The rain detection unit may be configured so as to be sent to the wiper control unit 106.

雨量 ワイパー制御ユニットへの出力 意味
0−0.1 0 雨なし
0.1−0.3 1 小雨
0.3−0.5 2 雨
0.5−0.7 3 大雨
0.7−1.0 4 非常に強い雨
Rainfall Output to wiper control unit Meaning 0-0.1 0 No rain 0.1-0.3 1 Light rain 0.3-0.5 2 Rain 0.5-0.7 3 Heavy rain 0.7-1.0 4 very heavy rain

これにより、ワイパー制御ユニット106で受信するのは、0から4の5段階となり、意味づけがされた扱いやすい情報となる。また、そのままの雨量の値を伝達する場合と比較して、データ量も少なくなり効率的なものとなる。   As a result, the wiper control unit 106 receives five levels from 0 to 4, and provides easy-to-handle information with meaning. In addition, the amount of data is reduced and efficient compared to the case where the rainfall value is transmitted as it is.

上記実施の形態の車載機器制御システムで実行される各処理はハードウェアで実現することができる他、プログラムで実現することもできる。この場合、上記実施の形態の車載機器制御システムで実行される各処理プログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供される。   Each process executed by the in-vehicle device control system of the above-described embodiment can be realized by hardware, and can also be realized by a program. In this case, each processing program executed by the in-vehicle device control system of the above embodiment is provided by being incorporated in advance in a ROM or the like.

上記実施の形態の車載機器制御システムで実行される各処理プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。   Each processing program executed in the in-vehicle device control system of the above embodiment is a file in an installable format or an executable format, and is a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, DVD (Digital Versatile Disk). For example, the program may be recorded on a computer-readable recording medium.

さらに、上記実施の形態の車載機器制御システムで実行される各処理プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、上記実施の形態の車載機器制御システムで実行される各処理プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。   Furthermore, each processing program executed in the in-vehicle device control system of the above embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. . Further, each processing program executed by the in-vehicle device control system of the above embodiment may be provided or distributed via a network such as the Internet.

上記実施の形態の車載機器制御システムで実行される各処理プログラムは、上述した各部または各ユニットを含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU(プロセッサ)が上記ROMから各処理プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部または各ユニットが主記憶装置上に生成されるようになっている。   Each processing program executed in the in-vehicle device control system according to the above embodiment has a module configuration including the above-described units or units, and as actual hardware, a CPU (processor) stores each processing program from the ROM. By reading and executing the above, each of the above parts is loaded onto the main storage device, and each part or each unit is generated on the main storage device.

100 自車両
101 撮像ユニット
102 画像解析ユニット
103 ヘッドランプ制御ユニット
104 ヘッドランプ
105 フロントガラス
106 ワイパー制御ユニット
107 ワイパー
108 車両走行制御ユニット
200 撮像装置
201 撮像ケース
202 光源
203 雨滴
204 撮像レンズ
205 光学フィルタ
206 画像センサ
206A フォトダイオード(受光素子)
211 雨滴検出用フィルタ無領域
212 赤外光透過フィルタ領域(雨滴検出用フィルタ有領域)
213 車両検出用画像領域
214 雨滴検出用画像領域
221 基板
222 偏光フィルタ層
223 SOG
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Own vehicle 101 Imaging unit 102 Image analysis unit 103 Headlamp control unit 104 Headlamp 105 Windshield 106 Wiper control unit 107 Wiper 108 Vehicle travel control unit 200 Imaging device 201 Imaging case 202 Light source 203 Raindrop 204 Imaging lens 205 Optical filter 206 Image Sensor 206A Photodiode (light receiving element)
211 Raindrop detection no filter area 212 Infrared light transmission filter area (raindrop detection filter area)
213 Image area for vehicle detection 214 Image area for raindrop detection 221 Substrate 222 Polarizing filter layer 223 SOG

特開2005−195566号公報JP-A-2005-195 566

Claims (9)

透明体に対して光を照射可能な光源と、
少なくとも前記光源の光の波長より短い波長の光をカットするフィルタを有し、前記透明体を含む撮像領域を撮像する撮像部と、
を備え、
前記撮像部は、前記光が照射されないとき前記フィルタを介さずに撮像される撮像領域を撮像するのに用いられる第1露光量と、前記光が照射されるときに前記フィルタを介して撮像される撮像領域を撮像するのに用いられる第2露光量とを切り換える
ことを特徴とする撮像ユニット。
A light source capable of emitting light to a transparent body;
An imaging unit that has a filter that cuts light having a wavelength shorter than the wavelength of light of the light source, and that captures an imaging region including the transparent body;
With
The imaging unit may through the filter the a first exposure used to image the imaging area to be imaged without going through the filter, the Rutoki the light is irradiated when the light is not irradiated imaging unit, characterized in that for switching the second exposure used to image the imaging area to be imaged Te.
単位時間あたりの前記第1露光量での撮像は、前記単位時間あたりの前記第2露光量での撮像より多いこと、
を特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
Imaging at the first exposure amount per unit time is greater than imaging at the second exposure amount per unit time;
The imaging unit according to claim 1.
前記撮像部は、前記フィルタを一部に備える画像センサを備え、
前記画像センサの前記フィルタが存在しない部分で前記第1露光量による撮像を行い、前記画像センサの前記フィルタが存在する部分で前記第2露光量による撮像を行うこと、
を特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
The imaging unit includes an image sensor partially including the filter,
Performing imaging with the first exposure amount in a portion of the image sensor where the filter does not exist, and performing imaging with the second exposure amount in a portion of the image sensor where the filter exists;
The imaging unit according to claim 1.
前記撮像部は、前記撮像領域の光量に応じて変化する第1露光量による撮像と、前記撮像領域の光量によらず一定である第2露光量による撮像とを切り換えること、
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像ユニット。
The imaging unit switches between imaging with a first exposure amount that changes in accordance with the amount of light in the imaging region and imaging with a second exposure amount that is constant regardless of the amount of light in the imaging region;
The imaging unit according to any one of claims 1 to 3.
前記撮像部は、前記撮影領域の光量に応じて変化する第1露光量による撮像と、前記光源の発光強度に応じて変化する第2露光量による撮像とを切り換えること、
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像ユニット。
The imaging unit switches between imaging with a first exposure amount that changes according to the amount of light in the imaging region and imaging with a second exposure amount that changes according to the light emission intensity of the light source;
The imaging unit according to any one of claims 1 to 3.
前記撮像部は、前記撮影領域の光量に応じて変化する第1露光量による撮像と、前記光源の駆動電流に応じて変化する第2露光量による撮像とを切り換えること、
を特徴とする請求項5に記載の撮像ユニット。
The imaging unit switches between imaging with a first exposure amount that changes according to the amount of light in the imaging region and imaging with a second exposure amount that changes according to the drive current of the light source;
The imaging unit according to claim 5.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像ユニットを備える画像処理装置であって、
前記第1露光量の撮像により取得された画像に基づいて前記透明体を挟んで遠方にある物体の認識を行い、前記第2露光量の撮像により取得された画像に基づいて前記透明体上の物体の認識を行う画像解析部をさらに有すること、
を特徴とする画像処理装置。
An image processing apparatus comprising the imaging unit according to any one of claims 1 to 6,
Based on an image acquired by imaging the first exposure amount, an object located far from the transparent body is recognized, and on the transparent body based on an image acquired by imaging the second exposure amount. Further having an image analysis unit for recognizing an object;
An image processing apparatus.
前記画像解析部は、前記透明体上の物体の認識処理の結果を、前記透明体上の物体の認識度合いに対応して定めた段階的なレベル値として出力すること、を特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。   The said image analysis part outputs the result of the recognition process of the object on the said transparent body as a step-wise level value determined according to the recognition degree of the object on the said transparent body, It is characterized by the above-mentioned. 8. The image processing apparatus according to 7. 請求項7または8に記載の画像処理装置を備える車両であって、
前記画像解析部は、前記第2露光量の撮像により取得された画像に基づいてフロントガラス上の雨滴の認識処理を行い、
前記雨滴の認識処理の結果に基づいて、前記フロントガラスを払拭するワイパーの制御を行うワイパー制御部を有すること、
を特徴とする車両。
A vehicle comprising the image processing device according to claim 7 or 8,
The image analysis unit performs raindrop recognition processing on a windshield based on an image acquired by imaging the second exposure amount,
A wiper control unit that controls a wiper for wiping the windshield based on a result of the raindrop recognition process;
A vehicle characterized by
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