專利名稱：物體識別裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于安裝在諸如汽車、飛機、輪船和機器人之類的移動體或者諸如室外監(jiān)控系統(tǒng)之類的非移動體上的物體識別裝置。
背景技術：
作為安裝在汽車等上用來識別其前方物體的裝置，立體攝像機是公知的。這種立體攝像機具有從不同視線方向觀察目標物體、并且測量至目標物體的距離的功能。根據(jù)例如日本專利申請?zhí)亻_平5-114099號公報等的立體攝像機技術已廣為人知。
立體攝像機一般很難在昏暗處正確地檢測物體和距離。此外，即使在明亮處，當目標物體對比度較低時，也難以準確得到至目標物體的距離。
另一方面，作為車載視頻攝像機，根據(jù)日本專利申請?zhí)亻_平5-189694號和特開平5-338487號公報等的采用前燈作為輔助光的的視頻攝像機是已知的。
此外，根據(jù)日本專利申請?zhí)亻_2002-240629號公報的將發(fā)射紅外光作為輔助光的發(fā)射設備加入車載視頻攝像機，并且在將視頻攝像機的攝像定時與紅外輔助光從發(fā)射設備的發(fā)光定時同步的同時執(zhí)行照明的同樣的技術是公知的。
此外，在日本專利申請?zhí)亻_2003-134509號公報中，公開了一種作為車載視頻攝像機的、采用激光束作為輔助光的視頻攝像機。
在采用紅外光或激光束作為輔助光的視頻攝像機中，必須加入發(fā)射輔助光的光源，這導致了裝置成本的增加。
近來，根據(jù)日本專利申請?zhí)亻_2000-329852號和特開2003-121547號公報等公知了一種一起提供諸如立體攝像機和激光雷達的兩種類型的測距設備，且基于該兩個測距設備的測距結果按照預定算法執(zhí)行物體識別的技術。
在一起提供兩種類型測距設備的復合型物體識別裝置中，通過分別利用立體攝像機和激光雷達具有的優(yōu)點可以根據(jù)情況獲得高度可靠的測距性能和物體識別。也就是說，根據(jù)立體攝像機，不可能準確檢測至遠處目標物體的距離。然而，可以詳細識別比較近的距離處的目標物體的形狀，并可以檢測道路表面和道路上的白線。與此相對，在激光雷達中，不能詳細檢測目標物體的形狀，但可以準確檢測至遠處(例如，距離大于或等于100mm)目標物體的距離。
在上述日本專利申請?zhí)亻_2000-329852號和特開2003-121547號公報中，公開了一種與用于優(yōu)化集成兩種測距設備以利用兩者的優(yōu)點的裝置相關的技術。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種物體識別裝置，可以由立體攝像機和主動測距儀(active range finder)兩者來以極高可靠性識別物體，并可以減少安裝空間且可以以低成本進行制造。
注意前述主動測距儀是例如激光雷達的測量設備，其將諸如激光束的電磁波照射至目標物體，并接收從目標物體反射的波，并且基于反射波中包括的信息執(zhí)行測距。
本發(fā)明的特征是一種物體識別裝置，該裝置包括主動測距儀，具有，將光照射到目標物體上的投光燈單元，并基于從目標物體反射的光來確定至目標物體的距離；立體攝像機，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元，基于主動測距儀的輸出信號和立體攝像機的輸出信號來識別目標物體；以及輔助光控制單元，控制投光燈單元操作以照射由主動測距儀的投光燈單元發(fā)射的光作為立體攝像機的輔助光。
本發(fā)明的另一特征是一種物體識別裝置，該裝置包括
主動測距儀，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元，并基于從目標物體反射的光來確定至目標物體的距離；立體攝像機，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元，基于主動測距儀的輸出信號和立體攝像機的輸出信號來識別目標物體；輔助光控制單元，控制投光燈單元操作以照射由主動測距儀的投光燈單元發(fā)射的光作為立體攝像機的輔助光；以及防護玻璃，置于立體攝像機前面，其中對于防護玻璃，包括從主動測距儀的投光燈單元發(fā)射的并從目標物體反射的光入射的區(qū)域的預定區(qū)域用作紅外光透過區(qū)，而該預定區(qū)域之外的區(qū)域用作紅外光透過受限區(qū)。
本發(fā)明的又一特征是一種物體識別裝置，該裝置包括主動測距儀，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元，并且基于從目標物體反射的光來確定至目標物體的距離；立體攝像機，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；輔助光控制單元，將由主動測距儀的投光燈單元發(fā)射的光作為立體攝像機的輔助光照射到與立體攝像機的視野范圍具有預定關系的照射范圍上；以及物體識別單元，基于主動測距儀的輸出信號和立體攝像機的輸出信號來識別目標物體。
本發(fā)明的另一特征是一種物體識別裝置，該裝置包括主動測距儀，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元，并基于從目標物體的反射光來確定至目標物體的距離；立體攝像機，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元，基于主動測距儀的輸出信號和立體攝像機的輸出信號來識別目標物體；以及輔助光控制單元，控制投光燈單元操作以照射由主動測距儀的投光燈單元發(fā)射的光作為立體攝像機的輔助光，其中所述輔助光控制單元基于從立體攝像機獲得的圖像信息執(zhí)行對作為輔助光照射單元的投光燈單元的控制。
本發(fā)明的又一特征是一種物體識別裝置，該裝置包括主動測距儀，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元，且基于從目標物體的反射光來確定至目標物體的距離；立體攝像機，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元，基于主動測距儀的輸出信號和立體攝像機的輸出信號來識別目標物體；輔助光控制單元，控制投光燈單元操作以照射由主動測距儀的投光燈單元發(fā)射的光作為立體攝像機的輔助光；以及可靠性判定單元，基于主動測距儀的輸出信號和立體攝像機的輸出信號判定物體識別性能的可靠性。


圖1A示出了將根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置應用于車輛(客車)中的示例，并且圖1A是從車輛前方看到的外觀前視圖。
圖1B示出了將根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置應用于車輛(客車)中的示例，并且圖1B是從車輛側面看到的示意圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置的外觀的透視圖。
圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置的內部結構的剖視圖。
圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置的內部結構，并且圖3B是沿主動測距儀的一部分截取的縱向剖視圖。
圖3C示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置的內部結構，并且圖3C是多角鏡的頂視圖。
圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置的立體攝像機的結構，并且圖4A是示出了立體光學系統(tǒng)和攝像單元的示意圖。
圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置的立體攝像機的結構，并且圖4B是示出所獲得的立體圖像的示例的視圖。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置的包括控制系統(tǒng)的內部結構的框圖。
圖6是示出在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置中獲得的立體圖像的有效投影照射范圍WL和WR的視圖。
圖7是示出在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置中獲得的立體圖像的有效投影照射光斑SP的掃描狀況的視圖。
圖8是對從根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置中的激光光源照射的作為立體攝像機的輔助光的光的左右照射范圍的調整的說明圖，該視圖示出了多角鏡的各傾斜反射表面的回轉操作以及脈沖激光照射的定時之間的關系。
圖9A是對從根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置中的激光光源照射的作為立體攝像機的輔助光的光的左右照射范圍的調整的說明圖，該視圖示出了將作為輔助光的發(fā)光掃描范圍移至左側的狀態(tài)。
圖9B是對從根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置中的激光光源照射的作為立體攝像機的輔助光的光的左右照射范圍的調整的說明圖，該視圖示出了作為輔助光的發(fā)光掃描范圍的基準狀態(tài)。
圖9C是對從根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置中的激光光源照射的作為立體攝像機的輔助光的光的左右照射范圍的調整的說明圖，該視圖示出了將作為輔助光的發(fā)光掃描范圍移至右側的狀態(tài)。
圖10是示出了由根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置的集成控制單元執(zhí)行的總控制序列的流程圖。
圖11是示出了在圖10的流程圖中步驟S1和S2的序列中的攝像設備的電荷存儲周期、多角鏡傾斜反射表面上的運動、以及激光光源(LD)的發(fā)光脈沖照射定時的時序圖。
圖12是在圖10的流程圖中步驟S1中的立體成像序列的子程序。
圖13的說明表以表格形式收集了對圖10的流程圖中示出的立體成像序列的流程的評價。
圖14A是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的物體識別裝置的結構的視圖，示出該視圖以與圖1A對應。
圖14B是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的物體識別裝置的結構的視圖，示出該視圖以與圖1B對應。
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的物體識別裝置的結構的外觀透視圖，示出該視圖以與圖2對應。
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的物體識別裝置的操作，并且圖16是示出了攝像設備的電荷存儲周期、多角鏡傾斜反射表面上的運動、以及激光光源(LD)的發(fā)光脈沖照射定時的時序圖。
圖17A是示出了在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的物體識別裝置中通過三次拍攝獲得的立體圖像與有效投影照射范圍WL和WR之間的關系、并且示出通過第一拍攝獲得的立體圖像與有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖。
圖17B是示出了在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的物體識別裝置中通過三次拍攝獲得的立體圖像以及有效投影照射范圍WL和WR之間的關系、并且示出了通過第二拍攝獲得的立體圖像以及有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖。
圖17C是示出了在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的物體識別裝置中通過三次拍攝獲得的立體圖像以及有效投影照射范圍WL和WR之間的關系、并且示出了通過第三拍攝獲得的立體圖像以及有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖。
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的物體識別裝置的操作，并且圖18是示出攝像設備的電荷存儲周期、多角鏡傾斜反射表面上的運動、以及激光光源(LD)的發(fā)光脈沖照射定時的時序圖。
圖19示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的物體識別裝置的操作，并且圖19是示出了激光脈沖照射定時與多角鏡各傾斜反射表面的回轉周期之間的對應的時序圖。
圖20是示出了在根據(jù)本發(fā)明第五實施例的物體識別裝置中獲得的立體圖像和有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖。
圖21示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的物體識別裝置的操作，并且圖21是示出了激光脈沖照射定時與多角鏡各傾斜反射表面的回轉周期之間的對應的時序圖。
圖22A是示出了在根據(jù)本發(fā)明第六實施例的物體識別裝置中獲得的立體圖像和有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖。
圖22B是示出了對應于圖22A的方向盤的舵轉角的操作方向的示意圖。
圖23A是示出了在根據(jù)本發(fā)明第七實施例的物體識別裝置中獲得的立體圖像和有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖，該視圖示出了通常的情況。
圖23B是示出了在根據(jù)本發(fā)明第七實施例的物體識別裝置中獲得的立體圖像和有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖，該視圖示出了發(fā)射以插入柱面鏡并使得發(fā)光脈沖周期變短的情況。
圖24是示出了在根據(jù)本發(fā)明第八實施例的物體識別裝置中獲得的立體圖像和有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖。
圖25示出了根據(jù)本發(fā)明第九實施例的物體識別裝置的操作，并且圖25是示出了攝像設備的電荷存儲周期、多角鏡傾斜反射表面上的運動、以及激光光源(LD)的發(fā)光脈沖照射定時的時序圖。
圖26是示出了根據(jù)本發(fā)明第十實施例的物體識別裝置的結構的外觀透視圖。
具體實施例方式
下面，將參照

本發(fā)明的實施例。
(第一實施例)圖1A和1B是示出了將根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置應用于車輛(客車)中的示例的視圖，其中圖1A是從車輛前方看到的外觀前視圖，而圖1B是從車輛的側面看到的示意性說明圖。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置的外觀的透視圖。
如圖1A、圖1B和圖2所示，將物體識別裝置20附于車輛12的車室14內。將物體識別裝置20構造為使例如由激光雷達組成的主動測距儀24和立體攝像機26集成嵌入用作外殼的殼體(case)22中，使兩者成為一個單個的單元。
將主動測距儀24的投光燈單元30中的投光窗32置于殼體22前面中央上部。進一步，將主動測距儀24的受光單元34中的傳感器窗36置于殼體22前面中央下部。另外，將立體攝像機26的左光學輸入單元40的左視野開口40a置于殼體22前面左側部分。同樣，將立體攝像機26的右光學輸入單元42的右視野開口42a置于殼體22前面右側部分。立體攝像機26的攝像單元46嵌入殼體22的后部殼體內。
如圖1A和1B所示，將主動測距儀24和立體攝像機26制成一個單個單元，并且安裝在車輛12的擋風玻璃上部。因此，與主動測距儀24和立體攝像機26有間隔地安裝在車輛12前部分開位置的情況(例如，立體攝像機26位于擋風玻璃上部區(qū)域，而主動測距儀24位于前保險桿附近)相比，能夠實現(xiàn)有效輔助光照射。
即，如果這些部件如圖1A和1B所示放置，則當主動測距儀24的投光燈單元30用作立體攝像機26的輔助光照射裝置時，輔助光的發(fā)光點和立體攝像機的視點之間的一致性可以得到提高。因此，在由立體攝像機26進行成像時，可以實現(xiàn)有效的輔助光照射。
與之相對，當將主動測距儀24和立體攝像機26有間隔地附接在分開位置時，輔助光的發(fā)光點與立體攝像機26的視點之間的一致性較低。因此，當目標物體10為三維物體時，出現(xiàn)輔助光不能到達的部分，并導致立體攝像機26的圖像上出現(xiàn)陰影。換言之，不可能執(zhí)行有效的輔助光照射。
進一步，當基于立體攝像機26的測距結果和主動測距儀24的測距結果依照預定算法執(zhí)行物體識別時，兩者檢測系統(tǒng)之間的視差優(yōu)選為很小。在圖1A和1B的配置中，兩個檢測系統(tǒng)之間的視差極小。然而，當兩者有間隔地附接在分開的位置處時，不可避免地要引入一定程度的視差。
此外，根據(jù)本發(fā)明，車輛12的其上附有物體識別裝置20的擋風玻璃16由防護玻璃構成。防護玻璃16置于主動測距儀24和立體攝像機26前面。因而，防護玻璃16具有用作紅外光透過區(qū)的預定區(qū)域E，該預定區(qū)域E包括主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的、從目標物體10反射的光入射的區(qū)域。
預定區(qū)域E以外的其他區(qū)域是紅外光透過受限區(qū)。預定區(qū)域E是從投光燈單元30發(fā)射的紅外光部分或全部頻域透過的區(qū)域。
接著，將參照圖3A至3C、4A和4B說明主動測距儀24和立體攝像機26的詳細結構。
圖3A至3C是示出了物體識別裝置20的內部結構的圖，其中圖3A是剖視圖，圖3B是沿部分主動測距儀24截取的縱向剖視圖，而圖3C是多角鏡54的頂視圖。
如圖3A至3C所示，主動測距儀24具有用作將光(紅外光)照射到目標物體10上的投光燈裝置的投光燈單元30；以及接收反射光并確定至目標物體10的距離的受光單元34。
投光燈單元30安裝在立體攝像機26的兩個光學輸入單元40和42的基本中央位置處。投光燈單元30具有激光光源50和掃描單元52(其機械地掃描來自掃描光源50的光通量)。掃描單元52具有多角鏡54，其中將多個鏡子排列成多角棱錐形；以及掃描電機56，通過驅動多角鏡54轉動來執(zhí)行對光通量的掃描。
如圖3C所示，多角鏡54具有六個表面U1、M1、L1、U2、M2和L2，用作反射發(fā)自激光光源50的光的表面。U1和U2是具有與水平表面成預定程度的同一角度的傾斜反射表面，并且通過利用傾斜反射表面來在水平方向上掃描照射范圍W的上部。M1和M2同樣具有與水平表面成預定程度的同一角度(不同于U1和U2的角度)的傾斜反射表面，并且通過采用傾斜反射表面在水平方向上掃描照射范圍W的中部。L1和L2同樣具有與水平表面成預定程度的同一角度(不同于U1和U2以及L1和L2的角度)的傾斜反射表面，并且通過采用傾斜反射表面在水平方向上掃描照射范圍W的下部。這樣，在多角鏡54轉動一圈時可分別掃描照射范圍W的上部、中部和下部兩次。
投光燈單元30具有調整照射范圍W的裝置，通過調整激光光源50的發(fā)光定時和掃描單元52的操作定時之間的關系，將光通量(lightflux)作為立體攝像機26的輔助光照射到該照射范圍W的右側和左側。稍后將詳述這一點。
進一步，投光燈單元30具有調整機構(未示出)，用來通過可調整地向上和向下設置投光燈單元30的支承角來上下調整要照射的光通量的照射角。
另一方面，受光單元34具有受光元件60和測量電路單元62。SC表示要輸入到受光單元34的控制信號，而SD表示從受光單元34輸出的距離輸出信號。
主動測距儀24在受光單元34處接收從目標物體10反射的光(例如，從投光燈單元30發(fā)射的紅外光)，并且基于從光發(fā)射到光接收的時間差(可以是諸如相位差或其他的信息)來確定至目標物體10的距離。
立體攝像機26被構造為基于來自目標物體10的圖像信息確定至目標物體10的距離。立體攝像機26具有立體光學系統(tǒng)66和攝像單元46。立體光學系統(tǒng)66具有兩個光學輸入單元40和42，用來從不同視線方向獲取來自目標物體10的圖像信息。兩個光學輸入單元40和42具有一對前曲率單元(curvature unit)40b和42b、一對初級偏光鏡40c和42c、以及一對次級偏光鏡40d和42d。
該對前曲率單元40b和42b設置為在具有預定間隔空間的左右位置處接收來自同一目標物體10的光。該對次級偏光鏡40d和42d對在初級偏光鏡40c和42c上反射的各個光進行進一步的反射以將其導入攝像單元46。
圖4A示出了立體攝像機26的立體光學系統(tǒng)66和攝像單元46的示意性結構。圖4B示出了由立體光學系統(tǒng)66獲得的立體圖像18。
在初級偏光鏡40c和42c上對通過前曲率單元40b和42b入射的來自目標物體10的光通量OP1和OP2進行反射。初級偏光鏡40c和42c具有如下程度的尺寸可以反射通過前曲率單元40b和42b透過的光通量。即，初級偏光鏡40c和42c具有如下程度的尺寸與前曲率單元40b和42b的未遮擋區(qū)域基本相同或略大。
進一步，將初級偏光鏡40c和42c設置成與水平方向成約45度角傾斜。然后，初級偏光鏡40c放置為在垂直方向上向次級偏光鏡40d側向下傾斜幾度角的狀態(tài)。另一方面，初級偏光鏡42c放置為在垂直方向上向次級偏光鏡42d側向上傾斜幾度角的狀態(tài)。由于初級偏光鏡40c和42c如此放置，所以在初級偏光鏡40c和42c上反射的各光通量分別入射到次級偏光鏡40d和42d上。
次級偏光鏡40d和42d放置為在水平方向上基本平行面對初級偏光鏡42c和40c，并且從頂部表面方向看彼此交叉。然后，次級偏光鏡40d放置為在垂直方向上向攝像設備側向下傾斜幾度角的狀態(tài)。另外，次級偏光鏡42d放置為在垂直方向上向攝像設備側向上傾斜幾度角的狀態(tài)。由于次級偏光鏡40d和42d如此放置，在次級偏光鏡40d和42d上反射的各光通量入射到攝像單元46。
即，從初級偏光鏡40c入射的光通量OP1被偏轉為在次級偏光鏡40d上被反射，以入射到攝像單元46。另一方面，從初級偏光鏡42c入射的光通量OP2被偏轉為在次級偏光鏡42d上被反射，以入射到攝像單元46。
攝像單元46被構造為具有攝像光學系統(tǒng)74和攝像設備76，并且攝像單元46基于從立體光學系統(tǒng)66入射的光通量來獲得視差圖像18。
即，經(jīng)由左側光學輸入單元40的光學系統(tǒng)入射的光通量通過攝像光學系統(tǒng)74被成像在攝像設備76的下半?yún)^(qū)。經(jīng)由右側光學輸入單元42的光學系統(tǒng)入射的光通量通過攝像光學系統(tǒng)74被成像在攝像設備76的上半?yún)^(qū)。即，由安裝在前曲率單元40b和42b上的視野遮光板來限制視野，使得圖像彼此不交疊地成像在攝像設備76的受光表面上。
然而，這里，右圖像成像在攝像設備76的上半?yún)^(qū)，而左圖像成像在下半?yún)^(qū)。因而，由于成像透鏡的作用，圖像倒置成像。隨后，當將頭和尾的關系倒置并恢復至正確方向時，如圖4B所示，左右之間具有視差的左圖像18L和右圖像18R被成像為對應于攝像設備76的受光表面的上半?yún)^(qū)和下半?yún)^(qū)。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的物體識別裝置20的包括控制系統(tǒng)的內部結構的框圖。
如圖5所示，物體識別裝置20被構造為具有(大致劃分為)主動測距儀24、立體攝像機26、以及處理單元28。
主動測距儀24的投光燈單元30被構造為包括多角鏡54、多角鏡驅動器(PM驅動器)56、脈沖控制單元80、脈沖生成單元82、功率控制單元84、以及激光光源(LD)50。
多角鏡驅動器54是用來驅動多角鏡54的驅動裝置。脈沖控制單元80在與來自多角鏡驅動器56的驅動脈沖同步地同時執(zhí)行對激光光源50的脈沖發(fā)射控制。脈沖生成單元82通過從脈沖控制單元80接收信號來生成發(fā)光脈沖。功率控制單元84依據(jù)來自脈沖生成單元82的輸出脈沖來調整發(fā)光強度。然后，由從功率控制單元84輸出的信號來操作激光光源50發(fā)光。
除了上述受光元件60外，主動測距儀24的受光單元34還具有放大器90、距離計算單元92、測光裝置94、增益控制器96等。
通過接收來自前述車輛的所謂反射器(自然反光器)的反射光，主動測距儀24可以檢測車輛等(尤其是位于遠距離處的)的距離。另一方面，立體攝像機26不能檢測至遠處物體的距離，盡管這取決于左右之間的視差大小。從而，例如在高速駕駛期間，在諸如躲避停放在相當遠距離處的其他車輛的操作支持中，使用主動測距儀24的輸出是非常有效的。
與之相對，立體攝像機26具有稍后將說明的特征。因此，在本實施例中，努力地通過利用兩個檢測系統(tǒng)的優(yōu)點按照預定算法來執(zhí)行物體檢測，以最終很好地利用從兩個檢測系統(tǒng)的輸出來進行操作支持。
立體攝像機26具有立體光學系統(tǒng)66、攝像單元46、孔徑調整單元100、快門調整單元102、靈敏度調整單元104、曝光調整單元106、距離計算單元108等。
攝像單元46具有上述攝像設備76，并且攝像設備76將由立體光學系統(tǒng)66捕獲的立體圖像轉變?yōu)殡娦盘枴？讖秸{整單元100執(zhí)行對立體光學系統(tǒng)66內的孔徑機構(未示出)的調整。進一步，快門調整單元102對攝像設備46內的電子快門的電荷存儲周期進行調整。
靈敏度調整單元104用來對攝像設備76內的模擬圖像信號放大器的增益進行調整。此外，曝光調整單元106用來調整孔徑調整單元100、快門調整單元102、以及靈敏度調整單元104，執(zhí)行所謂的曝光調整。
立體攝像機26內的攝像設備46具有對可見光的光譜靈敏度特性。為了利用從投光燈單元30發(fā)射的紅外光作為立體攝像機26的輔助光，攝像設備46還具有可以捕獲從投光燈單元30發(fā)射的紅外光的部分或全部頻域的可用靈敏度區(qū)域。
立體攝像機26的靈敏度調整單元104通常設定為獲得標準靈敏度。然而，靈敏度調整單元104可以被控制為根據(jù)與立體攝像機26獲得的輔助光相伴隨的圖像亮度信息而變化。此外，立體攝像機26通過周期性地操作攝像設備76以從目標物體10獲得圖像信息來周期性地獲得立體圖像，在距離計算單元108處對所獲得的立體圖像執(zhí)行距離運算、并且周期性地確定至目標物體10的距離。
處理單元28具有物體識別單元110、輔助光控制單元116(具有定時調整單元112和曝光調整單元114)、可靠性判定單元118、集成控制單元120、信息輸入終端122(用來輸入操作條件)等。
處理單元28中的物體識別單元110基于主動測距儀24的距離輸出信號SD、從立體攝像機26內的攝像單元46(攝像設備76)輸出的紋理圖像數(shù)據(jù)ST、從距離計算單元108輸出的三維圖像數(shù)據(jù)SV、以及來自運轉狀況輸入單元124的信息SI來識別目標物體10。運轉狀況輸入單元124通過駕駛員來檢測車輛的操作狀況。
這里，紋理數(shù)據(jù)ST是平面圖像數(shù)據(jù)，沒有關于物體的距離信息，只包括亮度和色彩信息。三維圖像數(shù)據(jù)SV是示出了與紋理圖像數(shù)據(jù)ST的像素對應的距離數(shù)據(jù)串的分布的數(shù)據(jù)，不包括物體的亮度和色彩信息。
基于來自立體攝像機26的紋理圖像數(shù)據(jù)ST和三維距離圖像數(shù)據(jù)SV，可以檢測道路上的白線、并且檢測防護欄和其他障礙物。因此，可以在跟蹤白線的同時進行駕駛，并且可以支持避開障礙物的駕駛的操作。這一功能不是通過主動測距儀24能獲得的功能，而是立體攝像機26的特征。
定時調整單元112通過接收來自集成控制單元120的控制信號并將控制信號輸出至投光燈單元30的脈沖控制單元80，來控制來自激光光源50的脈沖光發(fā)射的發(fā)光定時。進一步，定時調整單元112通過將控制信號輸出至受光單元34來執(zhí)行對受光單元34的受光元件60、距離計算單元92等的控制。此外，定時調整單元112通過將控制信號輸出至立體攝像機26中的攝像設備46來執(zhí)行對攝像設備46的控制以進行駕駛。
曝光調整單元114根據(jù)稍后要說明的算法，基于從物體識別單元110輸出的關于物體距離的信息以及通過物體識別單元110獲得的來自立體攝像機26的紋理圖像數(shù)據(jù)ST，通過將控制信號輸出至投光燈單元30中的功率控制單元84來控制激光光源50的發(fā)光強度。曝光調整單元114通過將控制信號輸出至受光單元34內的增益控制器96來調整光靈敏度。此外，曝光調整單元114通過將控制信號輸出至立體攝像機26內的曝光調整單元106來執(zhí)行對立體攝像機26內的孔徑、電子快門、以及光靈敏度的調整。
可靠性判定單元118通過將主動測距儀24的測距結果與立體攝像機26的測距結果進行比較來執(zhí)行對兩個測距結果的比較判定。作為判定的結果，當來自兩者的測距結果之間存在較大差異時，判定裝置中發(fā)生故障，并且可靠性判定單元118將預定警告信號輸出至外部。
集成控制單元120接收來自物體識別單元110、定時調整單元112、曝光調整單元114、以及可靠性判定單元118的輸出信號，并且通過將控制信號輸出至物體識別單元110、定時調整單元112、曝光調整單元114、以及可靠性判定單元118來執(zhí)行整體集成控制。
包括定時調整單元112和曝光調整單元114的輔助光控制單元116具有如下各種功能。
控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機24的輔助光。進一步，輔助光控制單元116將由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光照射到與立體攝像機26的視野范圍V具有預定關系的照射范圍W上。
對于立體攝像機26的成像操作，輔助光控制單元116使主動測距儀24的投光燈單元30作為立體攝像機26的輔助光照射裝置在預定定時進行操作。輔助光控制單元116還包括用來在一次成像操作中照射預定照射范圍的裝置。
進一步，輔助光控制單元116包括用來在多次成像操作中照射預定的、不同的照射范圍的裝置。除此之外，輔助光控制單元116包括用來使主動測距儀24的投光燈單元30有選擇地僅在多個成像操作中的特定成像操作中進行操作的裝置。
此外，輔助光控制單元116基于從立體攝像機26獲得的圖像信息來控制投光燈單元30。進一步，輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息執(zhí)行對投光燈單元30的開/關控制。此外，輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息執(zhí)行對投光燈單元30的光強控制。
輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息執(zhí)行對投光燈單元30的光強的條件控制，使得目標區(qū)的亮度落入預定亮度范圍內。輔助光控制單元116還包括用來在根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息確定在目標區(qū)可能有人存在時關閉投光燈單元30或者降低光強的裝置。
另外，輔助光控制單元116包括用來根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息控制來自投光燈單元30的投光燈光斑大小的裝置。此外，輔助光控制單元116包括用來根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息控制投光燈單元30的照射范圍W的裝置。
輔助光控制單元116包括用來在裝置開始操作時，將投光燈單元30從關閉狀態(tài)或光強相當弱的狀態(tài)逐漸增強到光強相當強的狀態(tài)的裝置。
輔助光控制單元116包括用來根據(jù)從立體攝像機26獲得的亮度信息控制投光燈單元30的裝置。另外，輔助光控制單元116包括用來根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息控制投光燈單元30并調整立體攝像機26的光靈敏度的裝置。
此外，輔助光控制單元116包括用來基于由運轉狀況輸入單元124輸入的車輛12的運轉狀況(例如，方向盤的舵偏角)來確定投光燈單元30的照射范圍W的裝置。
注意，該裝置20除了上述那些功能還具有以下功能。
即，裝置20具有針對輔助光照射范圍的調整單元，其中，針對立體攝像機26的視野范圍V或視野范圍V的基準位置來調整范圍W(由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光照射在該范圍W上)。
裝置20還具有校準執(zhí)行單元，基于主動測距儀24的測距結果對立體攝像機26的測距結果進行校準。在立體攝像機26的光學系統(tǒng)中，執(zhí)行準確的光學調整。然而，當長期使用時，由于振動等，隨著時間的流逝，測距結果會出現(xiàn)誤差。
主動測距儀24的測距方法是通過測量從執(zhí)行從激光光源50發(fā)光的時刻到從目標物體10反射的光返回的時刻的期間來進行測距。因此，與立體攝像機26相比，幾乎不會隨時間流逝出現(xiàn)變化，并且測得的值是穩(wěn)定的。因此，優(yōu)選地周期性地或者每當打開物體識別裝置的電源時執(zhí)行校準。
進一步，該裝置20具有由增益控制器96和集成控制單元120構成的投光燈控制單元。投光燈控制單元使投光燈單元30操作以在攝像單元46的攝像設備76的操作周期期間、并且在執(zhí)行電荷存儲的時間周期內照射立體攝像機26的輔助光。另外，除了執(zhí)行電荷存儲的時間周期外，投光燈控制單元使投光燈單元110作為主動測距儀24操作以獲得測距數(shù)據(jù)。
以下，將說明上述第一實施例的操作和作用。
圖6示出了在物體識別裝置20處獲得的立體圖像18(左圖像18L，右圖像18R)，并且圖6是示出了有效投影照射范圍WL和WR的視圖。圖7示出了在物體識別裝置20處獲得的立體圖像18(左圖像18L、右圖像18R)，并且圖7是示出了有效投影照射光斑SP的掃描狀況的視圖。在圖7中，箭頭X1、X2、X3…示出了多角鏡54的各傾斜反射表面的水平掃描線。
圖8和9A至9C是關于對從激光光源50照射的作為立體攝像機26的輔助光的光的左照射范圍和右照射范圍進行調整的說明圖。
圖8示出了多角鏡54的三個傾斜反射表面(PM-U、PM-M、PM-L)的轉動操作和脈沖激光照射定時A、B和C之間的關系。這里，PM-U對應于圖3C中所示的U1或U2，PM-M對應于圖3C中所示的M1或M2，PM-L對應于圖3C中所示的L1或L2。
脈沖激光照射B示出了激光光源50的基準發(fā)光定時。激光光源50在預定定時執(zhí)行脈沖光發(fā)射以與多角鏡54的各傾斜反射表面的轉動周期同步。結果，如圖9B所示，激光光源50針對立體攝像機26的檢測視野在預定照射范圍W(WL、WR)處執(zhí)行發(fā)光掃描作為輔助光。
這里，將投光燈單元30(尤其是激光光源50)準確附于立體攝像機26的檢測視野就足夠了。然而，在如圖9A或9C所示的其他情況下，作為輔助光的掃描范圍發(fā)生移動。在如圖9C所示的掃描范圍移至右側的情況下，如圖8中脈沖激光照射A所示，將激光光源50的發(fā)光定時比基準提前Δt。這樣，結果就成為了圖9B所示的情況。
在如圖9A中所示的掃描范圍移至左側的情況下，如圖8中脈沖激光照射C所示，激光光源50的發(fā)光定時延遲Δt。這樣，結果就成為了圖9C所示的情況。前述調整是這樣的調整，其不僅可以在激光光源50作為立體攝像機26的輔助光時可用，而且可以以相同的方式在激光光源50作為主動測距儀本身的情況下可用。
圖10是示出了由集成控制單元120執(zhí)行的總控制序列的流程圖。
由集成控制單元120以30次/秒的頻率來執(zhí)行作為一個集合的步驟S1中的立體成像和步驟S2中的主動測距儀24處的測距。即，對于大約33毫秒的一個周期，在其前一半執(zhí)行步驟S1中的處理，而在后一半執(zhí)行步驟S2中的處理。
進一步，與步驟S1和S2中的序列并行地執(zhí)行步驟S3中的物體識別序列和步驟S4中的操作支持信息輸出序列。通過使用由于以往循環(huán)(諸如上一次或倒數(shù)第二次)確定的步驟S1和S2中的結果來執(zhí)行步驟S3和S4。
圖11是示出了步驟S1和S2的序列中攝像設備76的電荷存儲周期、多角鏡54的傾斜反射表面上的運動、以及激光光源(LD)50的發(fā)光脈沖照射定時的時序圖。如圖所示，在一次成像操作(一個周期)的前一半1/2周期中執(zhí)行伴隨從多角鏡54的各傾斜反射表面(PM-U1、PM-M1、PM-L1)的輔助光照射的電荷存儲。隨后，在后一半，通過從多角鏡54的各傾斜反射表面(PM-U2、PM-M2、PM-L2)照射激光束來作為主動測距儀24執(zhí)行測距操作。
使激光光源(LD)50操作為以如圖11所示的時序發(fā)光，從而如圖9B所示，可以通過在立體攝像機26的視野中的預定范圍內照射輔助光并且通過作為主動測距儀24在預定范圍內照射激光束來執(zhí)行測距。
下面將利用圖12的子程序和圖13中示出的表來進一步詳述步驟S1中的立體成像序列。
首先，在步驟S11，判定是否為高亮度。這里，在快門打開周期(電荷存儲周期)為最大長度15毫秒、孔徑為最小孔徑、并且攝像設備76的靈敏度設置為最小靈敏度的條件下，當亮度為使得攝像設備76的輸出飽和的亮度時，將該亮度判定為高亮度。從而，程序進行到步驟S12，并且執(zhí)行高亮度控制。
在步驟S12的高亮度控制中，如圖13中的X項所示，將快門打開周期控制為在15毫秒(最長秒時)到1微秒(最短秒時)之間根據(jù)亮度而變化。將孔徑固定在最小孔徑。攝像設備76的靈敏度設置固定在最小靈敏度。假設沒有由激光光源50提供的輔助光(關閉)。
這里，快門打開周期被控制為通過提供反饋至各立體成像來進行調整，使得從攝像設備76獲得的圖像數(shù)據(jù)的MAX(最大)值落入飽和程度的70％到100％的范圍內。
當在步驟S11判定不是高亮度時，程序進行到步驟S13，在步驟S13判定是否為低亮度。這里，在快門打開周期(電荷存儲周期)為最大長度15毫秒、孔徑為最大孔徑、并且攝像設備76的靈敏度設置為最小靈敏度的條件下，當攝像設備76的輸出為飽和程度的70％或更低時將其判定為低亮度，并且執(zhí)行步驟S15中的低亮度控制。在其他情況下，判定為中亮度，并且程序進行到步驟S14，在步驟S14處執(zhí)行中亮度控制。
在步驟S14的中亮度控制中，如圖13的Y項所示，快門打開周期固定在15毫秒(最長秒時)。將孔徑控制為在最小孔徑和最大孔徑之間隨亮度變化。攝像設備76的靈敏度設置固定在最小靈敏度。假設存在由激光光源50提供的輔助光(打開)。
將激光光源50的發(fā)射強度控制為根據(jù)至目標物體10的距離和孔徑的控制值進行調整以成為適合目標物體10的輔助光。這里，將孔徑控制為通過將各立體成像的反饋提供給后面的立體成像來進行調整，使得從攝像設備76獲得的圖像數(shù)據(jù)的MAX值落入飽和程度的70％到100％的范圍內。
在步驟S15的低亮度控制中，如圖13的Z項所示，快門打開周期固定在15毫秒(最長秒時)。孔徑固定在最大孔徑。攝像設備76的靈敏度設置被控制為在最小靈敏度和最大靈敏度之間根據(jù)亮度變化。假設存在激光提供的輔助光(打開)。將激光光源50的發(fā)射強度控制為根據(jù)至目標物體10的距離和攝像設備76的靈敏度設置的控制值進行調整來成為適合于目標物體10的輔助光。
這里，將攝像設備76的靈敏度設置控制為通過將各立體成像結果的反饋提供給后面的立體成像來進行調整，使得從攝像設備76獲得的圖像數(shù)據(jù)的MAX值落入飽和程度的70％到100％的范圍內。
注意，作為條件控制，可以如在一般視頻攝像機拍攝時的孔徑優(yōu)先、快門速度優(yōu)先、孔徑或快門速度優(yōu)先等相同的方式執(zhí)行曝光控制。
如上所述，可以根據(jù)從立體攝像機26的攝像設備76的輸出適當?shù)貓?zhí)行快門打開周期的條件控制、孔徑的條件控制、攝像設備76的靈敏度設置的條件控制、激光光源50的發(fā)射強度的條件控制等。
(第二實施例)接著，說明本發(fā)明的第二實施例。
圖14A、14B和圖15示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的物體識別裝置20的結構，所示出的這些圖分別對應圖1A、1B和圖2。
第二實施例以及下面要說明的實施例中的物體識別裝置的結構與第一實施例的相同。因此，將僅說明不同的結構和操作，以相同的附圖標號來表示那些相同的其他部分，并略去對其的圖示和說明。
第二實施例不同于第一實施例之處僅在于將主動測距儀24的投光燈單元30安裝在車輛中與立體攝像機26集成，而主動測距儀24的受光單元34安裝在車輛前保險桿附近。在該實施例中，可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
(第三實施例)接著，將說明本發(fā)明的第三實施例。
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的物體識別裝置的操作，并且圖16是示出了攝像設備76的電荷存儲周期、多角鏡54的傾斜反射表面上的運動、以及激光光源(LD)的發(fā)光脈沖照射定時的時序圖。圖17A至17C是示出了通過由根據(jù)本發(fā)明的物體識別裝置20三次拍攝獲得的立體圖像與有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖。
第三實施例是對應于以下情況的實施例多角鏡54的工作速度不象上述第一實施例中的高，并且在一個周期內不能實現(xiàn)對多角鏡54的六面驅動，只能實現(xiàn)對其的三面驅動。在這種情況下，不可能將快門秒時設定為如第一實施例中的約15毫秒。這是這樣一個示例，其中在快門速度很高并且電荷存儲周期短于或等于1/4個周期的條件下，將拍攝操作執(zhí)行為根據(jù)多角鏡54的發(fā)光掃描速度將其劃分為多次(在本實施例中為三次)，并且通過合成由此拍攝的圖像來獲得一幅所需要的圖像。
在圖16中，陰影區(qū)域PA、PB和PC示出了由于輔助光照射導致的拍攝定時。如圖17A、17B和17C所示，有效投影照射范圍WL和WR依次下移以對應于圖17A、17B、17C…所示的多次(在本實施例中為三次)拍攝操作。
(第四實施例)接著，將說明本發(fā)明的第四實施例。
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的物體識別裝置的操作，并且圖18是示出了攝像設備76的電荷存儲周期、多角鏡的傾斜反射表面上的運動、以及激光光源(LD)的發(fā)光脈沖照射定時的時序圖。
第四實施例不同于第一實施例之處在于以每三次立體成像打開一次的比例打開輔助光。
即，如圖18所示，在執(zhí)行立體成像的周期(電荷存儲周期)F1、F7…中打開輔助光。在周期F3、F5、F9和F11中，關閉激光束。用作主動測距儀24的激光光源50并不是時時都操作，而是分別在周期F2、F4、F6、F10…中操作。
(第五實施例)圖19示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的物體識別裝置的操作，并且圖19是示出了激光脈沖照射定時LP1、LP2、LP3、LP4…與多角鏡各傾斜反射表面(PM-U、PM-M、PM-L)的轉動周期之間的對應關系的時序圖。圖20是示出了當激光脈沖LP1、LP2、LP3、LP4…以圖19所示的定時照射時在立體圖像18上的有效投影照射范圍WL和WR的視圖。
第五實施例不同于第一實施例之處在于當確定立體圖像數(shù)據(jù)中的目標物體是立體攝像機26的視野范圍的一部分時，輔助光僅照射在受限部分上。
如圖19所示，從投光燈單元30發(fā)射的激光脈沖LP1、LP2、LP3、LP4…的照射寬度比一般情況下要窄。如圖19所示，有效投影照射范圍WL和WR限于各立體圖像18L和18R的上區(qū)域。
(第六實施例)圖21示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的物體識別裝置的操作，并且圖21是示出了激光脈沖照射定時LP1、LP2、LP3、LP4…與多角鏡54的各傾斜反射表面(PM-U、PM-M、PM-L)的轉動周期之間的對應關系的時序圖。圖22A是示出了由根據(jù)本發(fā)明的物體識別裝置獲得的立體圖像與有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖，而圖22B是示出了對應于圖22A的方向盤的舵轉角的操作方向的示意圖。
第六實施例不同于第一實施例之處在于根據(jù)從運轉狀況輸入裝置(未示出)經(jīng)由輸入終端350輸入的信息SI，將輔助光照射到受限范圍上。運轉狀況輸入單元124輸入汽車方向盤的舵轉角，并且例如當如圖2B所示方向盤H打向右方向時，確定目標物體10為位于立體攝像機24視野的右側的目標。其被構成為根據(jù)方向盤的舵轉角，如圖22A所示，輔助光照射范圍WL和WR被移至已移至右側的區(qū)域中。
(第七實施例)接著，將說明本發(fā)明的第七實施例。
圖23A和27B是示出了由根據(jù)本發(fā)明第七實施例的物體識別裝置獲得的立體圖像與有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖，其中圖27A是一般情況下的視圖，而圖27B是插入柱面鏡并使得發(fā)射脈沖周期變短的發(fā)光情況的視圖。
第七實施例不同于第一實施例之處在于可以插入柱面鏡(未示出)(可插入激光光源50和多角鏡54之間并可從激光光源50和多角鏡54之間卸下)。在一般情況下，柱面鏡不插入激光光源50的前面，并且發(fā)射圓形激光束通量。于是，如圖23A所示，輔助光照射在標準照射范圍WL和WR上。
例如，當目標物體10位于遠處并且獲得較強的輔助光時，將柱面鏡插入激光光源50前面、發(fā)射輔助光使得激光束通量變形以在垂直方向上拉長、并且縮短激光光源50的發(fā)射脈沖周期。于是，如圖23B所示，輔助光照射在比標準照射范圍WLa和WRa窄的照射范圍WLb和WRb上。這樣，可以有效地將輔助光照射到位于遠處的目標物體10上。
盡管在第七實施例中將柱面鏡插入激光光源50與多角鏡54之間，但是柱面鏡可以插入多角鏡54的光發(fā)射側。在這種情況下，即使激光光源50的發(fā)光脈沖周期沒有改變，僅通過插入和卸下柱面鏡可以獲得相同的效果。
(第八實施例)圖24是示出了由根據(jù)本發(fā)明第八實施例的物體識別裝置獲得的立體圖像與有效投影照射范圍WL和WR之間的關系的視圖。
第八實施例不同于第一實施例之處在于通過進一步增加輔助光照射的不均勻度來提高增加目標物體的對比度的效果。即，如圖24所示，當操作激光光源50作為照射立體攝像機26的輔助光的裝置時，通過令發(fā)光周期長于標準周期使得各發(fā)光脈沖之間的間隔變寬。
由此，目標物體10表面上的照射不均勻度更加明顯，并且提高了增加目標物體10的對比度的效果。
(第九實施例)圖25示出了根據(jù)本發(fā)明第九實施例的物體識別裝置的操作，并且圖25是示出了攝像設備的電荷存儲周期、多角鏡傾斜反射表面上的運動、以及激光光源(LD)的發(fā)光脈沖照射定時的時序圖。
第九實施例不同于第一實施例之處在于通過對發(fā)自激光光源50的脈沖發(fā)光強度進行調制而在目標物體10上出現(xiàn)照射的不均勻度。
即，在以下點上與圖23A相同不停頓地照射激光束作為立體攝像機26的輔助光。然而，如圖25所示，將強度隨機變化的脈沖發(fā)光照射到目標物體10上。
根據(jù)本實施例，在以下點上與上述第八實施例相同提高了增加目標物體10的對比度的效果。除此之外，由于目標物體10上的照射不均勻度不是周期性的，因此產(chǎn)生測距誤差的風險很小。
比較而言，立體攝像機26的測距方法是利用左右之間的視差。因此，當照射不均勻度是周期性時，不能執(zhí)行準確檢測，這會導致產(chǎn)生測距誤差的風險。
(第十實施例)接著，說明本發(fā)明的第十實施例。
圖26是示出了根據(jù)本發(fā)明第十實施例的物體識別裝置的結構的外觀透視圖。
第十實施例不同于第一實施例之處在于如圖26所示，提供了調整機構，其中可以轉動集成了投光燈單元30和受光單元34的整個主動測距儀24以如箭頭R所示自由地提升到轉軸AX中央，并且照射范圍W的垂直方向可以上下調整。注意轉軸AX沿連接左視野開口40a和右視野開口42a的線設置。
(實施例特性)[1]實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；以及輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光。
在該物體識別裝置中，主動測距儀24的投光燈單元30在具有主動測距儀24和立體攝像機26這兩種類型的測距單元的裝置中用作立體攝像機26的輔助光。因此，即使在環(huán)境昏暗的條件下，無需特別提供專用輔助光照射單元也可以獲得合適的立體圖像。另外，該裝置可以形成得很緊湊，并可以低成本進行制造，此外，從安裝空間的觀點來看也是有優(yōu)勢的。進一步，通過提供輔助光的照射圖案的分布，可以提供投射圖案的功能。因此，對于具有低對比度的目標物體，可以在環(huán)境明亮的條件下投射所要求的對比度，并且可以提高測距精度。
實施例中說明的一種車載物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；以及物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體，其中主動測距儀24和立體攝像機26置于車室14內。
在該物體識別裝置中，至少可以在車室14中上部位置處設置立體攝像機26。因此，在執(zhí)行檢測道路上的白線等的情況下視野足夠寬闊。進一步，主動測距儀24和立體攝像機26設置在車室14內，從而使得可以保護物體識別裝置免受雨、風和灰塵。此外，當物體識別裝置所附的位置置于車室14的擋風玻璃16內側時，使得擋風玻璃16處于以下狀態(tài)中即使下雨也可由擋風玻璃雨刷功能移除雨滴，并且因此不受雨滴帶來的不利影響地獲得圖像數(shù)據(jù)。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；
立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光；以及防護玻璃16，置于立體攝像機26前面，其中對于防護玻璃16，包括從主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的并從目標物體反射的光入射的區(qū)域的預定區(qū)域E用作紅外光透過區(qū)，而該預定區(qū)域外的區(qū)域用作紅外光透過受限區(qū)。
在該物體識別裝置中，從目標物體反射的必要紅外光在透過預定區(qū)域E后入射。因此，可以避免不必要的紅外光侵入車室14內導致的有害影響。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號和立體攝像機26的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光；以及防護玻璃16，置于立體攝像機26前面，其中防護玻璃16具有透過從投光燈單元30發(fā)射的紅外光的部分或全部頻域的可用靈敏度區(qū)域。
在該物體識別裝置中，可有效地將輔助光應用于置于車室14內的立體攝像機26。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；以及輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光，其中主動測距儀24的投光燈單元30和立體攝像機26嵌入同一外殼22中以進行使用。
在該物體識別裝置中，可以在將物體識別裝置附于諸如車輛12的移動體上之前的階段，作為單獨單元，執(zhí)行諸如立體攝像機26的檢測視野(左右攝像機視野的交疊區(qū))V和輔助光照射范圍(雷達掃描區(qū))W之間的位置調整等的校準。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[5]項的物體識別裝置，其中立體攝像機26具有兩個光學輸入單元46、66以從不同視線方向獲得關于目標物體的圖像信息，并且將投光燈單元30安裝在立體攝像機26的兩個光學輸入單元46、66之間的基本中央位置處。
在該物體識別裝置中，可以有效地將輔助光P照射到立體攝像機26的檢測視野(左右攝像機視野的交疊區(qū))V上。進一步，物體識別裝置的集成單元20可以形成得很緊湊，從而可以將單元20的所需安裝空間壓縮至最小。注意，當目標物體為三維物體時，在目標物體的陰影部分中會導致輔助光沒有照射的部分。然而，如上所述，投光燈單元30基本置于兩個光學輸入單元46和66的中央位置處，并且因此可以盡可能地縮小了輔助光沒有照射的區(qū)域。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；
立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；輔助光控制單元116，將由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光照射到與立體攝像機26的視野范圍V具有預定關系的照射范圍上；以及物體識別單元110，其基于主動測距儀24的輸出信號和立體攝像機26的輸出信號識別目標物體。
在該物體識別裝置中，由于以預定關系調整立體攝像機26的檢測視野范圍V和輔助光照射范圍W，因此可以將輔助光有效地照射到立體攝像機26的目標物體上。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并且基于從目標物體反射的光確定至該目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至該目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號和立體攝像機26的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光；以及調整單元，針對立體攝像機26的視野范圍V或視野范圍V的基準位置，調整由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光照射的區(qū)域W。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[8]項的物體識別裝置，其中投光燈單元30具有光源50和機械地掃描發(fā)自光源50的光通量的掃描單元52，并且投光燈單元30通過調整光源50的發(fā)光定時與掃描單元52的操作定時之間的關系來調整待照射輔助光的范圍W。
實施例中說明的物體識別裝置是根據(jù)第[8]項的物體識別裝置，其中投光燈單元30具有調整單元，對發(fā)自投光燈單元30的光通量的照射角進行調整。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；輔助光控制單元116，針對立體攝像機26的成像操作，使得主動測距儀24的投光燈單元30作為立體攝像機26的輔助光照射單元在預定定時操作；以及物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號和立體攝像機26的輸出信號識別目標物體。
在該物體識別裝置中，投光燈單元30作為輔助光照射單元針對立體攝像機26的拍攝操作以預定定時操作。因此，僅在成像操作周期內的必要周期期間有效地照射輔助光。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[11]項的物體識別裝置，其中輔助光控制單元116在一次成像操作中照射預定照射范圍。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[11]項的物體識別裝置，其中輔助光控制單元116在多次成像操作中照射預定的不同的照射范圍。
在該物體識別裝置中，在物體亮度比較亮的情況下，并當攝像單元的曝光周期(電荷存儲周期)極短時(在這種情況下，不可能在一次成像操作期間[在曝光周期期間]將輔助光照射到整個必要照射范圍上)，在多次成像操作中分別將輔助光照射到必要照射范圍上。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[11]項的物體識別裝置，其中輔助光控制單元116使得主動測距儀24的投光燈單元30有選擇地僅在多次成像操作中的特定成像操作中操作。
在該物體識別裝置中，防止不必要地多次執(zhí)行照射輔助光。因此，可以延長投光燈單元30的壽命。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離，所述立體攝像機設置在車室14內；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；以及輔助光控制單元116，控制投光燈單元操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元110發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光，其中立體攝像機26具有可以捕獲從投光燈單元30發(fā)射的紅外光的部分或全部頻域作為可用靈敏度區(qū)域的光譜靈敏度。
在該物體識別裝置中，在立體攝像機26的光譜靈敏度和投光燈單元30的光譜靈敏度中產(chǎn)生交疊區(qū)。因此，主動測距儀24的投光燈單元30可以有效地用作立體攝像機26的輔助光照射單元。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；以及輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光，其中立體攝像機26還具有圖像信號放大器，并且控制該圖像信號放大器的增益以根據(jù)伴隨從立體攝像機26獲得的輔助光的圖像亮度信息而變化。
在該物體識別裝置中，當由于外部光的狀況(紅外干擾光的狀況隨晴天、夜間等而不同)以及至目標物體的距離的關系，不能良好地執(zhí)行采用輔助光的立體圖像拍攝時，自動執(zhí)行增益增加。因此，始終可以進行良好的輔助光拍攝。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；以及輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光，其中輔助光控制單元116基于從立體攝像機26獲得的圖像信息執(zhí)行對作為輔助光照射單元的投光燈30的控制。
在該物體識別裝置中，以適當?shù)姆绞綀?zhí)行對立體攝像機26的必要輔助光照射。因此，具有可以實現(xiàn)能量的有效利用優(yōu)勢。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[17]項的物體識別裝置，其中輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息執(zhí)行對作為輔助光照射單元的投光燈單元30的開/關控制。
在該物體識別裝置中，當基于立體圖像信息確定輔助光不必要時控制輔助光使其關閉。因此，可以實現(xiàn)能量等有效利用。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[17]項的物體識別裝置，其中輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息對作為輔助光照射單元的投光燈單元30執(zhí)行光強控制。
在該物體識別裝置中，當確定輔助光強度不需要那么強時，或者當基于立體圖像信息確定由于輔助光強度強會帶來某種負作用時，自動減弱輔助光強度。另一方面，當基于立體圖像信息確定需要強輔助光時，自動增強輔助光強度。因此，可以根據(jù)情況設定合適的輔助光強度。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[19]項的物體識別裝置，其中輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息，執(zhí)行對投光燈單元30的光強的條件控制，使得目標物體的亮度落入預定亮度范圍內。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[17]項的物體識別裝置，其中當根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息確定在目標區(qū)域內可能有人時，輔助光控制單元116關閉投光燈單元30，或者使得光強減弱。
在該物體識別裝置中，通過照射輔助光防止傷害到人體。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[17]項的物體識別裝置，其中輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息，控制來自作為輔助光照射單元的投光燈單元30的投光燈光斑大小。
通常，當通過激光雷達試圖檢測可能位于遠處的目標物體時，通過使投光燈光斑直徑變大而使覆蓋的測距區(qū)變大，并且由激光雷達檢測車輛的反射器。在該物體識別裝置中，可以同時利用關于立體圖像的信息，并且因此當檢測車輛的反射器位置時，可以將小直徑、強光強的激光照射到該位置上。結果，提高了激光雷達的測距性能。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[17]項的物體識別裝置，其中輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機26獲得的圖像信息對作為輔助光照射單元的投光燈單元30的照射范圍W進行控制。
在該物體識別裝置中，輔助光可以僅照射所需的照射范圍。因此，可以實現(xiàn)能量的有效利用。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[17]項的物體識別裝置，其中在開始操作時，輔助光控制單元116將作為輔助光照射單元的投光燈單元30從關閉狀態(tài)或從光強相當弱的狀態(tài)逐漸增強到光強相當強的狀態(tài)。
在該物體識別裝置中，可以降低在突然進行強光強操作時導致的能量損耗。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[22]項的物體識別裝置，其中在開始操作時，輔助光控制單元116將作為輔助光照射單元的投光燈單元30從關閉狀態(tài)或從光強相當弱的狀態(tài)逐漸增強到光強相當強的狀態(tài)。
在該物體識別裝置中，可以降低在突然進行強光強操作時導致的能量損耗。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[17]項的物體識別裝置，其中輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機26獲得的亮度信息對作為輔助光照射單元的投光燈單元30進行控制。
在該物體識別裝置中，可以根據(jù)亮度信息照射輔助光，使得當亮度高時減弱輔助光強度，并且當亮度低時增強輔助光強度。因此，可以根據(jù)亮度設定輔助光的必要強度并且可以實現(xiàn)能量的有效利用。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；以及輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光，其中輔助光控制單元116根據(jù)從立體攝像機獲得的圖像信息執(zhí)行對作為輔助光照射單元的投光燈30的控制，并且執(zhí)行對立體攝像機26的受光靈敏度的調整。
在該物體識別裝置中，可以精確照射立體攝像機26所必要的輔助光。另外，可以根據(jù)立體攝像機26的輸出信號S2的大小處理信號。因此，可以實現(xiàn)能量的有效利用，并且可以確保立體攝像機26的輸出信號S2的必要動態(tài)范圍。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，且基于從目標物體的反射光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光；以及校準執(zhí)行單元，利用來自主動測距儀24的距離輸出信號S1執(zhí)行對立體攝像機26的距離輸出信號的校準。
立體攝像機一般具有復雜而精密的光學機構，并且可能由于諸如振動之類的因素導致光學系統(tǒng)的準直(alignment)隨時間而變動。與之相對，主動測距儀24更能夠抵抗隨時間的變化。在該物體識別裝置中，可以利用主動測距儀24的距離輸出信號S1來適當?shù)貓?zhí)行對立體攝像機26的距離輸出信號S2的校準。因此，可以實現(xiàn)隨時間變化很小的物體識別裝置。
實施例中說明的一種車載物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元116，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光；以及運轉狀況輸入單元，輸入車輛12的運轉狀況，其中輔助光控制單元116基于由運轉狀況輸入單元輸入的運轉狀況確定作為輔助光照射單元的投光燈單元30的照射范圍W。
在該物體識別裝置中，基于由運轉狀況輸入裝置輸入的運轉狀況，可以將輔助光集中地照射到立體攝像機26的檢測視野范圍V的所需區(qū)域或重要區(qū)域。因此，可以實現(xiàn)能量的有效利用等。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[29]項的物體識別裝置，其中運轉狀況輸入單元是輸入車輛方向盤的舵轉角的輸入單元，并且輔助光控制單元116基于從運轉狀況輸入單元輸入的方向盤的舵轉角來確定作為輔助光照射單元的投光燈單元30的照射范圍。
在該物體識別裝置中，可以將輔助光僅照射到立體攝像機26的檢測視野V中的與方向盤轉向的方向對應的區(qū)域上。因此，可以有效利用能量等。
實施例中說明的一種物體識別裝置包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，并基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元116，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光；以及可靠性判定單元118，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2判定物體識別性能的可靠性。
在該物體識別裝置中，通過比較主動測距儀24的距離輸出信號S1和立體攝像機26的距離輸出信號S2來執(zhí)行對可靠性的判定。因此，當損害到可靠性時，可以迅速而準確地處理問題。
實施例中說明的一種物體識別裝置，包括主動測距儀24，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元30，且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，包括攝像單元46，從目標物體獲得圖像信息，并且通過使得該攝像單元46周期性地操作來周期性地確定至目標物體的距離；物體識別單元116，基于主動測距儀24的輸出信號S1和立體攝像機26的輸出信號S2識別目標物體；輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光；以及投光燈控制單元96、120，在攝像單元46的操作周期期間，使投光燈單元30在執(zhí)行電荷存儲的時間幀內作為立體攝像機26的輔助光照射單元進行操作，并且使投光燈單元30在執(zhí)行電荷存儲的時間幀以外作為主動測距儀24進行操作。
在該物體識別裝置中，可以周期性地執(zhí)行采用輔助光的立體攝像機26的成像操作，并且在其間隔之間執(zhí)行主動測距儀24的初始測距操作。因此，在受限周期內可有效地操作主動測距儀24和立體攝像機26的檢測系統(tǒng)兩者。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[1]至[8]項以及[10]至[32]之一的物體識別裝置，其中投光燈單元30包括光源50以及機械地掃描發(fā)自光源50的光通量的掃描單元52(54，56)。
實施例中說明的一種物體識別裝置是根據(jù)第[1]至[32]項之一的物體識別裝置，其中所述主動測距儀24為激光雷達。
實施例說明了一種物體識別裝置中的校準方法，所述物體識別裝置包括
主動測距儀24，具有投光燈單元30，將光照射到目標物體上且基于從目標物體的反射光確定至目標物體的距離；立體攝像機26，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元110，基于主動測距儀24的輸出信號和立體攝像機26的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元116，控制投光燈單元30操作以照射由主動測距儀24的投光燈單元30發(fā)射的光作為立體攝像機26的輔助光，其中利用從主動測距儀24獲得的距離輸出信號執(zhí)行對立體攝像機26的距離輸出信號的校準。
(變型例)實施例中示出的物體識別裝置包括以下變型例。
提供了一種構成要件，使激光光源50操作后發(fā)光強度立即處于關閉或相當弱的狀態(tài)，并且從此狀態(tài)開始逐次變強。
由于在環(huán)境明亮的狀態(tài)下避免突然發(fā)射具有強光強的激光束，并且當不必要求激光光源50的輔助光時，可以避免能量浪費。
工業(yè)適用性采用該裝置可以高精度地識別周圍狀況。因此，例如將該裝置安裝在諸如車輛等的移動體上，從而在實現(xiàn)移動體的安全駕駛時，該裝置極為有用。
權利要求
1.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；以及輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光。
2.一種車載物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；以及物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體，其中所述主動測距儀(24)和所述立體攝像機(26)設置在車室(14)內。
3.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光；以及防護玻璃(16)，置于立體攝像機(26)前面，其中對于所述防護玻璃(16)，包括從主動測距儀(24)的投光燈單元(30)照射的并從目標物體反射的光入射的區(qū)域的預定區(qū)域E用作紅外光透過區(qū)，而該預定區(qū)域之外的區(qū)域用作紅外光透過受限區(qū)。
4.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光；以及防護玻璃(16)，置于所述立體攝像機前面，其中所述防護玻璃(16)具有可透過從投光燈單元(30)發(fā)射的紅外光的部分或全部頻域的可用靈敏度區(qū)域。
5.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；以及輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光，其中所述主動測距儀(24)的投光燈單元(30)和所述立體攝像機(26)嵌入同一外殼中以進行使用。
6.根據(jù)權利要求5所述的物體識別裝置，其中立體攝像機(26)具有兩個光學輸入單元(46，66)以從不同視線方向獲得關于目標物體的圖像信息，并且將投光燈單元(30)安裝在立體攝像機(26)的兩光學輸入單元(46，66)之間的基本中央位置處。
7.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；輔助光控制單元(116)，將由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光照射到與立體攝像機(26)的視野范圍具有預定關系的照射范圍上；以及物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體。
8.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體的反射光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光；以及調整單元，針對立體攝像機(26)的視野范圍或視野范圍的基準位置，調整由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光照射的區(qū)域。
9.根據(jù)權利要求8所述的物體識別裝置，其中投光燈單元(30)具有光源(50)和機械地掃描來自光源(50)的光通量的掃描單元(52)，并且通過調整光源(50)的發(fā)光定時與掃描單元(52)的操作定時之間的關系來調整待作為輔助光照射的范圍。
10.根據(jù)權利要求8所述的物體識別裝置，其中投光燈單元(30)具有調整單元，對發(fā)自投光燈單元(30)的光通量的照射角進行調整。
11.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；輔助光控制單元(116)，對于立體攝像機(26)的成像操作，使主動測距儀(24)的投光燈單元(30)在預定定時作為立體攝像機(26)的輔助光照射單元操作；以及物體識別單元(110)，其基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體。
12.根據(jù)權利要求11所述的物體識別裝置，其中輔助光控制單元(110)包括在一次成像操作中照射預定照射范圍的照射單元。
13.根據(jù)權利要求11所述的物體識別裝置，其中輔助光控制單元(110)包括在多次成像操作中照射預定的不同的照射范圍的照射單元。
14.根據(jù)權利要求11所述的物體識別裝置，其中輔助光控制單元(110)包括操作單元，該操作單元使得主動測距儀(24)的投光燈單元(30)有選擇地僅在多次成像操作中的特定成像操作中操作。
15.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，且基于從目標物體的反射光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離，所述立體攝像機設置在車室內；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；以及輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光，其中立體攝像機(26)具有可以捕獲從投光燈單元(30)發(fā)射的紅外光的部分或全部頻域作為可用靈敏度區(qū)域的光譜靈敏度。
16.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；以及輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光，其中所述立體攝像機(26)還具有圖像信號放大器，并且控制該圖像信號放大器的增益以根據(jù)伴隨立體攝像機(26)獲得的輔助光的圖像亮度信息變化。
17.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；以及輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光，其中所述輔助光控制單元(116)基于從立體攝像機(26)獲得的圖像信息執(zhí)行對作為輔助光照射單元的投光燈(30)的控制。
18.根據(jù)權利要求17所述的物體識別裝置，其中所述輔助光控制單元(116)根據(jù)從立體攝像機(26)獲得的圖像信息執(zhí)行對作為輔助光照射單元的投光燈單元(30)的開/關控制。
19.根據(jù)權利要求17所述的物體識別裝置，其中所述輔助光控制單元(116)根據(jù)從立體攝像機(26)獲得的圖像信息對作為輔助光照射單元的投光燈單元(30)執(zhí)行光強控制。
20.根據(jù)權利要求19所述的物體識別裝置，其中所述輔助光控制單(116)根據(jù)從立體攝像機(26)獲得的圖像信息，執(zhí)行對投光燈單元(30)的光強的條件控制，使得目標物體的亮度落入預定亮度范圍內。
21.根據(jù)權利要求17所述的物體識別裝置，其中當根據(jù)從立體攝像機(26)獲得的圖像信息確定在目標區(qū)域內可能有人時，所述輔助光控制單元(116)關閉投光燈單元(30)，或者使得光強減弱。
22.根據(jù)權利要求17所述的物體識別裝置，其中所述輔助光控制單元(116)根據(jù)從立體攝像機(26)獲得的圖像信息，控制來自作為輔助光照射單元的投光燈單元(30)的投光燈光斑大小。
23.根據(jù)權利要求17所述的物體識別裝置，其中所述輔助光控制單元(116)根據(jù)從立體攝像機(26)獲得的圖像信息對作為輔助光照射單元的投光燈單元(30)的照射范圍進行控制。
24.根據(jù)權利要求17所述的物體識別裝置，其中在開始操作時，所述輔助光控制單元(116)將作為輔助光照射單元的投光燈單元(30)從關閉狀態(tài)或從光強相當弱的狀態(tài)逐漸增強到光強相當強的狀態(tài)。
25.根據(jù)權利要求22所述的物體識別裝置，其中在開始操作時，輔助光控制單元(116)將作為輔助光照射單元的投光燈單元(30)從關閉狀態(tài)或從光強相當弱的狀態(tài)逐漸增強到光強相當強的狀態(tài)。
26.根據(jù)權利要求17所述的物體識別裝置，其中所述輔助光控制單元(116)根據(jù)從立體攝像機(26)獲得的亮度信息對作為輔助光照射單元的投光燈單元(30)進行控制。
27.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；以及輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光，其中輔助光控制單元(116)根據(jù)從立體攝像機(26)獲得的圖像信息執(zhí)行對作為輔助光照射單元的投光燈(30)的控制，并且執(zhí)行對立體攝像機(26)的受光靈敏度的調整。
28.一種物體識別裝置，其特征在于包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光；以及校準執(zhí)行單元，利用主動測距儀(24)的距離輸出信號執(zhí)行對立體攝像機(26)的距離輸出信號的校準。
29.一種車載物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光；以及運轉狀況輸入單元，輸入車輛的運轉狀況，其中所述輔助光控制單元(116)基于由運轉狀況輸入單元輸入的操作條件確定作為輔助光照射單元的投光燈單元(30)的照射范圍。
30.根據(jù)權利要求29所述的物體識別裝置，其中所述運轉狀況輸入單元是輸入車輛方向盤的舵轉角的輸入單元，并且所述輔助光控制單元(116)基于從運轉狀況輸入單元輸入的方向盤的舵轉角來確定作為輔助光照射單元的投光燈單元(30)的照射范圍。
31.一種物體識別裝置，包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光；以及可靠性判定單元(118)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號判定物體識別性能的可靠性。
32.一種物體識別裝置，其特征在于包括主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體反射的光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，包括攝像單元(46)，從目標物體獲得圖像信息，并且通過使得該攝像單元(46)周期性地操作來周期性地確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號識別目標物體；輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由主動測距儀(24)的投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光；以及投光燈控制單元(96，120)，在攝像單元(46)的操作周期期間，使得投光燈單元(30)在執(zhí)行電荷存儲的時間幀內作為立體攝像機(26)的輔助光照射單元(116)進行操作，并且使得投光燈單元(30)在執(zhí)行電荷存儲的時間幀以外作為主動測距儀(24)進行操作。
33.根據(jù)權利要求1至8以及10至32中的一個所述的物體識別裝置，其中投光燈單元(30)包括光源(50)以及機械地掃描來自光源(50)的光通量的掃描單元(52)。
34.根據(jù)權利要求1至32中的一個所述的物體識別裝置，其中所述主動測距儀(24)為激光雷達。
全文摘要
物體識別裝置具有主動測距儀(24)，具有將光照射到目標物體上的投光燈單元(30)，并且基于從目標物體的反射光確定至目標物體的距離；立體攝像機(26)，基于來自目標物體的圖像信息確定至目標物體的距離；物體識別單元(110)，基于主動測距儀(24)的輸出信號和立體攝像機(26)的輸出信號來識別目標物體；以及輔助光控制單元(116)，控制投光燈單元(30)操作以照射由投光燈單元(30)發(fā)射的光作為立體攝像機(26)的輔助光。
文檔編號B60R21/00GK1813168SQ200480018188
公開日2006年8月2日 申請日期2004年8月19日 優(yōu)先權日2003年8月28日
發(fā)明者荒井和彥, 巖城秀和, 三由貴史 申請人:奧林巴斯株式會社