JP2017083371A - Light irradiation device and light irradiation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光を2次元的に走査する光照射装置および光照射方法に関する。 The present invention relates to a light irradiation apparatus and a light irradiation method for two-dimensionally scanning laser light.
MEMS(micro electro mechanical system)ミラーの搖動により可視光レーザ光を走査させ、映像を描画する技術がある。このような技術は、レーザ光を用いた車両のヘッドライトや、レーザ光で映像を描画する映像描画装置などに適用されている。また、MEMSミラーの搖動により赤外レーザ光を走査させ、走査範囲の物体を検出する技術や、映像の描画を行う可視光レーザと物体検出を行う赤外レーザとを同時に走査させる技術もある。さらに、赤外レーザ光の走査によって物体が検出されることによって、検出された物体への可視レーザ光の照射中止などの処理を行うこともある。 There is a technique for drawing an image by scanning a visible laser beam by a micro electro mechanical system (MEMS) mirror. Such a technique is applied to a vehicle headlight using laser light, an image drawing apparatus for drawing an image with laser light, or the like. In addition, there is a technique for scanning an infrared laser beam by swinging a MEMS mirror to detect an object in a scanning range, and a technique for simultaneously scanning a visible light laser for drawing an image and an infrared laser for object detection. Further, when an object is detected by scanning with infrared laser light, processing such as stopping irradiation of visible laser light on the detected object may be performed.
しかしながら、従来の技術では、赤外レーザ光の走査により認識した物体に対して、積極的に可視光を照射して、検出された物体を差別化したり付加価値を与えて観察者に見せることはなかった。また、認識した物体の動きに追従した光照射を行うものでもなかった。 However, in the conventional technology, it is not possible to show the viewer the object recognized by actively irradiating visible light to the object recognized by the scanning of the infrared laser beam, and to differentiate the detected object or give added value. There wasn't. Further, it was not intended to perform light irradiation following the movement of the recognized object.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出された物体に可視光を照射して差別化する光照射技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the light irradiation technique which irradiates the detected object with visible light, and differentiates.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の光照射装置(1)は、可視レーザ光を出射する第1光源部(Db、Dg、Dr)と、赤外レーザ光を出射する第2光源部(Dir)と、前記第1光源部(Db、Dg、Dr)から出射された可視レーザ光および前記第2光源部(Dir)から出射された赤外レーザ光を2次元走査する走査ミラー部(13)と、前記走査ミラー部(13)を介して照射された赤外レーザ光の反射光を検出する反射光検出部(PD2)と、前記反射光検出部(PD2)により検出された反射光に基づき、前記赤外レーザ光の照射範囲内に位置する物体を認識する物体認識部(22)と、前記走査ミラー部(13)が走査する走査範囲における第1照射範囲に対して前記第1光源部(Db、Dg、Dr)からの可視レーザ光が照射されるように制御し、前記物体認識部(22)が認識した物体に対応する第2照射範囲に前記第1光源部(Db、Dg、Dr)からの可視レーザ光により前記第2照射範囲に描画する映像が描画されるように制御する照射制御部(24)とを備える。 In order to solve the above problems, a light irradiation device (1) according to an aspect of the present invention includes a first light source unit (Db, Dg, Dr) that emits visible laser light and a second light source that emits infrared laser light. A light source unit (Dir), a scanning mirror that two-dimensionally scans visible laser light emitted from the first light source unit (Db, Dg, Dr) and infrared laser light emitted from the second light source unit (Dir) Detected by the reflected light detector (PD2) and the reflected light detector (PD2) that detects the reflected light of the infrared laser light irradiated through the scanning mirror unit (13). Based on the reflected light, the object recognition unit (22) for recognizing an object located within the irradiation range of the infrared laser light, and the first irradiation range in the scanning range scanned by the scanning mirror unit (13) Visible from the first light source (Db, Dg, Dr) The laser beam is controlled so as to be irradiated, and the second laser light source from the first light source unit (Db, Dg, Dr) enters the second irradiation range corresponding to the object recognized by the object recognition unit (22). An irradiation control unit (24) that controls to draw an image to be drawn in the second irradiation range.
本発明の別の態様は、光照射方法である。この方法は、可視レーザ光および赤外レーザ光を2次元走査するステップと、照射された赤外レーザ光の反射光を検出するステップと、検出された反射光に基づき、前記赤外レーザ光の照射範囲内に位置する物体を認識するステップと、2次元走査による走査範囲における第1照射範囲に対して前記可視レーザ光が照射されるように制御し、認識された前記物体に対応する第2照射範囲に前記可視レーザ光により前記第2照射範囲に描画する映像が描画されるように制御するステップとを備える。 Another aspect of the present invention is a light irradiation method. The method includes two-dimensional scanning with visible laser light and infrared laser light, detecting reflected light of the irradiated infrared laser light, and based on the detected reflected light, the infrared laser light. A step of recognizing an object located within the irradiation range, and a second control corresponding to the recognized object are controlled so that the visible laser beam is irradiated to the first irradiation range in the scanning range by two-dimensional scanning. Controlling to draw an image to be drawn in the second irradiation range by the visible laser beam in the irradiation range.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation of the present invention converted between a method, an apparatus, a system, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、検出された物体に可視光を照射して差別化することができる。 According to the present invention, the detected object can be differentiated by being irradiated with visible light.
図1は、本発明の実施の形態に係る光照射装置1の構成を示す図である。光照射装置1はレーザ光源部10を備え、レーザ光源部10は、可視レーザ光を出射する可視レーザ光源部と、赤外レーザ光を出射する赤外レーザ光源部を含む。図1では可視レーザ光源として3原色のレーザ光源(青色レーザダイオードDb、緑色レーザダイオードDg、赤色レーザダイオードDr)を使用する例を描いている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a light irradiation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The light irradiation device 1 includes a laser
青色レーザダイオードDbの出射部にコリメータレンズ11が配置され、略平行光の青色コリメート光が形成される。同様に緑色レーザダイオードDgの出射部にはコリメータレンズ11が配置され、略平行光の緑色コリメート光が形成される。同様に赤色レーザダイオードDrの出射部にはコリメータレンズ11が配置され、略平行光の緑色コリメート光が形成される。同様に赤外レーザダイオードDirの出射部にはコリメータレンズ11が配置され、略平行光の赤外コリメート光が形成される。
A
3原色のレーザ光源および赤外レーザ光源から出射された各レーザ光の光軸は、4つのダイクロイックミラー12を経て略同軸に調整されて合成される。略同軸上に合成されたレーザビーム光は偏向ミラー13に入射される。
The optical axes of the respective laser beams emitted from the three primary color laser light sources and the infrared laser light source are adjusted to be substantially coaxial via the four
青色レーザダイオードDb、緑色レーザダイオードDg及び赤色レーザダイオードDrは可視光源ドライバ33により駆動され、それぞれ独立に発光/消光制御される。赤外レーザダイオードDirは赤外光源ドライバ32により駆動され、発光/消光制御される。従ってレーザ光源部10は、赤外レーザ光、可視レーザ光、又は両者が重畳されたレーザ光を出射可能である。
The blue laser diode Db, the green laser diode Dg, and the red laser diode Dr are driven by the visible
偏向ミラー13は2軸回動可能な2軸偏向ミラーであり、MEMSミラーやポリゴンミラーを使用できる。以下の説明では、より高速で細かな走査が可能なMEMSミラーを使用する例を想定する。偏向ミラー13は、レーザ光源部10から入射されるレーザ光を反射して2次元走査する。以下の説明では、2次元走査としてラスタスキャンする例を想定する。なおラスタスキャンの代わりにリサージュスキャンを使用することも可能である。
The
偏向ミラー13によりラスタスキャンされたレーザ光は、図示しない投射口から外部に投射される。投射口から投射されたレーザ光は投射方向の空間に物体が存在する場合、その物体表面で反射する。投射方向は、光照射装置1の使用用途により様々であり、光照射装置1が車両前方の物体を検出する用途であれば、車両前方を投射方向として車両前方の広い範囲が2次元走査される。この場合に検出される物体は、人や他の車両、建造物などである。赤外レーザ光のみが投射される場合は人間は目視できない。図1ではレーザ光の照射範囲2におけるレーザ光のラスタスキャン軌跡を模式的に描いている。
The laser beam raster-scanned by the
赤外レーザダイオードDirから出射された赤外レーザ光は、1段目のダイクロイックミラー12で分岐され、参照光検出器PD1に入射する。参照光検出器PD1は入射された赤外レーザ光を電気信号(以下、参照信号という)に変換して出力する。アンプAP1は、参照光検出器PD1から出力される参照信号を増幅する。
The infrared laser light emitted from the infrared laser diode Dir is branched by the first stage
赤外レーザダイオードDirから出射された赤外レーザ光は偏向ミラー13を介して外部にも照射される。照射された赤外レーザ光は、外部に存在する種々の物質表面にあたり反射する。集光レンズ14は、反射された赤外レーザ光を集光する。反射光検出器PD2は、集光レンズ14を介して入射される赤外レーザ反射光を電気信号(以下、検出信号という)に変換して出力する。アンプAP2は、反射光検出器PD2から出力される検出信号を増幅する。なお、図示はしていないが反射光検出器PD2の前段に赤外線を透過し可視光を遮断するような光学フィルターを配置することにより検出誤動作を軽減することが出来る。
Infrared laser light emitted from the infrared laser diode Dir is also irradiated to the outside through the
同期クロック供給部31は、水晶振動子などの発振器を含み、当該発振器の出力信号から同期信号を生成する。同期クロック供給部31は生成した同期信号を、赤外光源ドライバ32、可視光源ドライバ33、走査ミラードライバ34及び距離測定部21に供給する。
The synchronous
走査ミラードライバ34は、同期クロック供給部31から供給される同期信号をもとに、偏向ミラー13をラスタスキャン制御する。即ち走査ミラードライバ34は、スキャン位置を走査領域の左上端から右下端に向けて順次移動させる。具体的にはX軸方向(主走査方向)を左から右に順次更新し、スキャン位置が右端に到達するとY軸方向(副走査方向)を下に1つ更新する。この処理を繰り返すことにより、スキャン位置が走査領域の右下端に到達する。右下端に到達すると1フレーム分のラスタスキャンが終了し、次のフレームのラスタスキャンが左上端から開始する。ラスタスキャンは例えば1秒間に60フレーム分、行われる。なおフレームレートは60Hzに限らず、15Hz、30Hz、120Hz等であってもよい。
The
赤外光源ドライバ32は、同期クロック供給部31から供給される同期信号をもとに、赤外レーザダイオードDirをパルス発光させる。赤外レーザダイオードDirから出射された赤外レーザ光は、参照光検出器PD1により参照光として検出される。また当該赤外レーザ光は偏向ミラー13によりラスタスキャンされた後、照射範囲2内に存在する物質表面で反射され、反射光検出器PD2により反射光として検出される。
The infrared
参照光検出器PD1により参照光として検出された参照信号はアンプAP1で増幅され、距離測定部21に出力される。反射光検出器PD2により反射光として検出された検出信号はアンプAP2で増幅され、距離測定部21に出力される。
The reference signal detected as the reference light by the reference light detector PD1 is amplified by the amplifier AP1 and output to the
距離測定部21は、検出信号の参照信号に対する時間的な遅延量をもとに光照射装置1から反射点までの距離を測定する(TOF(Time of Flight)法)。赤外光源ドライバ32、走査ミラードライバ34及び距離測定部21には同じ同期信号が入力されるため距離測定部21は、スキャン位置ごとに何クロック遅延しているかを検出でき、遅延クロック数に応じて各スキャン位置における反射点までの距離を推定できる。距離測定部21は、各スキャン位置の距離情報を物体認識部22に出力する。
The
物体認識部22は、距離測定部21から入力された距離と設定距離を比較し、入力された距離が設定距離以下の場合、物体の存在を認識する。当該設定距離は、障害物が存在しない状態の反射点(例えば、地面や壁)までの距離より短い距離に設定される。当該反射点までの距離は光照射装置1の設置位置や使用場所により異なる。
The
物体認識部22は、フレームごとに各スキャン位置の距離情報をマッピングした距離マップデータを生成する。物体認識部22は当該距離マップデータをもとに物体の位置および形状を特定する。隣接するスキャン位置において検出距離が近い場合、同一物体と判定する。
The
パターン保持部23は、各種物体の識別パターンデータを保持する。例えば歩行者の識別パターンデータ、自動車の識別パターンデータ等を保持する。物体認識部22は、距離マップデータから検出した物体の形状と、パターン保持部23に保持されたパターンデータとを照合し、物体の種別を判定する。この照合には、一般的なパターンマッチングアルゴリズムを使用すればよく、特にアルゴリズムは限定されない。
The
物体認識部22は、フレーム内において物体を認識した場合、生成した当該フレームの距離マップデータを照射制御部24に供給する。物体の種別を判定した場合は物体の種別も照射制御部24に供給する。
When the
照射制御部24は、第1照射範囲に対して可視レーザ光が照射されるように制御する。また、照射制御部24は、物体認識部22から供給された距離マップデータをもとに物体認識部22が認識した物体に対応する第2照射範囲を定め、可視レーザ光により第2照射範囲に映像が描画されるように制御する。映像データは認識された物体の種別に応じて選択される。
The
照射制御部24は、第1照射範囲に対して白色レーザ光が照射されるように制御し、第2照射範囲に対して白色レーザ光とは異なる色調の映像が照射されるように制御してもよい。照射制御部24は、第1照射範囲に対して第1映像データに基づく第1映像が可視レーザ光により描画されるように制御し、第2照射範囲に対して第1映像データとは異なる第2映像データに基づく第2映像が可視レーザ光により描画されるように制御してもよい。
The
物体認識部22が認識した物体の形状を第2照射範囲として設定してもよいが、第2照射範囲は、物体認識部22が認識した物体の位置と完全に一致している必要はない。物体を包含する広い範囲を第2照射範囲としてもよい。物体の下方または物体周辺(例えば、物体の近傍の位置)を第2照射範囲としてもよい。例えば物体が人物の場合、人物のアイセーフの観点から、頭部の範囲を除いた身体の領域を第2照射範囲としてもよい。
Although the shape of the object recognized by the
第2照射範囲に描画される映像データは、無地の色データでもよく、特定の模様、マーク、文字などを含む画像データであってもよく、光照射装置1のユーザに対するメッセージを含むものであってもよい。これらの映像データは投射データ保持部25に保持される。
The video data drawn in the second irradiation range may be plain color data, may be image data including a specific pattern, mark, character, or the like, and includes a message for the user of the light irradiation device 1. May be. These video data are held in the projection
認識された物体までの距離に応じて映像データの内容を決定してもよく、物体の形状に応じて映像データの内容を決定してもよい。また物体の種別に応じて映像データの内容を決定してもよい。例えば、人物であるか、落下物であるか、車両であるかに応じて映像データの内容を決定してもよい。 The content of the video data may be determined according to the distance to the recognized object, or the content of the video data may be determined according to the shape of the object. The content of the video data may be determined according to the type of object. For example, the content of the video data may be determined according to whether the person is a person, a fallen object, or a vehicle.
照射制御部24は、フレームごとに決定した投射データを第1照射範囲および第2照射範囲に関する情報とともに投射データ設定部26に供給する。投射データ設定部26は、供給された投射データと第1、第2照射範囲を可視光源ドライバ33に設定する。可視光源ドライバ33は、設定された投射データに従い青色レーザダイオードDb、緑色レーザダイオードDg及び赤色レーザダイオードDrを駆動し、第1照射範囲と第2照射範囲に投射データを照射する。これにより、第1照射範囲には可視光が照射されるとともに、第2照射範囲には可視光により映像が描画される。第1照射範囲に可視光による第1映像が描画され、第2照射範囲に可視光による第1映像とは異なる第2映像を描画されてもよい。
The
なお各レーザダイオードは、印加電圧を制御することにより色の階調を制御できる。このような階調制御が可能な構成では、より多様な色を再現できる。 Each laser diode can control the color gradation by controlling the applied voltage. With such a configuration capable of gradation control, more various colors can be reproduced.
図2は、光照射装置1による光照射手順を説明するフローチャートである。ここでは、第nフレームの走査手順を説明する。 FIG. 2 is a flowchart for explaining a light irradiation procedure by the light irradiation apparatus 1. Here, the scanning procedure of the nth frame will be described.
赤外光源ドライバ32は、走査範囲に対して赤外レーザ光を照射する(S10)。距離測定部21は、赤外レーザ光が照射された物体からの反射光を利用して、光照射装置1から物体までの距離を測定し、物体認識部22は、測定された距離にもとづいて物体の存在を認識する。
The infrared
照射制御部24は、第1照射範囲に対して可視レーザ光を照射するように投射データ設定部26および可視光源ドライバ33を制御する(S12)。可視光レーザ光は、第1照射範囲を明るくするための白色光であってもよく、第1映像を描画するための色調をもつ可視光であってもよい。
The
第n−1フレームにおいて物体認識部22が物体を認識していた場合(S14のYes)、照射制御部24は、物体認識部22が認識した物体に対応する第2照射範囲を設定し、投射データと第2照射範囲に関する情報を投射データ設定部26に供給する(S16)。投射データ設定部26は、投射データと第2照射範囲を可視光源ドライバ33に設定し、可視光源ドライバ33は、第2照射範囲に投射データにもとづく第2映像を描画する(S18)。
When the
第n−1フレームにおいて物体認識部22が物体を認識していなかった場合(S14のNo)、ステップS16およびステップS18をスキップしてステップS20に進む。
When the
第nフレームにおいて物体認識部22が物体の存在の有無を調べる(S20)。第nフレームにおいて物体認識部22が物体を認識した場合(S20のYes)、走査範囲内において物体が認識された範囲を記憶する(S22)。第nフレームにおいて物体認識部22が物体を認識しなかった場合(S20のNo)、ステップS22をスキップする。
In the nth frame, the
第nフレーム走査が終了し、第n+1フレームについてステップS10からステップS22までの処理を繰り返す。 The nth frame scan is completed, and the processing from step S10 to step S22 is repeated for the (n + 1) th frame.
図3は、物体の属性に応じて第2照射範囲を設定する場合の光照射装置1による光照射手順を説明するフローチャートである。図2のフローチャートと共通するステップには同一の符号を付して説明を省略し、図2のフローチャートとは異なるステップについて説明する。 FIG. 3 is a flowchart for explaining a light irradiation procedure by the light irradiation apparatus 1 when the second irradiation range is set according to the attribute of the object. Steps common to the flowchart of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and steps different from the flowchart of FIG. 2 will be described.
第n−1フレームにおいて物体認識部22が物体を認識していた場合(S14のYes)、照射制御部24は、物体認識部22が認識した物体の属性に対応する第2照射範囲を設定し、投射データと第2照射範囲に関する情報を投射データ設定部26に供給する(S17)。ステップS17の詳細な手順は、実施例によって異なるため、後述する。
When the
第nフレームにおいて物体認識部22が物体を認識した場合(S20のYes)、物体認識部22は認識した物体の属性を判断し(S21)、走査範囲内において物体が認識された範囲と物体の属性を記憶する(S23)。
When the
以下、本実施の形態に係る光照射装置1の実施例を説明する。 Hereinafter, examples of the light irradiation apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
(実施例1)
図4は、本実施の形態に係る光照射装置1を車両用ヘッドライトに適用する例を模式的に描いた図である。光照射装置1は車両の左右のヘッドライトに実装される。以下では説明を簡単にするため、左右いずれか一方のヘッドライトに実装された例を説明する。
Example 1
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example in which the light irradiation device 1 according to the present embodiment is applied to a vehicle headlight. The light irradiation device 1 is mounted on the left and right headlights of the vehicle. Hereinafter, in order to simplify the description, an example in which the headlight is mounted on either the left or right headlight will be described.
車両のヘッドライトとして光照射装置1が利用された場合、第1照射範囲は、車両から見てヘッドライトとして白色光が照射される範囲に該当する。走査範囲は、車両の前方である。走査ミラードライバ34は、一例として走査範囲を毎秒180回走査する。赤外レーザ光は走査範囲全体に対して出力される。可視レーザ光、ここではヘッドライトとしての白色レーザ光は、走査範囲の内、第1照射範囲の走査時のみ出力される。
When the light irradiation device 1 is used as a vehicle headlight, the first irradiation range corresponds to a range in which white light is irradiated as a headlight when viewed from the vehicle. The scanning range is in front of the vehicle. For example, the
物体認識部22は、赤外レーザ光の反射光にもとづいて走査範囲内における物体を認識する。認識する物体は、たとえば、車両前方の他の車両(駐車車両、先行車、対向車など)や歩行者である。物体の認識は、赤外レーザ光の反射光のみによる形状照合により行ってもよく、可視光カメラの映像による画像認識結果を利用または併用してもよい。
The
実施例1の光照射装置1によれば、第1照射範囲には白色レーザ光がヘッドライトとして照射される一方、走査範囲には赤外レーザ光が投射され、走査範囲内において物体が検知された場合、当該物体または当該物体の周辺が第2照射範囲に設定され、第2照射範囲に向けて白色レーザ光とは異なる色調の可視レーザ光が照射され、所定の映像が描画される。車両の前方に歩行者、二輪車、駐車車両、先行車、対向車、障害物などの物体が検知された場合、当該物体またはその周辺に映像が描画され、運転者に注意喚起することができる。 According to the light irradiation apparatus 1 of the first embodiment, white laser light is irradiated as a headlight to the first irradiation range, while infrared laser light is projected to the scanning range, and an object is detected within the scanning range. In this case, the object or the periphery of the object is set as the second irradiation range, and the visible laser beam having a tone different from that of the white laser beam is irradiated toward the second irradiation range, and a predetermined image is drawn. When an object such as a pedestrian, a two-wheeled vehicle, a parked vehicle, a preceding vehicle, an oncoming vehicle, or an obstacle is detected in front of the vehicle, an image is drawn on the object or its surroundings to alert the driver.
なお、ヘッドライトとして照射されるレーザ光は、厳密な白色に限らずヘッドライトとして用いられる色調であればよい。例えば、黄味かかった白色光、青味かかった白色光などであってもよい。検知された物体またはその周辺に投影される映像は、車両の運転者に障害物の存在を伝える目的である場合は、赤色や黄色など目立つ色調のベタ画像や、視線を引き付ける目立つ色調の動的映像などであってもよい。 Note that the laser light emitted as the headlight is not limited to a strict white color, but may be any color tone used as a headlight. For example, it may be yellowish white light, bluish white light, or the like. If the image projected on the detected object or its surroundings is to convey the presence of an obstacle to the driver of the vehicle, a solid image with a prominent color tone such as red or yellow, or a dynamic image with a prominent color tone that attracts the line of sight It may be a video.
図5は、図3のステップS17の物体属性に対応する第2照射範囲設定処理の詳細な手順を実施例1にしたがって説明するフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart for explaining the detailed procedure of the second irradiation range setting process corresponding to the object attribute in step S17 of FIG. 3 according to the first embodiment.
第n−1フレームで物体認識部22が認識した物体の属性と物体が認識された範囲を取得する(S30)。
The attribute of the object recognized by the
物体の認識範囲が所定サイズ未満である場合(S32のNo)、物体認識部22は、物体の認識範囲を第2照射範囲に設定し(S34)、ステップS44に進む。一例として、物体の認識範囲が50cm×50cm未満である場合、認識された物体は落下物や小動物と考えられるため、物体の認識範囲全体を第2照射範囲とする。
When the object recognition range is less than the predetermined size (No in S32), the
物体の認識範囲が所定サイズ以上である場合(S32のYes)、次に、物体認識部22は、パターン保持部23に保持された各種物体の識別パターンデータを参照して、認識された物体の属性が人物または軽車両であるか否かを判定する(S36)。
When the recognition range of the object is equal to or larger than the predetermined size (Yes in S32), the
認識された物体の属性が人物または軽車両である場合(S36のYes)、物体認識部22は、物体の認識範囲の周辺を第2照射範囲に設定する(S38)。物体の認識範囲の周辺には、当該物体の一部が含まれてもよい。物体認識部22は、第2照射範囲に照射される物体の属性に応じた第2映像を投射データ保持部25から選択し、第2映像データと第2照射範囲に関する情報を投射データ設定部26に供給する(S40)。ここでは、物体の属性が人物または二輪車などの軽車両であるため、たとえば、運転手に注意を促すメッセージを含む警告画像を第2映像として選択する。
When the recognized attribute of the object is a person or a light vehicle (Yes in S36), the
物体の認識範囲の周辺を第2照射範囲に設定して第2映像を照射する理由を説明する。認識した物体が歩行者や二輪車などの軽車両である場合、道路に飛び出してくる場合があるため、歩行者や軽車両の周辺や進行方向に第2映像を照射して運転手に注意を促す必要があるからである。物体の周辺は、認識した物体の下部を含む広い範囲または認識した物体よりも自車両に近い範囲であってもよい。 The reason for irradiating the second image with the periphery of the object recognition range set as the second irradiation range will be described. If the recognized object is a light vehicle such as a pedestrian or two-wheeled vehicle, it may pop out on the road, so the second image is emitted around the pedestrian or light vehicle and in the direction of travel to alert the driver. It is necessary. The periphery of the object may be a wide range including the lower part of the recognized object or a range closer to the host vehicle than the recognized object.
認識された物体の属性が人物でも軽車両でもない場合(S36のNo)、物体は駐車車両、先行車、対向車などである可能性があるため、物体認識部22は、物体の認識範囲の下部を第2照射範囲に設定する(S42)。一例として、物体の認識範囲の下部10%〜30%を第2照射範囲として設定する。物体認識部22は、第2照射範囲に照射される物体の属性に応じた第2映像を投射データ保持部25から選択し、第2映像データと第2照射範囲に関する情報を投射データ設定部26に供給する(S44)。ここでは、物体の属性が車両であるため、たとえば、運転手に前方注意を促す赤ベタ塗り画像を第2映像として選択する。
If the recognized attribute of the object is neither a person nor a light vehicle (No in S36), the object may be a parked vehicle, a preceding vehicle, an oncoming vehicle, and the like. The lower part is set as the second irradiation range (S42). As an example, the lower 10% to 30% of the object recognition range is set as the second irradiation range. The
物体の認識範囲の下部を第2照射範囲に設定して第2映像を照射する理由を説明する。第2映像の照射は、運転者に障害物の存在を認識させることが目的であるため、運転者の視線の高さに近い範囲に第2映像を描画するのが好ましいからである。また、認識した物体が先行者、対向車である場合、相手を不快にさせない照射位置に設定する必要があり、特に相手車両の運転手や乗員を避けて第2映像を照射する必要があるからである。 The reason why the second image is irradiated with the lower part of the object recognition range set as the second irradiation range will be described. This is because the purpose of the irradiation of the second video is to make the driver recognize the presence of an obstacle, and therefore it is preferable to draw the second video in a range close to the height of the driver's line of sight. In addition, when the recognized object is a preceding person or an oncoming vehicle, it is necessary to set the irradiation position so as not to make the other party uncomfortable, and in particular, it is necessary to irradiate the second image while avoiding the driver or the occupant of the other vehicle. is there.
図6(a)〜図6(c)は、第1照射範囲110と、認識された物体が落下物である場合の第2照射範囲120とを説明する図である。
FIG. 6A to FIG. 6C are diagrams illustrating the
図6(a)は、赤外レーザ光による走査範囲100と、ヘッドライトが照射される第1照射範囲110を示す。図6(b)は、物体認識部22により物体として認識された路上の落下物(ここでは段ボール)200を示す。物体の認識範囲が所定サイズ未満であるため、図6(c)のように、落下物200の認識範囲全体が第2照射範囲120に設定される。ここでは第2照射範囲120には第2映像として運転手に警告を促す赤ベタ塗り画像が描画される。
FIG. 6A shows a
図7(a)〜図7(c)は、第1照射範囲110と、認識された物体が人物である場合の第2照射範囲120とを説明する図である。
Fig.7 (a)-FIG.7 (c) are the figures explaining the
図7(a)は、赤外レーザ光による走査範囲100と、ヘッドライトが照射される第1照射範囲110を示す。図7(b)は、物体認識部22により物体として認識された人物210を示す。物体の認識範囲が所定サイズ以上であり、物体の属性が人物であるため、図7(c)のように、人物210の認識範囲の周辺が第2照射範囲120に設定される。ここでは第2照射範囲120には第2映像として「注意」という文字を含む警告画像が描画される。
FIG. 7A shows a
図8(a)〜図8(c)は、第1照射範囲110と、認識された物体が車両である場合の第2照射範囲120とを説明する図である。
Fig.8 (a)-FIG.8 (c) are the figures explaining the
図8(a)は、赤外レーザ光による走査範囲100と、ヘッドライトが照射される第1照射範囲110を示す。図8(b)は、物体認識部22により物体として認識された車両220を示す。物体の認識範囲が所定サイズ以上であり、物体の属性が車両であるため、図8(c)のように、車両220の認識範囲の下部が第2照射範囲120に設定される。ここでは第2照射範囲120には第2映像として運転手に警告を促す赤ベタ塗り画像が描画される。
FIG. 8A shows a
図9は、物体の進行方向に第2照射範囲を設定する例を説明する図である。認識した物体が人物や軽車両である場合、当該物体の進行方向に第2照射範囲120を設定し、運転手に注意を促す映像を描画する。図9の場合、人物212が認識され、左方向に歩いていることから、人物212の左側に第2照射範囲120を設定して、「注意」という文字を含む警告画像を描画する。物体の進行方向は、フレーム毎の物体の位置の推移にもとづいて検出される。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which the second irradiation range is set in the traveling direction of the object. When the recognized object is a person or a light vehicle, the
図10は、認識した物体を避けるように第1照射範囲110を設定する例を説明する図である。認識した物体が車両前方の他の車両や歩行者である場合、アイセーフ等の問題を考慮して、第1照射範囲110を認識した物体を避けるように設定する。図10の場合、人物214が認識されたため、人物214の顔や上半身を避けるように第1照射範囲110を設定し、人物214にヘッドライトが直接照射されないようにする。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which the
上記実施例1においては、赤外レーザ光が走査範囲全体に対して出力され、可視レーザ光が第1照射範囲の走査時のみ出力されることとして説明した。赤外レーザ光の出力は、走査範囲全体に対する出力ではなく、第1照射範囲より広い範囲であり物体の認識を要する範囲であればよい。 In the first embodiment, it has been described that infrared laser light is output for the entire scanning range, and visible laser light is output only during scanning of the first irradiation range. The output of the infrared laser beam is not an output for the entire scanning range, but may be a range wider than the first irradiation range and requiring recognition of an object.
(実施例2)
実施例2では、光照射装置1をプロジェクタ装置に適用する。
(Example 2)
In the second embodiment, the light irradiation device 1 is applied to a projector device.
プロジェクタ装置に光照射装置1が利用された場合、プロジェクタ装置は、可視レーザ光と赤外レーザ光を同時に走査して、可視レーザ光により画像描画を行う。プロジェクタ装置は、外部の投映面を第1照射範囲として第1映像(静止画または動画)を投映する。赤外レーザ光の反射光にもとづいてプロジェクタ装置と投映面との間に物体が検出された場合、物体の認識範囲が第2照射範囲に設定され、物体が認識されている期間は、第1映像に対して第2照射範囲に第2映像を合成した映像を生成し、可視レーザで描画する。 When the light irradiation device 1 is used for the projector device, the projector device simultaneously scans the visible laser beam and the infrared laser beam and performs image drawing with the visible laser beam. The projector device projects a first image (still image or moving image) using an external projection surface as a first irradiation range. When an object is detected between the projector device and the projection surface based on the reflected light of the infrared laser light, the object recognition range is set to the second irradiation range, and the period during which the object is recognized is An image obtained by combining the image with the second image in the second irradiation range is generated and drawn with a visible laser.
例えば、プロジェクタ装置による映像をプレゼンテーションに用いる場合、プレゼンテーション画面を第1映像とし、プレゼンテーション画面の前にプレゼンタが例えば無地の矩形ボードを提示したとき、物体認識部22は、プレゼンタとボードを物体として認識するが、認識した物体に特定形状(ここでは矩形)が含まれるため、矩形のボードのみに第2映像を描画する。これにより、プレゼンテーション画面とは別のサブ画面を用いた効果的なプレゼンテーションを行うことができる。
For example, when a video from a projector device is used for a presentation, when the presentation screen is the first video and the presenter presents, for example, a plain rectangular board in front of the presentation screen, the
図11は、図3のステップS17の物体属性に対応する第2照射範囲設定処理の詳細な手順を実施例2にしたがって説明するフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart for explaining the detailed procedure of the second irradiation range setting process corresponding to the object attribute in step S17 of FIG. 3 according to the second embodiment.
第n−1フレームで物体認識部22が認識した物体の属性と物体が認識された範囲を取得する(S50)。
The attribute of the object recognized by the
物体認識部22は、認識した物体の属性が所定形状であるかどうかを調べる(S52)。物体の形状として、矩形や円形、人物形状、動物を模した形状などの識別パターンをあらかじめ登録しておき、認識した物体の形状が識別パターンに合うかどうかを調べる。
The
認識した物体の属性が所定形状である場合(S52のYes)、物体認識部22は、物体の認識範囲を第2照射範囲に設定する(S54)。物体認識部22は、物体の属性に応じて第2照射範囲に照射される第2映像を決定する(S56)。
When the attribute of the recognized object is a predetermined shape (Yes in S52), the
図12は、物体の属性と第2映像を対応付けたテーブルを説明する図である。ここでは物体の属性は物体の形状であり、人物形状、動物を模した形状、矩形、円形があり、それぞれに第2映像のファイル02−0001.mov、02−0002.mov、02−0003.mov、02−0004.movが対応づけられている。物体認識部22は、このテーブルを参照して、物体の形状に応じて第2映像を選択する。
FIG. 12 is a diagram for explaining a table in which the attribute of the object is associated with the second video. Here, the attribute of the object is the shape of the object, which includes a person shape, a shape imitating an animal, a rectangle, and a circle, and each of the files 02-0001. mov, 02-0002. mov, 02-0003. mov, 02-0004. mov is associated. The
図13(a)は第1照射範囲に投影される第1映像の例を示し、図13(b)は第2照射範囲に投影される第2映像の例を示す図である。 FIG. 13A shows an example of a first image projected on the first irradiation range, and FIG. 13B shows an example of a second image projected on the second irradiation range.
図14は、プロジェクタ装置により映し出されるスクリーンを示す図である。走査範囲100内に第1照射範囲110が設定され、プロジェクタにより第1照射範囲110に図13(a)の第1映像が描画される。第1照射範囲110はプロジェクタの描画範囲である。
FIG. 14 is a diagram showing a screen projected by the projector device. A
図14に示される特定形状物体300はここでは矩形の白色のボードである。図14では、特定形状物体300が走査範囲100の外側にあり、赤外レーザ光が照射されないため、物体認識部22は、特定形状物体300を物体として認識しない。ユーザが特定形状物体300を走査範囲100内に移動させると、物体認識部22が特定形状物体300を認識し、特定形状物体300が第2照射範囲に設定され、特定形状物体300にはプロジェクタの可視レーザ光により第2映像が描画される。
The
図15(a)〜図15(d)は、特定形状物体300が走査範囲100内に入った場合に設定される第2照射範囲120の例を説明する図である。
FIGS. 15A to 15D are diagrams illustrating an example of the
図15(a)は、特定形状物体300が走査範囲100の左端から挿入された状態を示す。特定形状物体300の右側の一部が走査範囲100内にあり、物体認識部22は特定形状物体300の右側の一部を矩形形状として検出するが、物体の認識範囲が所定のサイズに満たないため、ここでは物体認識部22は特定形状物体300を物体として認識しない。そのため、特定形状物体300には第2映像が描画されず、第1照射範囲110に描画される第1映像の一部が、走査範囲100内にある特定形状物体300上に投影されることになる。
FIG. 15A shows a state where the
図15(b)および図15(c)では、特定形状物体300の全体が走査範囲100内にあるため、物体認識部22は所定サイズの矩形形状の物体として特定形状物体300を認識し、特定形状物体300の認識範囲が第2照射範囲120として設定され、第2照射範囲120に図13(b)の第2映像が描画される。その結果、第1照射範囲110の第1映像の中に第2照射範囲120の第2映像がはめ込まれたような画像がスクリーンに描画されることになる。ここで、ユーザが特定形状物体300を手にもってスクリーンの前を移動しても、ユーザの姿は矩形形状ではないため、物体として認識されず、特定形状物体300だけが物体として認識される。
In FIG. 15B and FIG. 15C, since the entire
図15(d)は、特定形状物体300が走査範囲100の右端から外された状態を示す。特定形状物体300の左側の一部が走査範囲100内にあり、物体認識部22は特定形状物体300の左側の一部を矩形形状として検出するが、物体の認識範囲が所定のサイズに満たないため、ここでは物体認識部22は特定形状物体300を物体として認識しない。そのため、特定形状物体300には第2映像が描画されず、第1照射範囲110に描画される第1映像の一部が、走査範囲100内にある特定形状物体300上に投影されることになる。
FIG. 15D shows a state in which the
図16(a)〜図16(d)は、特定形状物体300が走査範囲100内に入った場合に設定される第2照射範囲120の別の例を説明する図である。
FIGS. 16A to 16D are diagrams for explaining another example of the
図16(a)は、特定形状物体300が走査範囲100の左端から挿入された状態を示す。特定形状物体300の右側の一部が走査範囲100内にあり、物体認識部22は特定形状物体300の右側の一部を矩形形状として検出する。この例では、物体認識部22は矩形形状のサイズに関係なく、矩形であれば物体として認識する。そのため、特定形状物体300の右側の一部が第2照射範囲120に設定され、第2映像の一部が描画される。
FIG. 16A shows a state in which the
図16(b)および図16(c)では、特定形状物体300の全体が走査範囲100内にあり、物体認識部22は特定形状物体300を認識し、特定形状物体300の全体が第2照射範囲120として設定され、第2照射範囲120に図13(b)の第2映像が描画される。これは図15(b)および図15(c)と同じである。
In FIG. 16B and FIG. 16C, the entire
図16(d)は、特定形状物体300が走査範囲100の右端から外された状態を示す。特定形状物体300の左側の一部が走査範囲100内にあり、物体認識部22は特定形状物体300の左側の一部を矩形形状として検出し、矩形形状のサイズに関係なく、検出された矩形形状を物体として認識する。そのため、特定形状物体300の左側の一部が第2照射範囲120に設定され、第2映像の一部が描画される。
FIG. 16D shows a state where the
物体認識部22が検知する特定形状として矩形形状の場合を説明したが、特定形状は他の任意の形状でもよく、人物や動物の形状であってもよい。
Although the case where the specific shape detected by the
図17(a)は第1照射範囲に投影される第1映像の例を示し、図17(b)は第2照射範囲に投影される第2映像の例を示す図である。図17(b)は図17(a)と背景が同一であるが、図13(b)に示すような異なる映像を用いてもよい。 FIG. 17A shows an example of the first image projected on the first irradiation range, and FIG. 17B shows an example of the second image projected on the second irradiation range. FIG. 17B has the same background as FIG. 17A, but a different video as shown in FIG. 13B may be used.
図18(a)〜図18(d)は、特定形状物体300が走査範囲100内に入った場合に設定される第2照射範囲120の例を説明する図である。
18A to 18D are diagrams illustrating an example of the
図18(a)は、特定形状物体300が走査範囲100の左端から挿入された状態を示す。特定形状物体300の右側の一部が走査範囲100内にあり、物体認識部22は特定形状物体300の右側の一部を矩形形状として検出する。この例では、物体認識部22は矩形形状のサイズに関係なく、矩形であれば物体として認識する。そのため、特定形状物体300の右側の一部が第2照射範囲120に設定され、第1映像と同一のサイズである第2映像における第2照射範囲120に該当する部分が描画される。
FIG. 18A shows a state where the
図18(b)および図18(c)では、特定形状物体300の全体が走査範囲100内にあり、物体認識部22は特定形状物体300を認識し、特定形状物体300の全体が第2照射範囲120として設定され、第1映像と同一のサイズである第2映像における第2照射範囲120に該当する部分が描画される。
In FIG. 18B and FIG. 18C, the entire
図18(d)は、特定形状物体300が走査範囲100の右端から外された状態を示す。特定形状物体300の左側の一部が走査範囲100内にあり、物体認識部22は特定形状物体300の左側の一部を矩形形状として検出し、矩形形状のサイズに関係なく、検出された矩形形状を物体として認識する。そのため、特定形状物体300の左側の一部が第2照射範囲120に設定され、第1映像と同一のサイズである第2映像における第2照射範囲120に該当する部分が描画される。
FIG. 18D shows a state in which the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
以上の説明では光照射装置1を車両やプロジェクタに搭載する適用例を示したが、当該適用例に限定されるものではない。例えば監視カメラにも適用可能である。この適用例では、光照射装置1の照射範囲に人物等の物体が侵入すると、当該物体またはその周辺に可視レーザ光による映像が描画されることになる。 Although the application example which mounts the light irradiation apparatus 1 in a vehicle or a projector was shown in the above description, it is not limited to the said application example. For example, it can be applied to a surveillance camera. In this application example, when an object such as a person enters the irradiation range of the light irradiation device 1, an image of visible laser light is drawn on the object or its periphery.
1 光照射装置、 2 照射範囲、 10 レーザ光源部、 Db 青色レーザダイオード、 Dg 緑色レーザダイオード、 Dr 赤色レーザダイオード、 Dir 赤外レーザダイオード、 11 コリメータレンズ、 12 ダイクロイックミラー、 13 偏向ミラー、 14 集光レンズ、 PD1 参照光検出器、 PD2 反射光検出器、 AP1,AP2 アンプ、 21 距離測定部、 22 物体認識部、 23 パターン保持部、 24 照射制御部、 25 投射データ保持部、 26 投射データ設定部、 31 同期クロック供給部、 32 赤外光源ドライバ、 33 可視光源ドライバ、 34 走査ミラードライバ、 100 走査範囲、 110 第1照射範囲、 120 第2照射範囲、 300 特定形状物体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light irradiation apparatus, 2 Irradiation range, 10 Laser light source part, Db Blue laser diode, Dg Green laser diode, Dr Red laser diode, Dir infrared laser diode, 11 Collimator lens, 12 Dichroic mirror, 13 Deflection mirror, 14 Condensing Lens, PD1 reference light detector, PD2 reflected light detector, AP1, AP2 amplifier, 21 distance measurement unit, 22 object recognition unit, 23 pattern holding unit, 24 irradiation control unit, 25 projection data holding unit, 26 projection data setting unit , 31 synchronous clock supply unit, 32 infrared light source driver, 33 visible light source driver, 34 scanning mirror driver, 100 scanning range, 110 first irradiation range, 120 second irradiation range, 300 specific shape object.
Claims (9)
赤外レーザ光を出射する第2光源部と、
前記第1光源部から出射された可視レーザ光および前記第2光源部から出射された赤外レーザ光を2次元走査する走査ミラー部と、
前記走査ミラー部を介して照射された赤外レーザ光の反射光を検出する反射光検出部と、
前記反射光検出部により検出された反射光に基づき、前記赤外レーザ光の照射範囲内に位置する物体を認識する物体認識部と、
前記走査ミラー部が走査する走査範囲における第1照射範囲に対して前記第1光源部からの可視レーザ光が照射されるように制御し、前記物体認識部が認識した物体に対応する第2照射範囲に前記第1光源部からの可視レーザ光により前記第2照射範囲に描画する映像が描画されるように制御する照射制御部とを備えることを特徴とする光照射装置。 A first light source that emits visible laser light;
A second light source that emits infrared laser light;
A scanning mirror unit that two-dimensionally scans the visible laser beam emitted from the first light source unit and the infrared laser beam emitted from the second light source unit;
A reflected light detection unit that detects reflected light of the infrared laser light irradiated through the scanning mirror unit;
An object recognition unit for recognizing an object located within an irradiation range of the infrared laser light based on the reflected light detected by the reflected light detection unit;
The second irradiation corresponding to the object recognized by the object recognition unit is controlled by irradiating the first irradiation range in the scanning range scanned by the scanning mirror unit with the visible laser light from the first light source unit. A light irradiation apparatus comprising: an irradiation control unit configured to control a range so that an image drawn in the second irradiation range is drawn by visible laser light from the first light source unit.
照射された赤外レーザ光の反射光を検出するステップと、
検出された反射光に基づき、前記赤外レーザ光の照射範囲内に位置する物体を認識するステップと、
2次元走査による走査範囲における第1照射範囲に対して前記可視レーザ光が照射されるように制御し、認識された前記物体に対応する第2照射範囲に前記可視レーザ光により前記第2照射範囲に描画する映像が描画されるように制御するステップとを備えることを特徴とする光照射方法。 Two-dimensional scanning with visible laser light and infrared laser light;
Detecting reflected light of the irradiated infrared laser beam;
Recognizing an object located within the irradiation range of the infrared laser light based on the detected reflected light;
Control is performed so that the visible laser beam is irradiated to the first irradiation range in the scanning range by two-dimensional scanning, and the second irradiation range is applied to the second irradiation range corresponding to the recognized object by the visible laser beam. And a step of controlling so that an image to be drawn is drawn.
Priority Applications (2)
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