JP7233239B2 - 塗料および被照射体の検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗料および被照射体の検知方法に関する。

従来、道路上を走行する車両に搭載されているカメラの撮像画像から白線を検知する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。白線を検知することで、運転者の異常状態の検出や車線逸脱の検出といった運転支援が可能となる。

特開２００５－１８１４８号公報

より高精度な運転支援を実現するためには、白線等の路面標示を高精度に検知できることが望ましい。また、車両の運転支援をさらに充実させるためには、路面標示に限らず、自車両の周囲に存在する他の物標についても高精度に検知できることが望ましい。

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、自車両の周囲に存在する物標の検知精度を高める技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は塗料である。この塗料は、車両から照射される光を受ける被照射体に塗布されるか、または被照射体を構成する塗料であって、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内に反射光のピーク波長を有する反射材を含有する。この態様によれば、自車両の周囲に存在する物標の検知精度を高めることができる。

上記態様において、被照射体は、路面標示、道路標識および車体からなる群から選択される少なくとも一種であってもよい。また、上記いずれかの態様において、反射材は、第１基材と、第１基材の表面に積層される反射層と、を有し、反射層は、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内に反射光のピーク波長を有してもよい。また、上記態様において、反射材は、第２基材を有し、反射層は、第１基材と第２基材とで挟まれてもよい。また、上記いずれかの態様において、塗料は、反射光のピーク波長が異なる複数種の反射材を含有してもよい。

本発明の他の態様は、被照射体の検知方法である。この検知方法は、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内にピーク波長を有する光を車両から照射し、上記いずれかの態様の塗料が塗布されたか、または当該塗料で構成される被照射体から反射される反射光を受光して、被照射体を検知することを含む。

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、システム等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。

本発明によれば、自車両の周囲に存在する物標の検知精度を高めることができる。

実施の形態に係る被照射体の検知方法を実行する被照射体検知システムの概略構成図である。 実施の形態に係る塗料の模式図である。 図３（Ａ）～図３（Ｅ）は、実施の形態に係る塗料の製造工程を示す図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１は、実施の形態に係る被照射体の検知方法を実行する被照射体検知システムの概略構成図である。図１では、被照射体検知システム１の構成要素の一部を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

被照射体検知システム１は、車両１００に搭載される。被照射体検知システム１は、光源２と、撮像部４と、検知装置６と、を備える。

光源２は、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内にピーク波長を有する光を照射する。以下では適宜、この光を近赤外光Ｌという。光源２は、近赤外光Ｌを出射可能なものであれば特に限定されず、ＬＥＤ（Light emitting diode）、ＬＤ（Laser diode）等の半導体発光素子や、電球、白熱灯（ハロゲンランプ）等を用いることができる。光源２は、検知すべき被照射体に近赤外光Ｌを照射可能な位置であれば、車両１００の任意の位置に設置することができる。本実施の形態では、光源２は車両１００の前照灯装置３の内部に設置されている。

撮像部４は、車両１００の周囲を撮像する装置である。撮像部４は、近赤外光Ｌのスペクトル領域に感度を有するカメラ等で構成される。本実施の形態の撮像部４は、近赤外光カメラで構成される。撮像部４は、検知すべき被照射体を撮像可能な位置であれば、車両１００の任意の位置に設置することができる。本実施の形態では、撮像部４は車両１００の室内に設置され、主に車両１００の前方領域を撮像するように姿勢が定められている。撮像部４は、画像情報を生成し、生成した画像情報を検知装置６に送る。

検知装置６は、光源２の点消灯や被照射体の検知処理を実行する。検知装置６は、例えば車両１００のダッシュボード内やトランク内に設置される。検知装置６は、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）やＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク用のバス１４を介して、車両ＥＣＵ１６と接続される。検知装置６には、被照射体検知処理の実行を指示する信号が車両ＥＣＵ１６から送信される。

検知装置６は、光源制御部８と、画像処理部１０と、被照射体検知部１２と、を有する。光源制御部８は、光源２の点消灯を制御する。光源制御部８は、被照射体検知処理の実行を指示する信号を受信すると、光源２を点灯させる。これにより、光源２から近赤外光Ｌが照射される。近赤外光Ｌが照射された状態で撮像部４によって生成される画像情報は、画像処理部１０に送られる。

画像処理部１０は、撮像部４が生成した画像情報に対してエッジ検出や二値化等の公知の画像処理を施して、処理画像情報を生成する。画像処理部１０は、処理画像情報を被照射体検知部１２に送る。

被照射体検知部１２は、画像処理部１０が生成した処理画像情報に基づいて、所定の被照射体を検知する。被照射体検知部１２は、公知の画像解析技術を用いて所定の被照射体１８を検知することができる。被照射体検知部１２によって検知されることが特に望まれる被照射体１８は、自車両の走行に影響を与える物標である。このような被照射体１８としては、路面標示、道路標識および車体からなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。車体は、他車両の車体である。図１には、被照射体１８の一例として路面標示、より具体的には車両通行帯境界線（白線）が図示されている。

被照射体検知部１２は、検知結果を車両ＥＣＵ１６に送る。車両ＥＣＵ１６は、被照射体検知部１２の検知結果に基づいて、被照射体１８の存在や位置、移動等に関する情報を生成する。そして、生成した情報に基づいて運転者の異常状態の検出や車線逸脱の検出といった運転支援を実行する。

本実施の形態に係る被照射体の検知方法は、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内にピーク波長を有する近赤外光Ｌを車両１００に搭載した光源２から照射し、所定の塗料が塗布されたか、または当該塗料で構成される被照射体１８から反射される反射光を撮像部４により受光して、被照射体１８を検知することを含む。

図２は、実施の形態に係る塗料の模式図である。本実施の形態に係る塗料２０は、公知の溶媒２１と反射材２２とを含有する。塗料２０は、近赤外光Ｌを受ける被照射体１８に塗布される。あるいは、塗料２０自体が被照射体１８の少なくとも一部を構成する。

例えば、被照射体１８が路面標示である場合において、路面標示を描くための顔料入り塗料と反射材２２を含有する塗料２０とが別である場合、路面に塗布されて路面標示を形作っている塗料が被照射体１８を構成し、この被照射体１８に塗料２０が塗布される。また、反射材２２を含有する塗料２０が路面標示を描く塗料を兼ねる場合、路面における路面標示の形成予定領域に塗布された塗料２０が被照射体１８の全体を構成する。この場合、塗料２０は、反射材２２に加えて公知の顔料等を含有する。

なお、路面標示を描くための塗料と反射材２２を含有する塗料２０とが別である場合、路面標示を形作っている塗料の表面を被覆する塗料２０は被照射体１８の一部を構成すると解釈することもできる。また、反射材２２を含有する塗料２０が路面標示を描く塗料を兼ねる場合、路面標示の形成予定領域が被照射体１８を構成し、この被照射体１８に塗料２０が塗布されると解釈することもできる。被照射体１８が道路標識や車体である場合も同様に、塗料２０が被照射体１８に塗布されると解釈することも、塗料２０が被照射体１８の一部を構成すると解釈することもできる。

反射材２２は、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内に反射光のピーク波長を有する部材である。本実施の形態の反射材２２は、第１基材２４と、反射層２６と、第２基材２８と、を有する。反射材２２は、第１基材２４、反射層２６および第２基材２８がこの順に積層された構造を有する。

第１基材２４は、反射層２６の支持体として機能する。反射層２６を第１基材２４で支持することで、反射層２６の変形や破損を抑制することができる。第１基材２４は、反射層２６を支持可能であればその材質は特に限定されない。第１基材２４を構成する物質としては、金属、ガラス、プラスチック等が例示される。

反射層２６は、第１基材２４の表面に積層される。反射層２６は、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内に反射光のピーク波長を有する。つまり、反射層２６は、近赤外光Ｌを反射する。反射層２６は、光の反射についてこのような特性を有するエッジフィルタ、バンドパスフィルタ、金属膜等で構成することができる。反射層２６が金属膜で構成される場合、例えば金属膜は、３０～４０ｎｍ厚のＣｒ層、５０ｎｍ厚のＮｉ層、１５０ｎｍ厚のＡｕ層がこの順に積層された構造を有する。なお、Ａｕ層の表面に、ＳｉＯ_２やＨｆＯ_２で構成される保護膜が積層されてもよい。

第２基材２８は、第１基材２４と同様に反射層２６の支持体として機能し、反射層２６の第１基材２４とは反対側の表面に積層される。つまり、反射層２６は、第１基材２４と第２基材２８とで挟まれる。これにより、反射層２６の変形や破損等をより抑制することができる。第２基材２８は、第１基材２４と同様の物質で構成される。

なお、反射材２２が第１基材２４と第２基材２８とで反射層２６を挟む構造を有する場合、第１基材２４および第２基材２８は、少なくとも一方が近赤外光Ｌを透過できる材料で構成されることが好ましい。また、第１基材２４および第２基材２８の両方が近赤外光Ｌを透過できる材料で構成されることがより好ましい。

光源２からの近赤外光Ｌが被照射体１８に照射されると、塗料２０中の反射材２２に近赤外光Ｌが当たる。反射材２２に照射された近赤外光Ｌは、第１基材２４および／または第２基材２８を透過して反射層２６に当たり、反射層２６によって反射される。そして、この反射された近赤外光Ｌが撮像部４によって撮像される。これにより、検知装置６による被照射体１８の検知精度を高めることができる。

好ましくは、塗料２０は反射光のピーク波長が異なる複数種の反射材２２を含有する。つまり、塗料２０には少なくとも、反射光が第１ピーク波長を有する第１の反射材２２と、反射光が第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する第２の反射材２２とが含有される。第１ピーク波長および第２ピーク波長の波長域は、ともに８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下である。

図３（Ａ）～図３（Ｅ）は、実施の形態に係る塗料２０の製造工程を示す図である。まず図３（Ａ）に示すように、第１基材２４を用意する。図３（Ａ）において（Ｉ）は第１基材２４の平面図であり、（ＩＩ）は第１基材２４の側面図である。次に、図３（Ｂ）に示すように、第１基材２４の一方の主表面に反射層２６を積層する。反射層２６は、接着や蒸着等の公知の方法で第１基材２４の表面に積層される。

続いて、図３（Ｃ）に示すように、反射層２６の第１基材２４とは反対側の主表面に第２基材２８を積層する。第２基材２８は、例えば反射層２６の表面に接着により固定される。第１基材２４、反射層２６および第２基材２８は、最終的に得られる反射材２２よりも面積（積層方向と直交する方向の大きさ）が大きい。したがって、第１基材２４、反射層２６および第２基材２８の積層によって、反射材２２の集合体３０が得られる。

続いて、図３（Ｄ）に示すように、集合体３０をダイシングして個片化し、複数の反射材２２を作製する。そして、図３（Ｅ）に示すように、得られた反射材２２を溶媒２１に添加する。これにより、塗料２０が得られる。このように、最終的に得られる反射材２２よりも大きい集合体３０を作製し、集合体３０をダイシングして複数の反射材２２を製造することで、大量の反射材２２をより簡単に製造することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る塗料２０は、車両１００から照射される光を受ける被照射体１８に塗布されるか、または被照射体１８を構成する塗料であって、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内に反射光のピーク波長を有する反射材２２を含有する。また、本実施の形態に係る被照射体１８の検知方法は、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内にピーク波長を有する近赤外光Ｌを車両１００から照射し、本実施の形態に係る塗料２０が塗布されたか、または塗料２０で構成される被照射体１８から反射される反射光を受光して、被照射体１８を検知することを含む。

このように、被照射体１８に本実施の形態の塗料２０を塗布または具備させることで、車両１００から近赤外光Ｌを照射した際に、被照射体１８をより高精度に検知することができる。特に悪天候時などの視認性が低下する状況において、被照射体１８を高精度に検知することができる。この結果、自車両の周囲に存在する物標の検知精度を高めることができ、より高精度な運転支援を実現することができる。また、車両運転の安全性を向上させることができる。

また、本実施の形態における被照射体１８は、路面標示、道路標識および車体からなる群から選択される少なくとも一種である。これにより、自車両の走行に影響を与える物標の検知精度を高めることができる。よって、車両運転の安全性をより向上させることができる。

また、本実施の形態の反射材２２は、第１基材２４と、第１基材２４の表面に積層される反射層２６と、を有する。そして、反射層２６が８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内に反射光のピーク波長を有する。第１基材２４によって反射層２６を支持することで、反射層２６の変形や損傷を抑制することができる。このため、被照射体１８を高精度に検知できる状態をより持続させることができる。

また、本実施の形態の反射材２２は、さらに第２基材２８を有し、反射層２６は第１基材２４と第２基材２８とで挟まれる。これにより、反射層２６の変形や損傷をより一層抑制することができる。

また、好ましくは、塗料２０は反射光のピーク波長が異なる複数種の反射材２２を含有する。これにより、被照射体１８の検知精度をより一層高めることができ、さらに高精度な運転支援を実現することができる。また、車両運転の安全性をさらに向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

実施の形態の反射材２２は、第１基材２４、反射層２６および第２基材２８を備えるが、反射材２２は第２基材２８を有しなくてもよい。これにより、反射材２２の製造に必要な材料を削減することができ、塗料２０の低コスト化を図ることができる。第２基材２８を有しない反射材２２は、図３（Ｃ）の工程を省略することで製造することができる。

１８ 被照射体、 ２０ 塗料、 ２２ 反射材、 ２４ 第１基材、 ２６ 反射層、 ２８ 第２基材、 １００ 車両。

Claims (6)

1. 車両から照射される光を受ける被照射体に塗布されるか、または前記被照射体を構成する塗料であって、
   ８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内に反射光のピーク波長を有する反射材を含有し、
   前記反射材は、Ｃｒ層、Ｎｉ層およびＡｕ層がこの順に積層された金属膜で構成される反射層を有し、
   前記反射層は、８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内に反射光のピーク波長を有することを特徴とする塗料。
2. 前記被照射体は、路面標示、道路標識および車体からなる群から選択される少なくとも一種である請求項１に記載の塗料。
3. 前記反射材は、第１基材と、前記第１基材の表面に積層される前記反射層と、を有する請求項１または２に記載の塗料。
4. 前記反射材は、第２基材を有し、
   前記反射層は、前記第１基材と前記第２基材とで挟まれる請求項３に記載の塗料。
5. 反射光のピーク波長が異なる複数種の前記反射材を含有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の塗料。
6. ８４０ｎｍ以上１５５０ｎｍ以下の波長域内にピーク波長を有する光を車両から照射し、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の塗料が塗布されたか、または前記塗料で構成される被照射体から反射される前記反射光を受光して、前記被照射体を検知することを特徴とする被照射体の検知方法。

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