变焦倍率算出装置及其控制方法、摄像装置以及移动体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及装载于汽车等移动体的摄像装置。
【背景技术】
[0002]以往，为了辅助驾驶员，已知有装载于汽车等移动体车辆的如下装置:使用装载有远摄透镜的摄像装置和/或装载有变焦功能的摄像装置，识别存在于本车辆行驶的前方的成为行驶障碍的物体。
[0003]例如，专利文献I的车辆用图像识别装置包括:摄像机，其拍摄图像信息，并且向图像处理单元输出图像信息；变焦透镜，其使该摄像机的拍摄角度可变；图像处理单元，其对图像信息施加预定的处理；车速传感器，其感知车速并输出速度信息；以及变焦控制单元，其根据车速传感器输出的车速信息算出拍摄角度，并且基于该算出的拍摄角度控制变焦透镜的驱动。该变焦控制单元具有如下的识别对象尺寸维持功能:保存预先设定的车速的情况下的拍摄角度来作为基准拍摄角度，控制变焦透镜以使得在由速度信息表示的车速比基准拍摄角度的情况下的车速快时，将拍摄角度取为比基准拍摄角度窄，在由速度信息表示的车速比基准拍摄角度的情况下的车速慢时，将拍摄角度取为比基准拍摄角度宽。
[0004]另外，在专利文献2的车辆用防止追尾装置中，测量前方车辆与本车辆间的车间距离。而且，公开了:保持对所得到的车间距离和图像输入单元的摄像倍率，根据作为能够将前方车辆拍摄得较大的距离而设定的一定距离而相互进行了关联的相关信息，并以这样的倍率提高前方车辆的检测精度。
[0005]另外，在专利文献3的行驶环境信息取得装置中，检测处于移动体的移动方向的对象物的位置和方向。而且，公开了:根据对象物的位置和方向，算出包括能够以按对象物的种类而预先设定的可识别对象物的图像尺寸来进行拍摄的透镜的朝向、透镜的焦点以及变焦的设定的相机设定。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献1:日本特开平7-105481号公报
[0008]专利文献2:日本特开平9-027100号公报
[0009]专利文献3:日本特开2008-060988号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的课题
[0011]本说明书公开的非限定性例示的某实施方式提供一种装置，即使装载摄像装置的移动物体正在移动，也能够以适当尺寸拍摄对象物体的像。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]本说明书公开的一实施方式涉及的变焦倍率算出装置算出在摄像装置的变焦驱动电路中使用的变焦倍率值，所述摄像装置装载于移动体，并拍摄位于移动体的周围的物体，所述变焦倍率算出装置具备:存储单元，其保持第I信息，所述第I信息表示变焦的工作的延迟时间；第I输入单元，其输入第2信息，所述第2信息指示对物体进行变焦拍摄；第2输入单元，其输入第3信息，所述第3信息表示物体相对于移动体的相对距离；第3输入单元，其输入第4信息，所述第4信息表示移动体的移动速度；运算单元，其使用输入所述第2信息时的第3信息所表示的第I相对距离、所述第I信息以及所述第4信息，算出与第I相对距离相比而移动体更接近物体的第2相对距离，并基于第2相对距离算出变焦倍率值；以及输出单元，其向变焦驱动电路输出变焦倍率值。
【附图说明】
[0014]图1是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0015]图2是说明本说明书公开的例示性实施方式中的测距传感器的工作的图。
[0016]图3是说明本说明书公开的例示性实施方式中的变焦倍率算出单元的内部构成和工作的框图。
[0017]图4是表示本说明书公开的例示性实施方式中的拍摄工作的流程图。
[0018]图5是表示本说明书公开的例示性实施方式中的变焦控制工作的流程图。
[0019]图6A是本说明书公开的例示性实施方式中的变焦倍率低的广角图像的示意图。
[0020]图6B是本说明书公开的例示性实施方式中的变焦倍率低的广角图像的示意图。
[0021]图7A是本说明书公开的例示性实施方式中的变焦倍率高的远摄图像的示意图。
[0022]图7B是本说明书公开的例示性实施方式中的变焦倍率高的远摄图像的示意图。
[0023]图8是表示从本说明书公开的例示性实施方式中的摄像装置至物体位置的相对距离与变焦工作开始起的时间的关系的图。
[0024]图9A是表示本说明书公开的例示性实施方式中的被拍摄体像脱离了图像帧的状态的远摄图像的示意图。
[0025]图9B是表示本说明书公开的例示性实施方式中的被拍摄体像从图像帧脱离的状态的远摄图像的示意图。
[0026]图10是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0027]图11是表示本说明书公开的例示性实施方式中的变焦控制工作的流程图。
[0028]图12是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0029]图13A是表示本说明书公开的例示性实施方式中的变焦控制工作的流程图。
[0030]图13B是表示从本说明书公开的例示性实施方式中的摄像装置至物体位置的相对距离与变焦工作开始起的时间的关系的图。
[0031]图13C是表示从本说明书公开的例示性实施方式中的摄像装置至物体位置的相对距离与变焦工作开始起的时间的关系的图。
[0032]图14是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0033]图15A是表示本说明书公开的例示性实施方式中的拍摄工作的流程图。
[0034]图15B是表示本说明书公开的例示性实施方式中的抖动修正工作的流程图。
[0035]图16是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0036]图17A是表示了本说明书公开的例示性实施方式中的物体位置与抖动修正的中心(图像的中心)不同的图像的示意图。
[0037]图17B是表示了本说明书公开的例示性实施方式中的物体位置与抖动修正的中心(图像的中心)不同的图像的示意图。
[0038]图18是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0039]图19是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0040]图20是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0041]图21是表示本说明书公开的例示性实施方式中的拍摄工作的流程图。
[0042]图22是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0043]图23是表示本说明书公开的例示性实施方式中的拍摄工作的流程图。
[0044]图24是本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置的框图。
[0045]图25是表示本说明书公开的例示性实施方式中的拍摄工作的流程图。
[0046]图26是表示在本说明书公开的例示性实施方式中的移动体用物体摄像装置中成为拍摄对象的物体存在多个时的工作的图。
[0047]标号说明
[0048]I透镜镜筒
[0049]Ll、2、3、31、32、4 光学透镜
[0050]2摄像光学系统
[0051]3摄像元件
[0052]11变焦驱动控制单元
[0053]10变焦倍率算出单元
[0054]20测距传感器
[0055]21相对位置算出单元
[0056]22相对角度算出单元
[0057]23相对距离算出单元
[0058]24物体位置算出单元
[0059]30移动速度传感器
[0060]31移动速度算出单元
[0061]40系统控制单元
[0062]41数字信号处理单元
[0063]50转向角传感器
[0064]51移动角度算出单元
[0065]70抖动修正控制单元
[0066]71角速度传感器
[0067]73抖动修正驱动单元
[0068]74照准位置算出单元
[0069]75低通滤波器(LPF)
[0070]76高通滤波器(HPF)
[0071]80运动矢量检测单元
[0072]81透镜镜筒驱动控制单元
[0073]201移动体
[0074]202 路面
[0075]203物体(行人)
[0076]301变焦速度表存储单元
[0077]302变焦倍率存储器
[0078]303存储器控制单元
[0079]304运算单元
【具体实施方式】
[0080](成为本发明的技术的基础的见解)
[0081]一般来说，在汽车等移动体车辆中，为了识别前方行驶区域中的特定对象物体的图像信息，使用固定焦点的透镜系统。因此，存在如下问题:在对象物体存在于本车辆的远方的情况下，检测精度会下降。进一步，在高速行驶时，由于本车辆的制动距离增加，因此希望快速地识别远方(100m以上)的对象物体。为了改善这样的问题，在专利文献I?3的装置中，具有能够放大远方的对象物体的图像信息的变焦功能。
[0082]然而，使变焦透镜移动而实现的变焦功能需要用于使变焦透镜移动预定距离的工作时间，该工作延迟时间成为使高速行驶中的特定对象物的识别性能劣化的原因。例如，在以时速10km高速行驶的情况下，车辆在一秒钟期间向前方移动了约28m之多。结果，特定对象物体与本车辆的相对距离也缩短约28m。因此，在变焦工作延迟时间为I秒的情况下，在变焦透镜到达了作为目标的预定位置的时刻，特定对象物体已经接近了约28m，图像帧内的特定对象物体所占的大小发生变化。
[0083]在专利文献I中，根据本车辆的速度信息来算出变焦倍率，在专利文献2和3中，逐次检测前方对象物体与本车辆的相对距离并算出变焦倍率，实际上，如果不考虑变焦的工作延迟时间，则变焦透镜无法在曝光时刻达到最佳位置。
[0084]进一步，一般来说，在视角(画角)变小的远摄状态下的拍摄中，存在以下问题:在原理上容易发生图像抖动，特别是在汽车等移动体上装载了变焦功能的情况下，由于行驶路面状态和/或本车辆产生的振动等，会产生图像抖动。在专利文献I?3中，公开了导入变焦功能的结构，但由于未提及图像抖动修正单元，因此，可设想实际上特定对象物体的识别性能会大幅度的劣化。
[0085]作为实现图像抖动修正的单元，分类为:光学抖动修正单元，其使抖动修正透镜向垂直于光轴方向的平面内相互正交的两个方向移动而进行修正；和电子抖动修正单元，其通过图像处理来电子地使图像挪动而进行修正。光学抖动修正单元不存在电子抖动修正单元中产生的图像劣化，为了得到良好的变焦图像，可选择光学抖动修正单元。然而，与光学变焦单元同样地，在装载于汽车等移动体的情况下，使抖动修正透镜移动的驱动机构的寿命成为冋题。
[0086]虽然有专利文献3中的拍摄顺序算出单元缩短所需要的拍摄时间，并使由物体识别所需要的处理时间的缩短、相机控制所需要的所需时间的缩短、相机的负荷减轻实现的相机寿命的延长成为可能的记载，但未提出对光学变焦单元的驱动机构的具体负担减轻方法。另外，在专利