移动体用光谱测定装置的制作方法

专利名称：移动体用光谱测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据由搭载于车辆、尤其是搭载于汽车等移动体的光谱传感器测定出的测定对象的光谱数据，识别测定对象的移动体用光谱测定装置。
背景技术：
近年，在汽车等车辆中，作为其驾驶支援装置，有不少搭载了通过识别在车辆周围动态变化的行人和信号等的状态来支援驾驶者的驾驶和意思决定的装置。另外，这种装置大多用CCD照相机等来摄像信号和行人等的状态，并且对该摄像图像实时进行图像处理来进行状态识别，将该识别的结果使用在上述的驾驶支援等。然而通常，行人由于其形状因大小和朝向、或者所持物体的有无等而发生多种变化，所以很难根据基于上述图像处理得到的形状来准确地识别其存在。此外，信号机虽然一般对于其大小和颜色的标准性高，但也很难避免因所见角度而造成的其形状发生变化等不好的情况，因此通过上述图像处理的形状识别依然存在限制。另一方面，在专利文献1中，作为识别测定对象的技术，记载了使用由光谱传感器采集的光谱数据的遥感技术。即，在此，根据还包含由搭载于航空器或人造卫星的光谱传感器拍摄到的不可见区域的多光谱图像数据，进行例如森林、田地、市区等这样的只用可见光区域很难识别的测定对象的分类、特征标记，并基于这样分类、标记特征的数据来识别测定对象。专利文献1 日本特开2000-251052号公报专利文献2 日本特开2006-145362号公报像这样，在光谱传感器中，由于观测还包含不可见区域的各波长带的亮度值(光强度)，所以通过比较每个波长的亮度值能够获知测定对象特有的特性，进而能够进行其识别。此外近年，作为这样的光谱传感器，还实现了可摄像的带域宽度宽、并且其分辨率也高到数nm 数十nm的高光谱传感器等的实用化(参照专利文献2)。为此，最近正研究着将这样的光谱传感器搭载于汽车等车辆并利用由该光谱传感器摄影的光谱数据来识别车辆周围的各种测定对象的技术。但是，在将这种光谱传感器适用于车辆等移动体的情况下，即使是相同的测定对象，也会由于天气或日照程度、路灯的亮度、道路环境等等的环境光的影响而使测定对象的光谱发生变化。因此，即使利用上述光谱传感器取得了测定对象的光谱数据，也无法避免由这样的环境光的影响造成的识别精度的下降。

发明内容
本发明是鉴于这样的实际情况而提出的，其目的在于，提供一种移动体用光谱测定装置，通过缓和环境光对由搭载于车辆等移动体的光谱传感器采集的摄像数据造成的影响，使得能够进行可靠性更高的测定对象的识别。为了达成上述目的，本发明所涉及的移动体用光谱测定装置，将能够测定波长信息和光强度信息的光谱传感器搭载于移动体，基于由该光谱传感器检测的观测光的光谱数据来识别移动体周边的测定对象，其中，具备使上述观测光的波长域及每个波长的光强度的至少一方的特征量可变的特征量可变装置、和基于与环境要素对应的控制值来控制基于上述特征量可变装置的特征量可变方式的控制器。按照上述结构，只要利用特征量可变装置，将由光谱传感器观测的观测光的波长域及每个波长的光强度的至少一方的特征量根据其方便程度的环境要素设为可变的，则即使在例如环境光发生变动这样的情况下，也能够以缓和该环境光的影响的方式适当地弥补观测光的波长域及每个波长的光强度。由此，在基于观测光的检测来识别测定对象后，能够高精度地进行其识别。在本发明的一技术方案中，作为上述特征量可变装置具备照明装置，该照明装置照射能够变更波长域及每个波长的光强度的至少一方的基准光，上述控制器基于上述控制值对从上述照明装置照射的基准光的波长域及每个波长的光强度的至少一方进行控制，来使上述观测光的特征量可变。根据上述结构，通过调整对测定对象照射的基准光的波长域及每个波长的光强度的至少一方，来调整从被照射该基准光的测定对象反射的光的波长域及每个波长的光强度、即由上述光谱传感器检测的观测光的特征量。因此，在基于由上述光谱传感器检测的光谱数据来识别测定对象后，能够对测定对象取得与环境光对应的光谱数据，从而能够高精度地进行针对测定对象的属性等的识别。在本发明的一技术方案中，上述控制器构成为能够对从上述照明装置照射的基准光进行亮灭控制。根据上述结构，通过使对测定对象照射的基准光亮灭，能够取得基准光的照射时及不照射时的各光谱数据。因此，基于基准光照射后的状态下的测定对象的光谱数据和基准光没有照射的状态下的测定对象的光谱数据的各数据能够进行测定对象的识别。在本发明的一技术方案中，作为上述特征量可变装置，具备对上述测定对象照射基准光的照明装置，上述控制器基于上述控制值对从上述照明装置照射的基准光进行亮灭控制，来使上述观测光的特征量可变。根据上述结构，通过例如在规定周期内使对测定对象照射的基准光亮灭，能够实时取得基准光的照射时及不照射时的各光谱数据。由此，基于基准光照射后的状态下的测定对象的光谱数据和基准光没有照射的状态下的测定对象的光谱数据的各数据能够进行测定对象的识别。进而，还能够利用被亮灭控制的基准光，调整从被照射该基准光的测定对象反射的光的波长域及每个波长的光强度、即调整由上述光谱传感器检测的观测光的特征量。由此，也能在基于由上述光谱传感器检测的光谱数据来识别测定对象后，针对测定对象取得与环境光对应的光谱数据，从而能够高精度地进行针对测定对象的属性等的识别。在本发明的一技术方案中，上述测定对象的识别是通过运算基于由上述控制器进行的上述基准光的亮灭控制的基准光照射时及基准光不照射时的上述观测光的各光谱数据来进行的。在通过上述亮灭控制取得的基准光照射时的光谱数据和基准光不照射时的光谱数据中，除像自发光体等那样成为光源的物体以外的光谱数据其差异较为显著。为此，按照上述结构那样，只要基于上述基准光照射时及基准光不照射时的各光谱数据的运算来进行测定对象的识别，则上述测定对象的识别也较为容易。在本发明的一技术方案中，上述观测光的各光谱数据的运算为求解上述光谱数据的差或者比的运算。按照上述结构那样，只要基于基准光亮灭期间取得的该基准光的照射时及不照射时的各光谱数据的差或者比来进行测定对象的识别，则能够进一步缓和、抑制与从照明装置照射的基准光不同的、对测定对象照射的电灯和太阳光等环境光的影响。由此，在基于这样的光谱数据的检测来识别测定对象后，能够更高精度地识别测定对象。在本发明的一技术方案中，上述测定对象的识别为基于上述观测光的各光谱数据的差分运算来进行是否为自发光体的识别。例如，在从照明装置对如反光镜等那样具有反射率高的特性的反射体照射基准光的情况下，由反射体一次反射的基准光作为观测光由上述光谱传感器检测出。另一方面，在基准光的不照射时，由于反射体自身不发光，所以环境光等反射后的光作为观测光由光谱传感器检测出。因此，在被照射基准光的对象为反射体的情况下，在基准光的照射时和不照射时各光谱数据的差分增大。此外，在从照明装置对自发光体照射了基准光的情况下，自发光体所发出的光和从照明装置照射的基准光由上述波长传感器检测出。另一方面，在基准光的不照射时，从自发光体发出的光和环境光由光谱传感器检测出。因此，在被照射基准光的对象为反射体的情况下，在基准光的照射时和不照射时各光谱数据的差分减小与自发光体发光对应的量。这样，通过基于基准光的照射时和不照射时的各光谱数据的差分来识别测定对象，能够判别测定对象是否为自发光体、或者是否为反射体。在本发明的一技术方案中，上述测定对象的环境光为由商用交流电源的供电而被点亮的电灯的光，由上述控制器进行的上述基准光的亮灭控制所涉及的亮灭周期设定为与以上述商用交流电源的交流频率为基准的周期同步的周期。由商用交流电源的供电而被点亮的荧光灯等电灯的发光基本周期为，例如在日本关东地区依照“ IOOHz基准”，在关西地区依照“120Hz基准”。基于这一点，按照上述结构那样，环境光为这样的电灯的情况下，只要以与该发光基本周期同步的方式使基准光亮灭，就能可靠地去除由基准光的照射造成的环境光的影响。在本发明的一技术方案中，在上述移动体设有对支援该移动体的驾驶的各种信息进行周期性的运算的驾驶支援系统，由上述控制器进行的上述基准光的亮灭控制所涉及的亮灭周期设定在由上述驾驶支援系统所运算的运算周期以下。在移动体为汽车的情况下，其驾驶支援系统(微型计算机)的运算周期例如为 “100msec”。为此，按照上述结构那样，只要以成为这样的驾驶支援系统的运算周期以下的方式设定基准光的亮灭周期，则能够实时监测测定对象，并且还能够提高基于该监测的测定对象的识别的移动体的驾驶支援所涉及的可靠性。在本发明的一技术方案中，上述照明装置构成为能够变更处于上述基准光的照射位置的配光，上述控制器根据识别出的测定对象一并控制由上述照明装置所照射的基准光的配光。根据上述结构，以追随基于光谱数据的检测而识别出的测定对象的形态，调整从照明装置照射的基准光的配光。由此，能够稳定地进行精度高的测定对象的识别。
在本发明的一技术方案中，上述照明装置将LED发光体作为上述基准光的光源。按照上述结构那样，通过将LED发光体设为基准光的光源，能够更容易且高精度地进行作为基准光的波长域及每个波长的光强度的调整。在本发明的一技术方案中，上述LED发光体包括分别发出波长不同的光的且被排列成列状或者矩阵形状的多个LED发光元件，上述控制器通过对这些LED发光元件的选择性驱动来控制上述基准光的波长域，并通过调整对所选择出的LED发光元件供给的电流值、或者调整对所选择出的LED发光元件施加的脉冲电压的占空比，来对上述基准光的每个波长的光强度进行控制、或者进行亮灭控制。根据上述结构，能够通过构成LED发光体的波长不同的各LED发光元件的照射/ 不照射来进行基准光的波长域的调整，从而能够利用更容易且简易的结构进行由光谱传感器检测的观测光的特征量的调整。在本发明的一技术方案中，上述照明装置将卤素灯作为上述基准光的光源。按照上述结构那样，只要将照明装置的光源设为卤素灯，就能够更简易地构成上述照明装置。在本发明的一技术方案中，上述照明装置具备覆盖上述卤素灯的表面的波长特性及透过率不同的多个光学滤光器，上述控制器通过该光学滤光器的选择来对上述基准光的波长域及每个波长的光强度的至少一方进行控制、或者进行亮灭控制。根据上述结构，从卤素灯照射的基准光，经由从波长特性及透过率不同的多个滤光器中选择的滤光器对测定对象进行照射。即，根据上述滤光器的波长特性及透过率来调整基准光的波长域及每个波长的光强度。由此，能够构成用卤素灯这样的通用性高的光源来调整上述所检测的观测光的特征量的照明装置。在本发明的一技术方案中，上述照明装置具备将从上述卤素灯照射的光按照每个波长进行分光的分光器，上述控制器通过该分光后的各波长的光的相位调整来对上述基准光的波长域及每个波长的光强度的至少一方进行控制、或者进行亮灭控制。根据上述结构，通过从卤素光源照射的基准光的相位调整，能够调整对测定对象照射的基准光的强度及波长域。由此，也能够构成用卤素灯这样的通用性高的光源来调整上述所检测的观测光的特征量的照明装置。在本发明的一技术方案中，上述照明装置具备将从上述卤素灯照射的光按照每个波长进行分光的分光器，上述控制器通过该分光后的各波长的光的选择性透过或者限制来对上述基准光的波长域及每个波长的光强度的至少一方进行控制、或者进行亮灭控制。根据上述结构，利用分光器将从卤素光源照射的光按照每个波长进行分光之后， 按照每个波张调整该分光后的光的光量。因此，通过这样的每个波长的光的光量，能够调整从照明装置照射的基准光的波长域及光强度。而且，由此，也能构成用卤素灯这样的通用性高的光源来调整上述所检测的观测光的特征量的照明装置。在本发明的一技术方案中，从上述照明装置照射的基准光由不可见区域的波长的光构成。根据上述结构，通过作为从照明装置照射的基准光采用不可见区域的波长的光， 从而即使在检测行人或车辆这样的测定对象的光谱数据的情况下，也能够不对作为上述测定对象的行人的步行和车辆的驾驶造成影响地照射基准光。
在本发明的一技术方案中，上述特征量可变装置包含使上述所搭载的光谱传感器的摄像光谱特性可变的光谱特性可变部，上述控制器基于上述控制值对由该光谱特性可变部调整过的上述摄像光谱特性进行控制来使上述观测光的特征量可变。根据上述结构，通过调整光谱传感器的摄像光谱特性，能够调整由该光谱传感器检测的观测光的特征量。因此，在基于由光谱传感器检测的光谱数据来识别测定对象后，能够取得测定对象的属性和针对测定对象的与环境光对应的光谱数据，从而能够高精度地进行测定对象的识别。另外，作为上述特征量可变装置，通过将这样的光谱特性可变部(光谱传感器)与之前的照明装置并用，还能够大幅提高调整上述的观测光的特征量时的调整程度、调整所涉及的自由度。在本发明的一技术方案中，上述搭载的光谱传感器为具备作为摄像元件的CMOS 图像传感器的光谱传感器，上述特征量可变装置包含上述CMOS图像传感器的各像素驱动器来作为上述光谱特性可变部，上述控制器通过按照与分光后的每个波长对应的上述CMOS 图像传感器的每个像素调整增益，从而控制上述摄像光谱特性来使上述观测光的特征量可变。根据上述结构，通过构成高光谱传感器的CMOS图像传感器的每行的增益的调整， 能够进行摄像素光谱的调整、进而进行上述观测光的特征量的调整。由此，能够以电的方式调整从测定对象检测的观测光的特征量，并且也不会引起作为光谱传感器的体积的增大。在本发明的一技术方案中，上述搭载的光谱传感器为针对多个摄像元件的每一个摄像元件而言使上述观测光经由波长特性及透过率均不同的光学滤光器而被取入到这些摄像元件的多光谱传感器，上述特征量可变装置包含上述波长特性及透过率不同的光学滤光器来作为上述光谱特性可变部，上述控制器通过对经由这些光学滤光器而被取入到各摄像元件的观测光进行合成，从而控制上述摄像光谱特性来使上述观测光的特征量可变。根据上述结构，通过将上述观测光经由波长特性及透过率不同的光学滤光器取入多光谱传感器的摄像元件，能够进行根据光学滤光器的波长特性及透过率调整了特征量的观测光的检测。由此，能够简易地调整从测定对象检测的观测光的特征量。在本发明的一技术方案中，上述搭载的光谱传感器为取得针对多个摄像元件的每一个而呈不同的波长域的观测光的多光谱传感器，上述特征量可变装置包含上述多个摄像元件的每一个摄像元件的驱动器来作为上述光谱特性可变部，上述控制器通过针对上述多个摄像元件的每一个摄像元件调整增益，从而控制上述摄像光谱特性来使上述观测光的特征量可变。根据上述结构，通过构成多光谱传感器的每个摄像元件的增益的调整，能够进行由多光谱传感器检测的观测光的特征量的调整。由此，也能够简易地调整从测定对象检测的观测光的特征量。在本发明的一技术方案中，上述控制器基于上述光谱传感器的检测结果来决定与上述环境要素对应的控制值。按照上述结构那样，只要基于光谱传感器的检测结果来决定使观测光的特征量可变的控制器的控制值，则能够所谓递归性地调整观测光的特征量。因此，尤其在伴随移动体的移动而环境光逐渐变化的状况下，也能对测定对象适宜地照射与环境光对应的基准光， 进而能够以更优选的形态取得光谱数据。
在本发明的一技术方案中，在上述移动体还设有检测该移动体的周边环境信息的环境信息传感器，上述控制器基于该环境信息传感器的检测结果来决定与上述环境要素对应的控制值。从上述测定对象检测的光谱数据，例如因由天气等的变化而产生的大气状态、太阳光的照射程度等而变化。基于这一点，根据上述结构，能够利用上述环境信息传感器监测大气的状态和太阳光的照射程度，并且调整根据该监测的环境要素决定的控制值、进而调整观测光的特征量。由此，即使移动体的周边环境发生变化这样的情况下，也能够进行缓和了该周边环境的影响的测定对象的识别。在本发明的一技术方案中，上述环境信息传感器为取得该移动体的周边图像的图像传感器。根据上述结构，能够利用取得移动体的周边图像的图像传感器，来高精度地监测移动体的周边环境信息。由此，能够进行与移动体的环境要素对应的控制器的控制值的决定，进而能够高精度地调整与移动体的周边环境对应的观测光的特征量。在本发明的一技术方案中，上述环境信息传感器为基于发送后的电波的反射波的接收方式来检测在该移动体周边是否存在物体、以及距物体的距离的雷达装置。根据上述结构，能够利用上述雷达装置，检测在构成测定对象的移动体周边是否存在物体。由此，能够进行与该检测的移动体周边的物体对应的控制值的设定、进而进行与移动体的环境要素对应的高精度的观测光的特征量的调整。在本发明的一技术方案中，上述移动体为在路面上行驶的汽车。本发明，按照上述结构那样，作为搭载上述光谱传感器的移动体适用于汽车而特别有效，能够可靠性高地取得对移动体、即汽车的驾驶进行支援时所需的测定对象的识别 fn息ο


图1 (a)对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第一实施方式将其结构示意表示的框图。图1(b)为表示对照明控制器及传感器控制器的控制值映射图的一个例子的图。图2(a)为表示从同实施方式的照明装置照射的基准光的光谱形状例的曲线图。 图2(b)为表示由光谱传感器检测的测定对象的光谱数据的一个例子的曲线图。图3(a) (d)为表示作为环境光的太阳光的光谱数据的随时间推移的推移例的曲线图。图4(a)及(b)为表示对同实施方式的装置的照明控制器的控制值映射图的一个例子的图。图5为表示由同实施方式的装置的照明控制器生成的基准光的光谱形状的一个例子的曲线图。图6(a) (d)为表示由同实施方式的装置的照明控制器生成的基准光的波长域及每个波长的光强度的随时间推移的推移例的曲线图。图7为对同实施方式所采用的照明装置的结构将其一个例子示意表示的立体图。图8为表示构成图7所示的照明装置的各LED发光元件的波长与透过率的关系的曲线图。图9(a)为表示对构成图7所示的照明装置的LED发光元件的光强度和电流进行控制时的供给电流与LED发光元件的光强度的关系的曲线图。图9(b)为对构成照明装置的LED发光元件的光强度进行脉冲宽度调制控制(占空控制)时的时间与施加脉冲电压的推移例的时序图。图10为表示从图7所示的照明装置照射的基准光的光谱波形的一个例子的曲线图。图11为对由同实施方式的装置的照明控制器执行的照明控制，表示其控制顺序的流程图。图12为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第二实施方式，将其采用的照明装置的结构示意表示的侧视图。图13为表示图12所示的照明装置所使用的光学滤光器的具体例的主视图。图14(a)为表示上述光学滤光器的波长特性及透过率的一个例子的曲线图。图 14(b)为表示对构成图12所示的照明装置的卤素灯供给的供给电流与光强度的关系的曲线图。图15为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第三实施方式，将其采用的照明装置结构示意表示的图。图16为表示同实施方式所采用的照明装置的一部分(相位板)的变形例的立体图。图17(a)及(b)为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第四实施方式，将其采用的照明装置的结构示意表示的局部立体图。图18为表示从图17所示的照明装置照射的基准光的波长域及每个波长的光强度的一个例子的曲线图。图19为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第五实施方式，将其采用的光谱传感器的结构示意表示的侧视图。图20为将构成图19所示的光谱传感器的CMOS图像传感器的摄像面示意表示的主视图。图21为表示对实施方式的装置的传感器控制器的控制值映射图的一个例子的图。图22为表示图19、图20所示的CMOS图像传感器的灵敏度特性(驱动特性)的一个例子的曲线图。图23为表示由同实施方式的装置的传感器控制器执行的传感器控制的控制顺序的流程图。图M为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第六实施方式，将其采用的光谱传感器的结构示意表示的立体图。图25为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第七实施方式，将其采用的光谱传感器的结构的一部分示意表示的局部立体图。图沈为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第八实施方式，将其采用的光谱传感器的结构示意表示的立体图。
图27对图沈所示的光谱传感器，(a)为表示各CXD图像传感器的增益调整部的结构的框图，(b)表示上述CXD图像传感器的增益调整方式的一个例子的线图。图^(a)对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第九实施方式，将对基准光不照射时的车辆的外部环境要素的一个例子示意表示的图。图^(b)为基准光不照射时由光谱传感器检测的光谱数据的一个例子的曲线图。图29(a)为将对同实施方式的基准光照射时的车辆的外部环境要素的一个例子示意表示的图。图四…)为表示基准光照射时由光谱传感器检测的光谱数据的一个例子的曲线图。图30为表示该实施方式所涉及的基准光的照射时/不照射时的各光谱数据的比的一个例子的曲线图。图31(a)为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第十实施方式，表示成为环境光的光源的电灯的亮灭周期的一个例子的时序图。图31(b)为表示从照明装置照射的基准光的亮灭周期的一个例子的时序图。图32(a)为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第十一实施方式，将在来自照明装置的基准光照射时对车辆的外部环境要素的一个例子示意表示的图。图32(b)为表示在同基准光照射时由光谱传感器检测的光谱数据的一个例子的曲线图。图33(a)为将来自同实施方式的装置的照明装置的基准光不照射时对车辆的外部环境要素的一个例子示意表示的图。图33(b)为表示该基准光的照射时/不照射时的各光谱数据的差分的一个例子的图。图34为将同实施方式的装置中的测定对象的一个例子示意表示的图。图35(a)为表示在该实施方式的装置中从照明装置照射的基准光的光谱形状的一个例子的曲线图。图35(b)为将在基准光照射时从测定对象检测的光谱数据的一个例子与识别条件一起表示的曲线图。图35(c)为将照射时/不照射时的各光谱数据的差分的一个例子与识别条件一起表示的曲线图。图36为表示同实施方式的装置中的测定对象的识别所涉及的判定条件的图。图37为对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的第十二实施方式，将其结构示意表示的框图。图38为表示由同实施方式的装置中的照明控制器进行的基准光的配光方式的一个例子的图。
具体实施例方式(第一实施方式)图1针对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的具体化的第一实施方式示出其简要结构。如图1(a)所示，该移动体用光谱测定装置具备控制值算出器100，该控制值算出器100算出控制值，该控制值用于例如在通过搭载于汽车等车辆的光谱传感器S观测行人和信号机、障碍物等测定对象时，对向这些测定对象照射的基准光的照射方式和光谱传感器S自身的摄像光谱特性进行控制，来使由该传感器S检测的观测光的波长域及每个波长的光强度的特征量可变。该控制值算出器100具有图1(b)所示那样的控制值映射图，由照明控制器110进行基于该控制值映射图的对照明装置120的照明控制，并且由传感器控制器140对光谱传感器S进行摄像光谱特性控制。在该控制值映射图中，作为从照明装置 120照射的基准光的控制值亦即照明值，存储有例如与基准光的能量、周期、光谱，配光等有关的信息。此外，作为光谱传感器S的摄像光谱特性的控制值亦即传感器值，存储有与灵敏度、周期、范围、分辨率等有关的信息。在此，作为由照明控制器110控制的特征量可变装置之一的上述照明装置120为，照射根据控制值算出器100的控制值映像图控制了波长域及每个波长的光强度等的基准光的部分。例如，当从该照明装置120对行人等测定对象照射例如具有图2(a)所示那样的光谱形状、即波长域及每个波长的光强度的基准光时，由该基准光反射后的光作为观测光的一部分而被光谱传感器S检测出。另外，此时，由光谱传感器 S检测的光谱数据，如图2(b)所示那样，表示与测定对象的属性对应的波长特性，并且使其特征量根据上述基准光而变化。此外，在光谱传感器S中，根据控制值算出器100所具有的控制值映射图利用传感器控制器140使其摄像光谱特性可变，由此使针对所检测的观测光的特征量变化。然后，当这样利用光谱传感器S检测到测定对象的光谱数据时，将该光谱数据取入检测器150，基于该光谱数据的特征量，来进行上述测定对象是行人还是信号机或障碍物等这样的识别。然后，将该测定对象的识别信息递归性地取入上述控制值算出器100。其中，该测定对象的识别信息，还被取入于周期性地运算对该车辆的驾驶进行支援的各种信息来对驾驶者进行导航或自动行驶控制等驾驶支援的驾驶支援系统160中，还提供于由该系统160进行的驾驶支援。此外，在上述控制值算出器100中，与由光谱传感器S测定的测定对象的光谱数据不同，取入由GPS检测的该车辆的位置信息、和由取得车辆周边图像等的图像传感器、基于所发送的电波的反射波的接收形态来检测车辆周边是否存在物体以及距物体的距离的雷达装置等构成的环境信息传感器170所检测的检测信息。由此，能够在基于上述光谱数据识别测定对象时监测能够造成影响的大气状态(天气)和车辆周围的障碍物等环境要素。这样，在控制值算出器100中，根据来自检测器150的测定对象的识别信息、或者来自环境信息传感器170的各种环境信息，决定对测定对象照射适当的基准光以及为了从光谱传感器S检测作为测定对象的适当的属性的控制值。为此，首先，在本实施方式中，对基于上述各环境要素中的日照信息调整基准光、 进而调整观测光的特征量的例子进行说明。图3表示日本国内的作为环境光的太阳光的每个波长的光强度的推移的一个例子。该图3(a) (d)分别表示15点、16点、17点、19点的太阳光的“400nm” “lOOOnm” 的每个波长的光强度的推移。此外，在图3(b) (d)中用虚线示出的曲线LO表示15点的太阳光的光谱形状。如该图3(a) (d)所示，作为环境光的太阳光的每个波长的光强度，随着时间带变化，以15点到达峰值之后逐渐下降的方式推移。因此，例如在15点和19点，即使利用光谱传感器S检测到同一测定对象的光谱数据，上述光谱数据也由于作为环境光的太阳光的每个波长域的强度变化而成为不同的值。此外，由于随着时间的经过而太阳光的每个波长的光强度下降，所以由光谱传感器S检测的光谱数据的强度无法满足用于识别测定对象所需的必要而足够的值。鉴于这样的实际情况，在本实施方式中，通过上述照明装置120，对测定对象照射以弥补作为环境光的太阳光的变化的方式调整了每个波长域的光强度的基准光。首先，参照图4 图6，对这样的基准光的调整状态进行说明。其中，图4表示上述控制值算出器100所具有的控制值映射图的一个例子，图5及图6表示基于该控制值映射图生成的基准光的光谱形状。首先，如图4(a)所示，该控制值映射图大体上按照使用车辆的国家进行划分，以与成为目的地的各个国家的日照特性对应的形态按照每个时刻设定照射强度及光谱形状。 其中，针对光谱形状，如该图4 (b)所示，如在“401nm”的波长域光强度为“0. 33”那样，在 “401nm” “ lOOOnm”之间按照每“ lnm”的单位设定光强度。然后，例如在使用国为日本且时刻为“0 00”的情况下，生成以图5所示的形态按照“400nm” “ lOOOnm”的每个波长域设定了光强度的照明强度为“100%”的基准光。其中，作为基准光的波长域，优选即使在上述波长域中也成为不可见光区域的“700nm” “ lOOOnm”的区域，由此，能够不对行人的步行和相向车等的驾驶造成影响地对测定对象照射基准光。另外，如作为与之前的图3(a) (d)对应的图的图6(a) (d)所示，基于该控制值映射图生成的基准光的每个波长的光强度，以弥补伴随时间的经过而下降的太阳光的每个波长域的光强度的方式逐渐得到提高。因此，即使在作为环境光的太阳光的每个波长域的光强度变化的情况下，也能够对测定对象照射以弥补其变化的方式调整了波长域及每个波长域的强度的基准光。由此，能够不受环境光的影响地取得测定对象的光谱数据。下面，对于这样的照明装置120的一个例子，参照图7进行说明。如图7所示，该照明装置120将由分别发出波长不同的光的矩阵形状的多个LED 发光元件构成的LED发光体作为光源。详细而言，该照明装置120包括在“400nm” “lOOOnm”之间每隔“5nm”具有不同的波长域的多个LED发光元件。该LED发光元件具有发出短波长的光的特性，其波长域取决于LED发光元件所包含的杂质的含量。另外，在本实施方式中，由在“400nm” “lOOOnm”之间每隔“5nm”调整了短波长的多个LED发光元件来构成上述LED发光体。其中，例如具有“400nm”、“500nm”、“1000nm”的波长域的LED发光元件的光谱形状，如图8的曲线Ll L3所示，仅铁定为各自的波长域表示的形状。另外，对这些各LED发光元件的每一个的光强度的调整，是通过例如如图9 (a)所示那样对供给于各 LED发光元件的电流值进行控制来执行的。S卩，如该图9(a)所示，LED发光元件的光强度与向该LED发光元件供给的电流值存在大致呈比例的关系，随着向LED发光元件供给的电流值增大而LED发光元件的光强度也提高。另外，如图9(b)所示，各LED发光元件的光强度还可通过脉冲宽度调制控制(占空控制)来调整，随着对LED发光元件施加的脉冲电压的占空比提高而向LED发光元件流动的平均电流值增大，光强度也提高。于是，通过对这样设置的各LED发光元件供给的电流的控制、即光强度的调整，生成如图10所示那样具有从各LED发光元件发出的光合成了的波长域及每个波长的光强度的基准光。下面，参照图11，对在这样的前提下由控制值算出器100及照明控制器110进行的基准光的控制方式进行说明。首先，当基于光谱传感器S的检测而取得测定对象的光谱数据时，判断该取得的光谱数据在识别测定对象后是否是具有所需的足够的强度以上(步骤sl00、S101)。在此，当判断出光谱数据的强度小于所需强度值时，从控制值映射图(图4)取得与此时的时刻对应的基准光的波长域及每个波长域的强度(步骤SlOl 是、S102)。然后，基于该取得的控制值映射图，对用于控制基准光的波长域及波长域的光强度、能量、周期、光谱的照明控制值进行映射图运算(步骤sl03)。然后，基于该取得的照明控制值，对构成照明装置120的各LED发光元件进行上述的照明控制(步骤sl04)。这样，即使在因太阳光的影响而光谱数据不满足所需强度的情况下，也通过以弥补该太阳光的方式对测定对象照射基准光，能够不受太阳光的影响地进行可靠性更高的测定对象的识别。如以上所进行的说明，根据本实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，能够得到以下所列出的效果。(1)在取得测定对象的光谱数据时，由光谱传感器S检测对测定对象照射基准光后从测定对象反射的光来作为测定对象的观测光。由此，即使在不存在太阳光这样的构成基准的光的环境下，也能够利用上述光谱传感器进行测定对象的光谱测定。(2)按照环境光中的太阳光的波长域及每个波长的光强度的变化、即以弥补特征量的方式，对从照明装置120照射的基准光的波长域及每个波长的光强度进行调整。由此， 在基于由光谱传感器S检测的测定对象的光谱数据来识别该测定对象时，可以缓和太阳光的影响、进而环境光的影响，从而能够进行可靠性更高的测定对象的识别。(3)作为照明装置120的光源，使用由分别发出波长不同的光的排列成矩阵形状的多个LED发光元件构成的LED发光体。由此，通过对各LED发光元件供给的电流值的控制、或者对各LED发光元件施加的脉冲电压的占空比的控制，能够在高精度且高自由度的基础上对基准光的波长域及每个波长的光强度进行控制。(第二实施方式)以下，参照图12 图14，对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的具体化的第二实施方式进行说明。其中，该第二实施方式将照明装置的光源设为卤素灯，其基本结构与之前的第一实施方式共通。S卩，如图12所示，本实施方式所采用的照明装置120A，由卤素灯121和覆盖该卤素灯121的表面的光学滤光变更板122构成。该光学滤光变更板122，如图13所示，由波长特性及透过率不同的多个光学滤光器122A 122H构成。另外，通过这些光学滤光器122A 122H的选择，来变更从照明装置120照射的基准光的波长域及每个波长的光强度。其中，光学滤光器122A 122C，如图14(a)所示，其透过率Ta Tc存在Ta > Tb > Tc的关系。然后，借助基准光通过这样的光学滤光器122A 122C，使其光谱形状根据各透过率Ta Tc 进行转换，从而变更基准光的波长域及每个波长的光强度。此外，该卤素灯121的强度，如图14(b)所示，具有与对该卤素灯121供给的电流值大致呈比例的关系。因此，根据该电流值的控制，也能够变更基准光的光强度。这样，根据上述照明装置120A也可以使与环境要素对应的基于控制值映射图的基准光的波长域及每个波长的光强度改变。由此，即使环境光变化的情况下，也能够以弥补其变化的方式照射基准光，进而能够取得已缓和由环境光造成的影响的光谱数据。如以上所进行的说明，根据该第二实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，能够得到与由第一实施方式得到的上述(1)及O)的效果相同的效果，并且代替上述(3)的效果能够得到以下所述的效果。(4)将照明装置120A由具有卤素灯121和波长特性及透过率不同的光学滤光器 122A 122H的光学滤光变更板122构成。由此，在进行对测定对象照射的基准光的波长域及每个波长的调整后，能够用卤素灯这样的通用性高的光源来构成上述照明装置。(第三实施方式)以下，参照图15及图16，对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的具体化的第三实施方式进行说明。其中，该第三实施方式与之前的第二实施方式一样将照明装置的光源设为卤素灯，其基本结构与之前的第一实施方式共通。此外，在该第三实施方式中，通过光的干涉来调整从照明装置照射的基准光的波长域及每个波长的光强度。S卩，在本实施方式中采用的照明装置120B，如图15所示，具备将从卤素灯121照射出的光按照每个波长进行分光的棱镜等分光器123。另外，由该分光器123按照每个波长进行分光的光，通过与上述每个波长的光对应地设置的各相位板1 而被衍射。另外，此时， 按照每个波长进行分光的光，根据各相位板124的倾斜来进行相位调整。在将通过这样的相位调整而分别进行分光的光的相位设为同相的情况下，利用光的干涉使其波长的光强度提高。另一方面，在将通过上述相位调整而分别进行分光的光的相位设为倒相的情况下，利用光的削弱性干涉使其波长的光强度减弱。然后，这样进行相位调整的按照每个波长进行分光的光作为基准光从照明装置120B照射出。此外，这样的光的干涉，如图16所示，还依赖于上述相位板IM的厚度a，还可以利用该相位板124的厚度a来调整上述基准光的波长域及每个波长的光强度。如以上所进行的说明，根据该第三实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，也能得到与由第一实施方式得到的上述(1)及O)的效果相同的效果，并且替代上述(3)的效果能够得到以下所述的效果。(5)可以通过由构成照明装置120B的相位板124进行的相位调整，来对从该照明装置120B照射的基准光的波长域及每个波长的光强度进行调整。由此，在进行对测定对象照射的基准光的波长域及每个波长的调整后，能够用卤素灯这样的通用性高的光源来构成上述照明装置。(第四实施方式)以下，参照图17及图18，对本发明所涉及的光谱测定装置的具体化的第四实施方式进行说明。其中，该第四实施方式与之前的第二及第三实施方式一样将照明装置的光源设为卤素灯，其基本结构与之前的第一实施方式共通。S卩，在本实施方式中采用的照明装置120C中，如图17(a)所示，首先，从卤素灯 121照射出的光经由狭缝1 按照每个波长进行分光。然后经由该狭缝1 按照每个波长进行分光的各光，经由平行透镜127而转换成平行光。这样例如按照“400nm”、“600nm”、 “800nm”、“ lOOOnm”分光后的平行光La Ld，经由通过调整它们的光量而进行选择性的透过及限制的多个遮蔽板128A 128D而作为基准光向测定对象照射。在此，上述遮蔽板128(128A 128D)，如将其放大图示于图17(b)那样，由一对板材U8Up及U8Do构成。另外，通过调整上述一对板材U8Up与128Do的间隔d来调整通过该遮蔽板128的平行光的光量。这样，由于通过上述遮蔽板1 进行按照每个波长进行分光后的光La Ld的选择性透过及限制，从而生成如图18所示那样具有调整了波长域及每个波长的光强度的光谱形状的基准光。这样，根据该照明装置120C也可以使与环境要素对应的基于控制值映射图的基准光的波长域及每个波长的光强度改变。由此，即使是环境光变化的情况下，也能够以弥补其变化的方式照射基准光，进而能够取得缓和了由环境光造成的影响的光谱数据。如以上所进行的说明，根据该第四实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，也能得到与由第一实施方式得到的上述(1)及O)的效果相同的效果，并且替代上述(3)的效果能够得到以下所述的效果。(6)将从卤素灯121照射的光按照每个波长进行分光，并且通过该分光后的光的选择性透过及限制，调整从照明装置120C照射的基准光的波长域及每个波长的光强度。由此，在进行对测定对象照射的基准光的波长域及每个波长的调整后，能够用卤素灯这样的通用性高的光源来构成上述照明装置。(第五实施方式)以下，以图1为主，参照图19 图22，对本发明所涉及的光谱测定装置的具体化的第五实施方式进行说明。另外，在该第五实施方式中，作为光谱传感器S使用高光谱传感器。另外，作为使关于其观测光的波长域及每个波长的光强度的特征量可变的特征量可变装置，使用使该光谱传感器S的摄像光谱特性可变的传感器控制器140，并利用该传感器控制器140来对设在光谱传感器S内的光谱特性可变部进行控制。图19及图20表示在此所使用的光谱特性可变部的简要结构。首先，如图19所示，在此作为高光谱传感器其自身构成的光谱特性可变部200，在经由狭缝201取入来自测定对象的观测光Ll之后，利用分光器202按照例如每“5nm”进行分光，并将该分光后的光L2成像于CMOS图像传感器203。然后，利用该CMOS图像传感器 203的各像素驱动器，调整成像后的观测光的特征量。图20表示该CMOS图像传感器203的摄像面的简要结构。如图20所示，该CMOS图像传感器203例如由配置成m列Xn行的矩阵形状的多个单位像素构成，能够将从该各单位像素得到的像素信号一个像素一个像素地依次读取。详细而言，CMOS图像传感器203是由m条纵列信号线和η条水平选择线设置为格子状，其中m 条纵列信号线传送从沿着垂直方向排列的η个单位像素产生的像素信号，η条水平选择线选择使沿着水平方向排列的每m个动作的单位像素。另外，利用上述纵列信号线及水平选择线一个一个地依次扫描η行Xm列的单位像素，从而得到图像信号。在此，在这样设置的CMOS图像传感器203中，将上述按照每“5nm”分光后的光L2 按照每个像素进行展开。然后，利用上述传感器控制器140，调整该CMOS图像传感器203的每个像素的增益，例如调整按照每“5nm”展开后的观测光L2的特征量。根据作为光谱特性可变部200的这样的结构，如将上述控制值算出器100的控制值映射图的一个例子示于图21那样，能够设定为了去除太阳光的影响而设定的与使用国及时刻对应的每个像素的增益。另外由此，如图22所示，按照每个波长调整CMOS图像传感器203的灵敏度特性，能够以弥补太阳光的变化的方式抽出观测光的特征量。下面，参照图23，对在这样的前提下由控制值算出器100及传感器控制器140进行的上述CMOS图像传感器203的灵敏度特性的控制方式进行说明。
首先，当基于光谱传感器S的检测而取得测定对象的光谱数据时，判断该取得的光谱数据在识别测定对象后是否是所需的足够的强度以上(步骤s200、S201)。在此，当判断出光谱数据的强度不满足所需强度时，从控制值映射图(图21)取得与此时的时刻对应的基准光的波长域及每个波长域的强度(步骤s201 是、S202)。然后，基于该取得的控制值映射图，对用于控制CMOS图像传感器203的灵敏度的传感器控制值进行映象运算(步骤 s203)。然后，基于该取得的传感器控制值，调整CMOS图像传感器203的每个像素的增益、 进而进行灵敏度特性的控制(步骤s204)。然后，根据这样进行灵敏度特性的调整后的CMOS图像传感器203，适当检测(成像)测定对象的光谱数据。由此，即使在因环境光的影响而光谱数据不满足所需强度的情况下，也能够以弥补该环境光的影响的方式调整观测光的特征量，通过该调整，能够进行不受环境光影响的可靠性更高的测定对象的识别。如以上所进行的说明，根据该第五实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，能够得到以下所述的效果。(7)基本上只通过对构成光谱传感器S (高光谱传感器)的摄像元件的CMOS图像传感器203的各像素驱动器进行控制，能够调整从测定对象检测出的观测光的特征量。(8)由于这样的观测光的特征量的调整由所谓纯电的方式进行，所以不会造成作为光谱传感器S的体积的增大。(9)在此，也可以采用省略图1所示的照明控制器110和照明装置120的结构，但如果兼备上述照明控制器110和照明装置120，并且并用之前的第一 第四实施方式中的任一种结构，则还能同时得到由这些实施方式得到的(1) (6)中的相当的效果。(第六实施方式)以下，参照图24，对本发明所涉及的光谱测定装置的具体化的第六实施方式进行说明。另外，该第六实施方式作为光谱传感器S使用多光谱传感器。另外，作为上述特征量可变装置使用传感器控制器140，并利用该传感器控制器140对设在光谱传感器S内且使其摄像光谱特性可变的光谱特性可变部进行控制。图M表示在此所使用的光谱特性可变部 210的简要结构。S卩，如图M所示，在作为多光谱传感器的一部分而构成的该光谱特性可变部210 中，首先，经由透镜211取入来自测定对象的观测光Li。然后，利用反射镜212展开该取入的观测光Ll之后，经由作为光谱特性可变部210而波长特性及透过率不同的各光学滤光器213A 213C成像于各摄像元件214A 214C。然后，通过合成这样成像于各摄像元件 214A 214C的观测光，从而以与上述各光学滤光器213A 213C的波长特性及透过率对应的形态调整摄像光谱特性。根据作为光谱特性可变部210的这样的结构，能够调整与上述各光学滤光器 213A 213C的波长特性及透过率对应的摄像光谱特性、进而调整观测光Ll的特征量。如以上所进行的说明，根据该第六实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，能够得到以下所述的效果。(10)将使观测光的特征量可变的光谱特性可变部210，由波长特性及透过率不同的光学滤光器213A 213C构成，基于经由这些各光学滤光器213A 213C取入各摄像元件214A 214C的观测光的合成来取得测定对象的光谱数据。由此，能够以缓和环境光的影响的方式调整从测定对象检测的观测光的特征量。(11)在此也可以采用省略图1所示的照明控制器110和照明装置120的结构，但如果兼备上述照明控制器110和照明装置120，并且并用之前的第一 第四实施方式中的任意结构，则还能同时得到由这些实施方式带来的上述(1) (6)中的相当的效果。(第七实施方式)以下，参照图25，对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的具体化的第七实施方式进行说明。另外，该第七实施方式代替在之前的第六实施方式中构成光谱特性可变部的光学滤光器213A 213C，而将滤光变更板215设于多光谱传感器的每个摄像元件，其基本结构与之前的第六实施方式共通。图25作为与之前的图M对应的图，表示构成该第七实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置的光谱特性可变部220。另外，在该图25中，对于与之前的图M所示的要素相同的要素标记相同的符号，省略其重复的说明。S卩，如图25所示，在该光谱特性可变部220中，构成多光谱传感器的每个摄像元件 214A 214C，均设有具备波长特性及透过率不同的多个光学滤光器215A 215H的滤光变更板215。另外，在检测上述观测光Ll时，选择性地使用每个摄像元件214A 214C的滤光变更板215的光学滤光器215A 215H，从而能够调整这些光学滤光器215A 215H的与波长特性及透过率对应的摄像光谱特性、进而调整观测光Ll的特征量。如以上所进行的说明，根据该第七实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，也能够得到与由之前的第六实施方式得到的上述(10)、(11)的效果相同的效果，并且进一步还能得到以下所述的效果。(12)将使观测光的特征量可变的光谱特性可变部220，由具有波长特性及透过率不同的多个光学滤光器215A 215H的滤光变更板215构成。另外，基于经由选择性地使用的各光学滤光器215A 215H成像于各摄像元件214A 214C的观测光的合成，来取得测定对象的光谱数据。由此，能够自由度更高地调整观测光的特征量、进而能够精度更高地识别测定对象。(第八实施方式)以下，参照图沈及图27，对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的具体化的第八实施方式进行说明。另外，该第八实施方式作为光谱传感器S也使用多光谱传感器。另外，作为上述特征量可变装置使用传感器控制器140，并利用该传感器控制器140对设在光谱传感器S内且使其摄像光谱特性可变的光谱特性可变部进行控制。图沈表示在此所使用的光谱特性可变部230的简要结构。S卩，如图沈所示，在此作为多光谱传感器的一部分而构成的该光谱特性可变部 230中，首先，经由透镜231取入来自测定对象的观测光Li。然后，利用反射镜232将该取入的观测光Ll展开之后，取入作为光谱特性可变部230的由具有驱动器的例如CCD图像传感器构成的各摄像元件233A 233C。当这样向各摄像元件233A 233C取入观测光Ll时，在此，如图27 (a)所示，针对这些摄像元件233A 233C的每一个由驱动器234A 234C分别进行增益调整。然后，通过进行这样的增益调整，例如如图27 (b)所示，根据各摄像元件233A 233C的灵敏度特性 (增益)调整上述观测光Ll的波长域及每个波长的光强度。
根据作为光谱特性可变部230的这样的结构，能够调整取入上述各摄像元件 233A 233C的观测光的每个波长域的增益(灵敏度)、进而能够调整观测光的特征量。如以上所进行的说明，根据该第八实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，能够得到以下所述的效果。(13)将使观测光的特征量可变的光谱特性可变部230，包含多个摄像元件233A 233C中的每一个摄像元件的驱动器而构成，基于取入各摄像元件233A 233C的观测光的合成来取得测定对象的光谱数据。由此，能够以缓和环境光的影响的方式调整从测定对象检测的观测光的特征量。(14)在此也可以采用省略图1所示的照明控制器110和照明装置120的结构，但如果兼备上述照明控制器110和照明装置120，并且并用之前的第一 第四实施方式中的结构，则还能同时得到由这些实施方式得到的上述(1) (6)中的相当的效果。(第九实施方式)以下，参照图观 图30，对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的具体化的第九实施方式进行说明。另外，该第九实施方式通过对从图1所示的上述照明装置120、 120A 120C照射的基准光进行亮灭控制，来实现对环境光的进一步缓和。图^(a)表示将由照明装置120进行的基准光的照射设为“断开”时的对测定对象TG的环境光的影响，图28(b)表示此时由光谱传感器S检测的光谱数据的例子。如图^(a)所示，在此的例子，存在作为外部环境要素的光源fe、Eb、Ec。另外，由上述光源Ea、Eb、Ec发出的环境光照射于作为测定对象的行人TG。因此，此时由光谱传感器S检测的光谱数据，如图^(b)所示，与作为测定对象的行人TG的光谱数据Mgl不同，包含由光源Ea、Eb、Ec发出的环境光的光谱数据Ml、SbU Scl0其中，行人TG的光谱数据Stgl，由于没有照射基准光，所以其光强度小而成为光强度 Itgl。另一方面，如图29(a)所示，当从照明装置120对行人TG照射基准光时，如在图 29(b)中与图^(b)对比表示的那样，行人TG的光谱数据Mg2，因而其光强度Itg2加强照射了基准光的程度(Itg2>>Itgl)。此外，此时检测的由光源fe、Eb、Ec发出的环境光的光谱数据&i2、Sb2、k2，由于分别为光源，所以其光强度Ia2、n32、Ic2成为比基准光不照射时的光强度IaU IbU Icl稍稍大的值，宏观而言成为“Ia2 IaU Ib2 IbU Ic2 Icl" 这样的关系。即，在基准光的照射时/不照射时，环境光的光谱数据的特征量几乎不变化， 而只是作为测定对象的行人TG的光谱数据的特征量变化。为此，在本实施方式中，对从照明装置120照射的环境光进行亮灭控制，通过在基准光的照射时/不照射时检测的各光谱数据的由检测器150进行的运算，来去除环境光的影响。将表示此时从照明控制器110赋予检测器150的基准光的“照射时/不照射时”的信息等的路径，在图1中用虚线箭头标记出。在该运算中，首先，将在基准光的不照射时由光谱传感器S检测的光谱数据设为 Α(λ)、在基准光的照射时由光谱传感器S检测的光谱数据设为Β(λ)时，根据下式(1)算出测定对象的光谱数据的TG( λ )。TG(A) = B(A)-A(λ ).·- (1)这样由上述式⑴算出测定对象的光谱数据的TGU)时，基于该TGU)和由照明装置120照射的基准光的光谱D(X)，根据下式( 算出测定对象TG的反射率Rtg。Rtg = TG(A)/D(A)-· (2)这样由上述式⑵算出测定对象TG的反射率Rtg时，基于该反射率Rtg识别测定对象。此外，基准光的不照射时的光谱数据Α( λ)与基准光的照射时的光谱数据Β( λ) 的光谱比(Β( λ )/Α( λ))，如图30所示，在环境光与基准光的相同性高时光谱比成为近似于“1”的值。而且，光谱比小于“1”时表示由环境光引起的光谱变化，光谱比大于“1”时表示由基准光引起的光谱变化。因此，基于基准光的不照射时及照射时的光谱数据Α(λ)及Β(λ)之比，能够判定只由基准光的照射产生的光谱变化，由此，能够不受环境光的影响地识别测定对象。另外，在本实施方式中，由上述照明装置120发出的基准光的亮灭控制，是在上述的车辆的驾驶支援系统160的运算周期即“100msec”以下进行。由此，即使在伴随车辆的移动而环境光的光源适当变化的情况下，也能实时进行去除该情况下的环境光的影响的测定对象的识别。此外，在该实施方式中，可以与之前的第一 第四方式并用、或者与在第五 第八组合第一 第四中任一个的方式并用，通过这样的并用也能可靠性更高地进行测定对象的识别。如以上所进行的说明，根据该第九实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，能够得到以下所述的效果。(15)对从照明装置120照射的基准光进行亮灭控制，并且基于基准光的照射时/ 不照射时的光谱数据的差或者比来进行测定对象的识别。由此，能够基于去除环境光的影响的光谱数据来进行可靠性更高的测定对象的识别。(16)将从照明装置120照射的基准光的亮灭周期设为驾驶支援系统160的运算周期即“100msec”以下。由此，在将上述光谱测定装置搭载于车辆时，能够高精度地且实时地进行测定对象的识别。(第十实施方式)以下，参照图31，对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的具体化的第十实施方式进行说明。另外，该第十实施方式通过使之前的第九实施方式中的基准光的亮灭周期与商用交流电源的交流频率同步，来更可靠地去除环境光的影响。通常，对于车辆来说尤其是在夜间等情况下成为环境光的光源的路灯等电灯，通过商用交流电源的供电来点亮。这样的电灯，如图31(a)所示，按照以商用交流电源的交流频率为基准的周期亮灭、即在日本关东地区按照“ IOOHz基准”的周期亮灭，在关西地区按照“120Hz基准”的周期亮灭。因此，即使进行从上述照明装置120照射的基准光的亮灭控制，在照射基准光的时刻和电灯等的亮灭周期上产生偏差的情况下，也很难去除环境光的影响。为此，在本实施方式中，按照图31(b)所示的方式，使从照明装置120照射的基准光的亮灭周期与成为环境光的光源的电灯的亮灭周期同步，并且将基准光的曝光时间设定为电灯的亮灭周期的一倍以上。由此，在基准光的照射时/不照射时，成为电灯发光的状态、即环境光存在的状态，从而能够可靠地取得基准光的照射时/不照射时的测定对象及环境光的光谱数据。由此，在基于基准光的照射时/不照射时的光谱数据的差或者比来去除环境光的影响后，其可靠性进一步提高。另外，在该实施方式中，也可以与之前的第一 第四方式并用、或者与在第五 第八组合第一 第四的方式并用，通过这样的并用能够以更高的可靠性进行测定对象的识别。如以上所进行的说明，根据该第十实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置，能够得到以下所述的效果。(17)使从照明装置120照射的基准光的亮灭周期，与成为环境光的光源的路灯等电灯的亮灭周期同步。由此，在通过基准光的亮灭控制来去除环境光的影响后，其可靠性进
一步提尚。(第十一实施方式)以下，参照图32 图36，对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的具体化的第十一实施方式进行说明。另外，该第十一实施方式，基于之前的第九实施方式中基准光的照射时/不照射时检测的各光谱数据的差分运算，来进行测定对象是否为自发光体的识别。图32(a)表示由照明装置120进行的基准光的照射设为“断开”时的对测定对象 TG的环境光的影响，图32(b)表示此时由光谱传感器S检测的光谱数据。首先，如图32 (a)所示，假设在车辆的移动时，作为测定对象，存在电灯311和信号机312、前方车辆的尾灯313等自发光体、设在道路端的反光镜321和设在车辆的尾灯313 内的反光镜322等高反射体。在此，假设从照明装置120对上述测定对象照射基准光，则从自发光体311 313 照射的光和从高反射体321及322反射的基准光由光谱传感器S作为观测光检测出。这样，例如从上述反光镜321检测的光谱数据，如在图32(b)中作为曲线Lrl表示的那样，由于反光镜321的反射率高所以其光谱数据的光强度也变高。因此，在只基于由光谱传感器S检测的光谱数据中的光强度来识别测定对象的情况下，造成很难判别这样的反光镜321及322是否为自发光体。另一方面，在基准光的不照射时，如图33 (a)所示，只有自发光体311 313成为光源，反光镜321及322成为只由环境光照射的状态。因此，如在图33(b)中用实线Lr2表示基准光的不照射时的反光镜321的光谱数据、且用虚线Lrl表示基准光的照射时的反光镜321的光谱数据那样，由于没有照射基准光所以其光强度下降。其结果，基准光的照射时/不照射时的各光谱数据Lrl及Lr2产生光
谱差ο为此，在本实施方式中，基于这些基准光的照射时/不照射时的各光谱数据的差分，来进行测定对象是否为自发光体的识别。另外，在本实施方式中，鉴于在全波长带域吸收光的物体中基准光的照射时/不照射时的各光谱数据的差分减小的特性，与各光谱数据的差分一起基于光谱数据的光强度来进行上述识别。下面，参照图34 图36，对测定对象是否为自发光体的识别方式进行说明。其中， 图34表示本实施方式所涉及的测定对象的一个例子。此外，图35(a)表示从照明装置对测定对象照射的基准光的光谱数据，图35(b)及图35(c)分别为将基准光的照射时及不照射时的测定对象的光谱数据与该测定对象的识别基准一起表示的图。此外另一方面，图36表示基于上述检测的光谱数据的测定对象的判别基准。首先，如图34所示，假设作为测定对象，存在作为自发光体的电灯331、作为高反射体的反光镜332、作为吸收体的前方车辆的轮胎333、另外作为低反射体的车辆的后窗玻璃334及行人335。于是，当具有图35(a)所示的光谱形状的基准光向测定对象照射时，由光谱传感器S检测出该图35(b)所示的光谱数据。在此首先，判定由该检测出的光谱数据的光强度 IO是否超过直线A，该直线A表示用于基于光强度来判定测定对象是否为自发光体的基准。此外，如图35 (c)所示，判定对测定对象的基准光的照射时/不照射时的各光谱数据的差分D是否超过直线B，该直线B表示用于基于光谱差分来判定测定对象是否为高反射体的基准。这样，进行上述检测出的光谱数据的光强度IO及差分D和判定基准A及B的判定的结果，判定为IO > A, D < B的情况下，基于图36所示的判定基准，判别测定对象为“自发光体”。此外，判定上述判定结果为IO > A, D > B的情况下，基于上述判定基准，判别测定对象为“高反射体”。此外另一方面，判定上述判定结果为IO < A, D < B的情况下，基于上述判定基准，判别测定对象为“吸收体”。另外，最后，判定上述判定结果为IO < A, D > B的情况下，基于上述判定基准，判别测定对象为“低反射体”。这样，基于光谱数据中的光强度Il及基准光的照射时/不照射时的光谱差分D，能够判别测定对象为“自发光体”、“高反射体I ”、“吸收体”、“低反射体”中的哪一个。另外，在该实施方式中，也可以与之前的第一 第四方式并用、或者与在第五 第八组合第一 第四的方式并用，通过这样的并用能够以更高的可靠性进行测定对象的识别。如以上所进行的说明，根据该第十一实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置， 能够得到以下所述的效果。(8)基于在基准光的照射时检测出的光谱数据的光强度Il和基准光的照射时/不照射时的各光谱数据的差分D，进行测定对象的识别。由此，能够更高精度地进行基于由光谱传感器S检测的光谱数据的测定对象。(第十二实施方式)以下，参照图37及图38，对本发明所涉及的移动体用光谱测定装置的具体化的第十二实施方式进行说明。另外，该第十二实施方式构成为可以变更从照明装置照射的基准光的照射位置及光度分布、亦即配光，其基本结构与之前的第一实施方式共通。图37作为与之前的图1(a)对应的图，表示该第十二实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置的简要结构。其中，在该图37中，对于与之前的图1(a)所示的各要素相同的要素分别标记相同的符号来示出，对于上述各要素的重复的说明则进行省略。S卩，如图37所示，在本实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置中，具备可以改变处于从照明装置120照射的基准光的照射位置的配光的配光用致动器130。另外，在控制值算出器100所具有的控制值映射图中，存储着根据由检测器150检测的识别信息来设定基准光的配光的控制值(参照图1 (b))。下面，参照图38对在这样的前提下所进行的基准光的配光方式进行说明。如图38所示，假设作为车辆的前方的测定对象而存在电灯401、信号机402、前方车辆403、行人404等测定对象时，首先，从照明装置120向上述各测定对象照射基准光。然后，由光谱传感器S检测上述测定对象的光谱数据时，由检测器150进行各测定对象的识别。在此，基于这样的识别信息决定对车辆的危险预测度的优先级。然后，例如假设行人404的危险预测度的优先级最高的情况下，如图38所示，利用照明控制器110使从照明装置120照射的基准光的配光偏向行人404的方式设定。然后由此，从照明装置120以偏向行人404的方式照射基准光，使光谱传感器S重点检测来自行人404的观测光。另外，在该实施方式中，也可以与之前的第1 第四方式并用、或者与在第五 第八组合第一 第四中的任一方式的方式并用，通过这样的并用能够以更高的可靠性进行测定对象的识别。如以上所进行的说明，根据该第十二实施方式所涉及的移动体用光谱测定装置， 能够得到以下所述的效果。(19)根据识别出的测定对象，使从照明装置120照射的基准光的配光可变。由此， 在基于由光谱传感器S检测的光谱数据来进行测定对象的识别后，能够选择性地且更高精度地进行测定对象的识别。(其他实施方式)另外，上述各实施方式还可以按照以下所述的方式实施。·在上述第十一实施方式中，将测定对象的识别，基于基准光的照射时/不照射时的各光谱数据的差分和基准光的照射时所检测的测定对象的光谱数据的光强度来进行。但不限于此，在能够判别在全波长带域吸收光的物体的情况下，还可以只基于各基准光的照射时/不照射时的各光谱数据的差分，来识别上述测定对象。·在上述第十二实施方式中，构成了可以改变处于基准光的照射位置的配光的照明装置，但在能够确保由从该照明装置照射的基准光取得测定对象的光谱数据时所需的照明区域的情况下，还可以省略该结构。·在上述第1及第五实施方式中，将观测光的特征量的调整基于日照比例来进行， 但除此之外，还可以基于由环境信息传感器170检测的天气等大气状态、车辆的位置信息和障碍物等对于车辆的环境要素，来调整观测光的特征量。并且，除此之外，还可以根据由用户下达的指令来进行观测光的特征量的调整。 在上述第一实施方式中，将从照明装置照射的基准光的波长域设定为“400nm” “lOOOnm”，但只要是能够基于由光谱传感器取得的光谱数据识别测定对象的波长域即可。 另外，在从观测光取得特征性光谱形状后，基准光的波长域优选为可见光区域、近红外线区域。此外，在将上述光谱传感器作为在昼夜间检测行人的无源传感器使用的情况下，基准光的波长域优选为远红外线。·在第一实施方式中，将构成照明装置120的多个LED发光元件排列成矩阵形状， 但这些LED发光元件的排列是任意的，例如还可以为单纯地排列成列状的结构。此外，只要是通过具有多个波长不同的LED发光元件来能够调整基准光的波长域的装置即可，各LED 发光元件的波长特性及各LED发光元件的排列顺序是任意的。 在上述第1 第四实施方式中，通过从照明装置120照射的基准光的波长域及每个波长的光强度的调整，来调整了观测光的特征量，但只通过从照明装置120照射基准光也能够得到作为第一实施方式的上述(1)记载的效果。其意思在于，即使是只具备单纯地照射基准光的装置的结构，也能使由光谱传感器S观测的观测光的波长域及每个波长的光强度的特征量可变。·在只使由光谱传感器S观测的观测光的波长域及每个波长的光强度的某特定特征量可变即可的情况下，无需必须对控制值算出器100赋予测定对象的识别结果和环境信息等，作为前馈性结构，可以为只具备控制值算出器100、照明控制器110及照明装置120的结构、或者只具备控制值算出器100及传感器控制器140的结构。 在上述各实施方式中，作为搭载光谱传感器的移动体假设为汽车等车辆，但作为移动体还可以为行驶在路面的摩托车、机器人等。并且不限于此，只要是搭载了光谱传感器并且基于由该光谱传感器检测的光谱数据来识别测定对象的移动体就能适用本发明。·在上述各实施方式中，进行观测光的波长域及每个波长的光强度的特征量的调整，但还可以只调整上述观测光的波长域及每个波长的光强度中的至少一方。符号说明100…控制值算出器；110…照明控制器；120、120A 120C…照明装置；121…卤素灯；122…光学滤光变更板；122A 122H…光学滤光器；123…分光器；IM…相位板；125-透镜；U6…狭缝；127…平行透镜；128U28A— 128D…遮蔽板；128Up、128D。…板材；130... 配光用致动器；140…传感器控制器；150…检测器；160…驾驶支援系统；170…环境信息传感器；200…光谱特性可变部；201…狭缝；202…分光器；203…CMOS图像传感器；210... 光谱特性可变部；211…透镜；212…反射镜；213A 213C…光学滤光器；214A 214C... 摄像元件；215…滤光变更板；215A 215H…光学滤光器；220、230…光谱特性可变部； 231…透镜；232…反射镜；233A…摄像元件；233A 233C…摄像元件；311…电灯；312…信号；313…尾灯；321…高反射体；321、322…反光镜；331…电灯；332…反光镜；333…轮胎； 334…后窗玻璃；335…行人；401…电灯；402…信号；403…前方车辆；404…行人；Ea, Eb、 Ec…光源；TG···行人(测定对象)；S…光谱传感器。
权利要求
1.一种移动体用光谱测定装置，其具备搭载于移动体的光谱传感器，该移动体用光谱测定装置的特征在于，上述光谱传感器能够测定波长信息和光强度信息，上述光谱测定装置基于由上述光谱传感器检测的观测光的光谱数据来识别上述移动体的周边的测定对象，上述光谱传感器具备使关于上述观测光的波长域及每个波长的光强度的至少一方的特征量可变的特征量可变装置；以及基于与环境要素对应的控制值来控制基于上述特征量可变装置的特征量可变方式的控制器。
2.根据权利要求1所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，作为上述特征量可变装置具备照明装置，该照明装置照射能够变更波长域及每个波长的光强度的至少一方的基准光，上述控制器基于上述控制值对从上述照明装置照射的基准光的波长域及每个波长的光强度的至少一方进行控制，来使上述观测光的特征量可变。
3.根据权利要求2所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述控制器构成为能够对从上述照明装置照射的基准光进行亮灭控制。
4.根据权利要求1所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，作为上述特征量可变装置，具备对上述测定对象照射基准光的照明装置，上述控制器基于上述控制值对从上述照明装置照射的基准光进行亮灭控制，来使上述观测光的特征量可变。
5.根据权利要求3或4所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述测定对象的识别是通过运算基于由上述控制器进行的上述基准光的亮灭控制的基准光照射时及基准光不照射时的上述观测光的各光谱数据来进行的。
6.根据权利要求5所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述观测光的各光谱数据的运算为求解上述光谱数据的差或者比的运算。
7.根据权利要求5所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述测定对象的识别为基于上述观测光的各光谱数据的差分运算来进行是否为自发光体的识别。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述测定对象的环境光为由商用交流电源的供电而被点亮的电灯的光，由上述控制器进行的上述基准光的亮灭控制所涉及的亮灭周期设定为与以上述商用交流电源的交流频率为基准的周期同步的周期。
9.根据权利要求3至7中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，在上述移动体设有对支援该移动体的驾驶的各种信息进行周期性的运算的驾驶支援系统，由上述控制器进行的上述基准光的亮灭控制所涉及的亮灭周期设定在上述驾驶支援系统的运算周期以下。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述照明装置构成为能够变更处于上述基准光的照射位置的配光，上述控制器根据识别出的测定对象一并控制由上述照明装置所照射的基准光的配光。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述照明装置将LED发光体作为上述基准光的光源。
12.根据权利要求11所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述LED发光体包括分别发出波长不同的光的且被排列成列状或者矩阵形状的多个 LED发光元件，上述控制器通过对这些LED发光元件的选择性驱动来控制上述基准光的波长域，并通过调整对所选择出的LED发光元件供给的电流值、或者调整对所选择出的LED发光元件施加的脉冲电压的占空比，来对上述基准光的每个波长的光强度进行控制、或者进行亮灭控制。
13.根据权利要求2至10中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述照明装置将卤素灯作为上述基准光的光源。
14.根据权利要求13所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述照明装置具备覆盖上述卤素灯的表面的波长特性及透过率不同的多个光学滤光器，上述控制器通过该光学滤光器的选择来对上述基准光的波长域及每个波长的光强度的至少一方进行控制、或者进行亮灭控制。
15.根据权利要求13所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述照明装置具备将从上述卤素灯照射的光按照每个波长进行分光的分光器，上述控制器通过该分光后的各波长的光的相位调整来对上述基准光的波长域及每个波长的光强度的至少一方进行控制、或者进行亮灭控制。
16.根据权利要求13所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述照明装置具备将从上述卤素灯照射的光按照每个波长进行分光的分光器，上述控制器通过该分光后的各波长的光的选择性透过或者限制来对上述基准光的波长域及每个波长的光强度的至少一方进行控制、或者进行亮灭控制。
17.根据权利要求2至16中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，从上述照明装置照射的基准光由不可见区域的波长的光构成。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述特征量可变装置包含使上述所搭载的光谱传感器的摄像光谱特性可变的光谱特性可变部，上述控制器基于上述控制值对由该光谱特性可变部调整过的上述摄像光谱特性进行控制来使上述观测光的特征量可变。
19.根据权利要求18所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述搭载的光谱传感器为具备作为摄像元件的CMOS图像传感器的光谱传感器，上述特征量可变装置包含上述CMOS图像传感器的各像素驱动器来作为上述光谱特性可变部， 上述控制器通过按照与分光后的每个波长对应的上述CMOS图像传感器的每个像素调整增益，从而控制上述摄像光谱特性来使上述观测光的特征量可变。
20.根据权利要求18所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述搭载的光谱传感器为针对多个摄像元件的每一个摄像元件而言使上述观测光经由波长特性及透过率均不同的光学滤光器而被取入到这些摄像元件的多光谱传感器，上述特征量可变装置包含上述波长特性及透过率不同的光学滤光器来作为上述光谱特性可变部，上述控制器通过对经由这些光学滤光器而被取入到各摄像元件的观测光进行合成，从而控制上述摄像光谱特性来使上述观测光的特征量可变。
21.根据权利要求18所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述搭载的光谱传感器为取得针对多个摄像元件的每一个而呈不同的波长域的观测光的多光谱传感器，上述特征量可变装置包含上述多个摄像元件的每一个摄像元件的驱动器来作为上述光谱特性可变部，上述控制器通过针对上述多个摄像元件的每一个摄像元件调整增益，从而控制上述摄像光谱特性来使上述观测光的特征量可变。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于， 上述控制器基于上述光谱传感器的检测结果来决定与上述环境要素对应的控制值。
23.根据权利要求1至21中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，在上述移动体还设有检测该移动体的周边环境信息的环境信息传感器，上述控制器基于该环境信息传感器的检测结果来决定与上述环境要素对应的控制值。
24.根据权利要求23所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于， 上述环境信息传感器为取得该移动体的周边图像的图像传感器。
25.根据权利要求23所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于，上述环境信息传感器为基于发送后的电波的反射波的接收方式来检测在该移动体周边是否存在物体、以及距物体的距离的雷达装置。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的移动体用光谱测定装置，其特征在于， 上述移动体为在路面上行驶的汽车。
全文摘要
提供移动体用光谱测定装置，缓和环境光对由搭载于车辆等移动体的光谱传感器采集的摄像数据造成的影响，使得能够进行可靠性更高的测定对象的识别。将能够测定波长信息和光强度信息的光谱传感器(S)搭载于车辆，基于由该光谱传感器(S)检测的观测光的光谱数据来识别车辆周边的测定对象。另外，具备使观测光的波长域及每个波长的光强度的至少一方的特征量可变的照明装置(120)，基于与环境要素对应的控制值，通过照明控制器(110)来控制基于该照明装置(120)的特征量可变方式。
文档编号G01J3/28GK102428356SQ200980159329
公开日2012年4月25日 申请日期2009年5月29日 优先权日2009年5月29日
发明者北浜谦一, 吉田康浩, 川真田进也, 横地泰容, 船山龙士, 远藤雅人 申请人:丰田自动车株式会社