JP4950570B2 - 撮像画像を基に照度を測定する車室内観測装置 - Google Patents
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Description
なお、前記制御対象機器は、表示装置、冷房装置、暖房装置、前照灯、及びサンバイザのうち少なくとも1つを備え、前記制御手段は、前記照度判定手段が判定した前記照度を基に、前記制御対象機器に応じて、前記表示装置の輝度の制御、前記冷房装置の負荷の制御、前記暖房装置の負荷の制御、前記前照灯のON/OFFの制御、及び前記サンバイザの角度の制御のうち少なくとも1つの制御を行うように構成するのが好ましい。
このように構成された車室内観測装置によれば、特に日照センサを用いることなく、照度を正確に判定することができる。
B’=B・(1+αΔ)
B’:補正された照度
α:補正定数
Δ:第1の判定手段が判定した照度から第2の判定手段が判定した照度を減算して求めた照度差
このような構成の車室内観測装置によれば、近赤外光による寄与分を用いて、測定した照度を補正することにより、より高精度に日照の判定を行うことができる。
なお、複数の図面に同じ要素を示す場合には同一の参照符号を付ける。
図1は、本発明の好ましい実施形態により車室内の照度を測定する機能を備えた、例えば、車室内観測装置などの監視システムの構成を概念的に示す略ブロック図である。図1において、監視システム1は、観測領域を撮影する撮像手段であるカメラユニット10と、カメラユニット10に接続されカメラユニット10で撮影された画像から観測領域の照度を求める機能を有する制御装置20を備えてなる。観測領域は任意の場所でよいが、以下の説明では、車両の室内(車室内)を観測領域とする。
図2は、本発明の原理に基づき観測領域の照度を求めるために図1の制御装置20が格納し実行するプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。図2に示すフローチャートは、本発明の一実施形態により観測領域の照度を測定する照度測定プログラムの一部を構成する。照度測定プログラムは、制御装置20の図示しないROMなどの不揮発性メモリに格納され、図示しないCPUにより実行される。したがって、以下の説明において、プログラムを実行する動作主体は前記のCPUであることは明らかであるから、主語はたいてい省略する。図2において、まず、ステップS1において、発光素子14を発光させながらカメラ12を動作させて撮影し、撮影画像を取り込み図示しないRAMに格納する。このようにして取り込んだ撮像画像のうち、実際に処理を施して照度の測定に使用する部分を測定領域と称する。図2の例では、説明を簡単にするために、撮影画像の全体を測定領域とする。図3は、観測領域を夜(a)、夕方(b)および昼(c)にそれぞれ撮影した画像の例を模式的に示した図である。
そして、ステップS4において、ステップS3で作成したヒストグラムを基に輝度の低い方から累積ヒストグラムを作成する。図5は、輝度のヒストグラムから累積ヒストグラムを求める例を、昼(a)および夜(b)に対して、示した図である。累積ヒストグラムは、横軸がヒストグラムと同じで画素のとりうる輝度レベルを表し、縦軸はヒストグラムを輝度の低い方から逐次積分した画素数を全画素数に対する割合(図5の例では、百分率)として表したものである。したがって、累積ヒストグラムは、0%から100%まで増加する右肩上がりのグラフとなる。
次に、ステップS5において、累積ヒストグラムにおいて所定の割合を与える輝度レベルLbを求める。例えば、図5には、割合が80%となる輝度を求める例を示した。図5の例において割合が80%となるのは、昼に撮影した画像の場合、輝度レベル100であり、夜に撮影した画像の場合、輝度レベル25である。このように、ステップS3〜S5(破線のブロックで示した輝度測定ステップS2)を実行することにより測定領域の輝度または輝度レベルLbを求めることができる。
B=a・Lb ・・・(1)
ここで、比例定数aは、特定の照度、乗員状態、カメラのゲイン設定などの所定の条件の下で撮影した撮影画像から前記のステップS3〜S5により求めた輝度を用いて算出したものである。
特に、本実施形態によれば、主に近赤外光を用いて照度の測定を行うので、より体感温度の影響の大きい日照状態を判定することが可能である。
<好ましい実施形態>
判断ステップS13において、照度測定を乗員に対応する画像領域に対してのみ行うのではない場合(Noの場合)、ステップS15において、所定の領域R1,R2,・・・,RNを測定領域に設定して、ステップS16に進む。なお、カメラの撮影範囲が固定されており、その範囲内に着座する乗員の体格が同じならば、頭、胴、4肢が撮影される位置は同じになるので、予め頭の位置、胴の位置、4肢の位置を領域R1,R2,R3として設定しておくことができる。
ステップS16以降では、以上のように設定された各測定領域Rinに対して処理を行う。まず、ステップS16において、領域番号i(=1,2,・・・N)を1に設定し、ステップS17において、処理対象を測定領域Riに設定する。ステップS18において、測定領域Riの輝度Biを図2の輝度測定ステップS2(S3〜S5)によりステップ求める。判断ステップS19において、領域番号iが最終値Nに達したか否かを判断し、達しなければ(Noの場合)、ステップS20で領域番号iをインクリメントして、前記のステップS17に戻る。判断ステップS19において領域番号iが最終値Nに達した場合(Yesの場合)、すべての測定領域R1〜RNに対して照度B1〜BNを求めたことになるので、ステップS21において、求めた測定領域ごとの照度B1〜BNから観測領域全体としての照度Bを算出する。
また、ステップS15において、撮影画像を所定の数に分割(例えば、等分)した部分画像を所定の領域R1,・・・,RNとして、測定領域に設定してもよい。
B’=B・(1+αΔ) ・・・(2)
ここで、補正式(2)における補正定数α、Δの求め方を図7および図8を用いて説明する。図7は、近赤外光を用いて撮影した画像と近赤外光なしで撮影した画像との差をとることによる効果を例示する図である。図7において、(a1)および(a2)は比較的日射の影響を受けやすい部位の晴天時(a1)および曇天時(a2)の撮影画像に対するスペクトルを示し、(b1)および(b2)は、比較的日射の影響を受けない特定部位の晴天時(b1)および曇天時(b2)の撮影画像に対するスペクトルを示す。なお、グラフの中央付近に局在するスペクトルは、発光素子14が発する近赤外光によるものであり、全波長域にわたるスペクトルは発光素子以外の光源に依るものである。図8は、本発明の一実施形態により補正式(2)の補正定数αを求める処理の流れを示すフローチャートである。
例えば、図8において、発光素子14を動作させて撮影した撮影画像から求めた照度Baと発光素子14を動作させずに撮影した撮影画像から求めた照度Bbとの差Δを用いて補正を行った。しかし、このようにする代わりに、発光素子14を動作させて撮影した撮影画像と発光素子14を動作させずに撮影した撮影画像との差分(周知のように対応する画素の差からなる画像)を求め、これを基に補正を行うことも可能である。
ステップS14において、ステップS1で取り込んだ撮影画像に含まれる各乗員に対応する画像部分を測定領域R1,R2・・・RNに設定した。しかし、この場合、各乗員に対応する画像部分の全体を使用する必要はなく、例えば、頭部に対応する画像部分のみを使用してもよい。換言すれば、各乗員について、全身を認識する必要はなく、頭部、手、胴部またはこれらを組み合わせた部分のみを認識して、その画像部分を測定領域に設定してもよい。
図3の好ましい実施形態においては、ステップS11(画像全体)、S14(乗員部分)およびS15(所定の領域)を通る3種類の処理が可能であるが、必ずしもこれら全部を備える必要はなく、いずれか1つ又は任意の2つの組み合わせでもよい。
ステップS14において、乗員の身体部位に対応する画像部分を測定領域としたが、これは必ずしも、一人の乗員の身体部位である必要はなく、撮影画像において認識された複数人の身体部位を撮影画像としてもよい。また、乗員を身体部位に分割せず、撮影画像で認識された各乗員に対応する画像部分を測定領域としてもよい。
10 カメラユニット
12 カメラ
14 発光素子
20 制御装置
Claims (3)
- 近赤外光に感度を有し、車室内の乗員の少なくとも一部を含む領域を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子が検出した前記乗員の少なくとも一部を含む領域の検出信号をもとに照度を判定する照度判定手段と、
前記照度判定手段が判定した前記照度を基に、車載される制御対象機器を制御する制御手段と、
前記撮像素子の撮像領域に近赤外の補助光を照射する発光素子と、を備え、
前記照度判定手段は、
前記発光素子の発光と同時に前記撮像素子による撮像を行なって前記照度を判定する第1の判定手段と、
前記発光素子を発光させずに前記撮像素子による撮像を行なって前記照度を判定する第2の判定手段と、
前記第1の判定手段で求めた前記照度を、前記第2の判定手段で求めた前記照度を用いて補正する照度補正手段と、を有し、
前記第1の判定手段及び前記第2の判定手段は、
前記検出信号のとりうる輝度レベルに対する画素の累積頻度を与える累積ヒストグラムを生成する累積ヒストグラム生成手段と、
前記累積ヒストグラムにおける所定の頻度に対応する輝度レベルを基に前記照度を算出する照度算出手段と、を有することを特徴とする車室内観測装置。 - 前記照度補正手段は、下記式により、前記第1の判定手段が判定した照度Bを補正することを特徴とする請求項1に記載の車室内観測装置。
B’=B・(1+αΔ)
B’:補正された照度
α:補正定数
Δ:第1の判定手段が判定した照度から第2の判定手段が判定した照度を減算して求めた照度差 - 前記制御対象機器は、表示装置、冷房装置、暖房装置、前照灯、及びサンバイザのうち少なくとも1つを備え、
前記制御手段は、前記照度判定手段が判定した前記照度を基に、前記制御対象機器に応じて、前記表示装置の輝度の制御、前記冷房装置の負荷の制御、前記暖房装置の負荷の制御、前記前照灯のON/OFFの制御、及び前記サンバイザの角度の制御のうち少なくとも1つの制御を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車室内観測装置。
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