成像系统、成像方法和载体装置与流程

1.本公开涉及成像系统、成像方法和存储介质或载体装置。


背景技术：

2.诸如隧道的目标对象的维护和管理工作可以使用检查系统来执行，该检查系统沿着隧道运行安装有成像系统的可移动设备(例如，车辆)，以使用成像系统捕获隧道的壁面的图像。
3.日本特开专利申请号2010
‑
239479公开了一种控制安装在可移动设备上的成像系统的曝光水平的技术，其中成像系统确定亮度量改变给定量或更多的光学条件改变路段(section)是否存在于可移动设备前方的距离内。如果存在亮度量改变给定量或更多的光学条件改变路段，则成像系统根据在可移动设备的行进期间发生的亮度量改变来控制曝光水平。
4.[引用文献列表]
[0005]
[专利文献]
[0006]
[专利文献1]
[0007]
jp
‑
2010
‑
239479
‑
a


技术实现要素：

[0008]
[技术问题]
[0009]
然而，专利文献1的技术在某些情况下可能对捕获图像是无效的。
[0010]
本公开内容公开了鉴于上述问题而设计的实施例，以能够适当地执行图像捕获操作。
[0011]
[问题的解决方案]
[0012]
在本发明的一个方面，一种成像系统包括:成像单元，其被构造为在成像单元被安装在可移动设备上时捕获目标对象的图像；以及曝光条件确定单元，其被构造为基于可移动设备和目标对象之间的距离，确定固定曝光条件和自动曝光(ae)条件中的任何一个作为曝光条件。
[0013]
[发明的有利效果]
[0014]
关于本公开的实施例，可以适当地执行图像捕获操作以有效地捕获图像。
附图说明
[0015]
附图旨在描绘本发明的示例性实施例，并且不应被解释为限制本发明的范围。除非明确指出，否则附图不应被视为按比例绘制。同样，相同或相似的附图标记在几个视图中表示相同或相似的部件。
[0016]
图1是示出根据本公开的实施例的成像系统的构造示例的透视图。
[0017]
图2是示出根据本公开的实施例的相机单元的构造示例的透视图。
[0018]
图3是示出根据本公开的实施例的照明单元的构造示例的透视图。
[0019]
图4是根据本公开的实施例的成像系统的硬件框图的示例；
[0020]
图5a示出当从成像系统到隧道的壁的距离短时由成像系统执行的图像捕获操作的示例，其中从移动方向观察车辆。
[0021]
图5b示出当从成像系统到隧道的壁的距离短时由成像系统执行的图像捕获操作的示例，其中车辆在隧道内移动。
[0022]
图6a示出当从成像系统到隧道的壁的距离较长时由成像系统执行的图像捕获操作的示例，其中从移动方向观察车辆。
[0023]
图6b示出当从成像系统到隧道的壁的距离较长时由成像系统执行的图像捕获操作的示例，其中车辆在隧道内移动。
[0024]
图7a示出相机单元和照明单元的相对位置/姿态的影响，其中示出相机单元和照明单元的相对位置/姿态没有波动的一种情况。
[0025]
图7b示出相机单元和照明单元的相对位置/姿态的影响，其中示出相机单元和照明单元的相对位置/姿态存在波动的另一种情况。
[0026]
图8示出引导轴和引导轴保持构件的示例性构造。
[0027]
图9示出图像捕获区域和相对于隧道的壁面倾斜的照明区域之间的关系的示例。
[0028]
图10示出分度柱塞(index plunger)的构造示例。
[0029]
图11示出相对于相机单元的图像捕获方向倾斜照明单元的投射方向的效果的示例。
[0030]
图12a是示出相机单元的光轴与照明单元的光轴的倾斜角、投射光的光分布角和照明区域之间的关系的示例的视图，其中示出相机单元、照明单元和隧道的壁面之间的关系。
[0031]
图12b是示出相机单元的光轴和照明单元的光轴的倾斜角、投射光的光分布角和照明区域之间的关系的示例的视图，其中示出当车辆离隧道的壁面最远而图像捕获区域与照明区域重叠时相机单元、照明单元和隧道的壁面之间的关系。
[0032]
图12c是示出相机单元的光轴与照明单元的光轴的倾斜角、投射光的光分布角和照明区域之间的关系的示例的视图，其中示出当车辆最接近隧道的壁面而图像捕获区域与照明区域重叠时相机单元、照明单元和隧道的壁面之间的关系。
[0033]
图12d是示出相机单元的光轴与照明单元的光轴之间的倾斜角、投射光的光分布角和照明区域之间的关系的示例的视图，其中示出当相机单元的光轴相对于照明单元的光轴以一倾斜角倾斜时相机单元、照明单元和隧道的壁面之间的关系。
[0034]
图13是示出车辆的蜿蜒与图像捕获区域和照明区域之间的示例关系的图。
[0035]
图14是根据一实施例的成像系统的操作的流程图的示例。
[0036]
图15是根据第一实施例的成像系统的功能框图的示例。
[0037]
图16a示出根据第一实施例的成像系统和隧道的壁面之间的位置关系。
[0038]
图16b示出根据第一实施例的成像系统和隧道的壁面之间检测的距离与车辆的行驶距离之间的关系。
[0039]
图17是根据第一实施例的成像系统的操作的流程图的示例。
[0040]
图18是根据第一实施例的由曝光控制单元执行的处理的流程图的示例。
[0041]
图19是根据第一实施例的修改示例的成像系统的功能框图的示例。
[0042]
图20是根据第一实施例的修改示例的成像系统的操作流程图的示例。
[0043]
图21是根据第二实施例的成像系统的功能框图的示例。
[0044]
图22a示出根据第二实施例的成像系统和隧道的壁面之间的位置关系。
[0045]
图22b示出根据第二实施例的在成像系统和隧道的壁面之间检测的距离与车辆的行驶距离之间的关系。
[0046]
图23是根据第二实施例的成像系统的操作流程图的示例。
[0047]
图24是根据第三实施例的成像系统的操作流程图的示例。
[0048]
图25是示出车辆和紧急停车区之间的关系的示意图的示例。
[0049]
图26是根据第四实施例的成像系统的操作流程图的示例。
[0050]
图27是当捕获紧急停车区的图像时通过设置固定曝光条件的成像系统的操作流程图的示例。
[0051]
图28是根据第五实施例的成像系统的操作流程图的示例。
具体实施方式
[0052]
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如这里所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。在描述附图中所示的实施例时，为了清楚起见，使用了特定的术语。然而，本说明书的公开内容并不旨在局限于如此选择的特定术语，并且应当理解，每个特定元件包括具有类似功能、以类似方式操作并且实现类似结果的所有技术等同物。在下文中，参考附图给出了用于执行本发明的构造的描述。
[0053]
在下文中，参考附图给出一个或多个实施例的描述。在每个附图中，相同的部件由相同的附图标记表示，并且可以省略重复的描述。
[0054]
在本公开中，根据一实施例的成像系统是用于捕获诸如结构(例如，隧道)的目标对象的图像的设备，以利用捕获的图像来执行目标对象的维护和管理工作。在该实施例中，成像系统被描述为安装在车辆上的图像捕获系统的示例，并且在隧道中移动车辆时捕获隧道的内壁面(以下称为隧道壁面)的图像。在本公开中，车辆是“可移动设备”的示例，行驶方向是可移动设备的“移动的方向或移动方向”的示例，隧道的壁面是“目标对象”或“对象”的示例
[0055]
(成像设备的构造)
[0056]
图1是根据一实施例的成像系统100的示例构造的透视图。成像系统100包括例如滑动单元200、相机单元300和照明单元400。
[0057]
相机单元300捕获隧道的壁面的图像。照明单元400将投射光发射到隧道的壁面上，用于使用相机单元300捕获壁面的图像。
[0058]
滑动单元200用于沿着图1中箭头所示的方向滑动相机单元300和照明单元400。可以使用滑动单元200沿着图1的箭头方向改变相机单元300和照明单元400的位置。
[0059]
滑动单元200包括例如轨道210和220、基部230、引导轴240、引导轴保持构件251和252以及框架261和262。
[0060]
相机单元300在固定到框架261的轨道210上滑动，以沿着图1的箭头方向改变位
置。类似地，照明单元400在固定到框架262的轨道220上滑动，以沿着图1所示的箭头方向改变位置。
[0061]
轨道210和220分别固定到框架261和262，使得轨道210和220的轨道轴线基本上彼此平行。基部230固定到框架261和262以连接框架261和262，并且成为成像系统100的基部。
[0062]
引导轴240是用于以更高精度稳定地滑动相机单元300和照明单元400的构件。引导轴240由例如金属圆棒制成。引导轴240(金属圆棒)的纵向方向沿着相机单元300和照明单元400的滑动方向设置。
[0063]
引导轴240由引导轴保持构件251和252保持，其中引导轴240插入分别形成在引导轴保持构件251和252上的通孔中，以使用引导轴保持构件251和252保持引导轴240。引导轴240和引导轴240附近的构件的构造和操作将在后面详细描述。
[0064]
图1示出一种构造，其中滑动单元200用于滑动相机单元300和照明单元400，但不限于此。例如，用于滑动相机单元300的一个滑动单元和用于滑动照明单元400的另一个滑动单元可以被构造为不同的单元。
[0065]
通过将相机单元300和照明单元400的滑动方向设置为与车辆的移动方向或行驶方向相交，成像系统100被附接或安装在例如车顶上。换句话说，图1的箭头方向与安装有成像系统100的车辆的移动方向相交。通过以这种布置将成像系统100安装在车辆上，相机单元300和照明单元400的位置可以在与车辆的移动方向相交的平面上改变。
[0066]
安装成像系统100的车辆部分不限于车顶。例如，如果车辆是卡车，成像系统100可以安装在前部、后部发动机罩或卡车底座上。此外，当将成像系统100安装在车顶上时，钩等可以被用作类似于车辆滑雪架。
[0067]
(相机单元的构造)
[0068]
图2是根据所述实施例的相机单元300的示例构造的透视图。
[0069]
相机单元300包括例如基板310、轨道连接构件321和322、相机331至334、轴连接构件341和342以及分度柱塞350。
[0070]
轨道连接构件321和322用于连接基板310和轨道210。轨道连接构件321和322在垂直于轨道轴线的横截面方向上具有u形部分。如果轨道210是双头轨道，则轨道连接构件321和322通过用u形部分覆盖双头轨道的一个头部而连接到轨道210。
[0071]
轨道连接构件321和322具有相同的形状，并且在轨道210的轴向方向上的两个位置处连接到轨道210。通过将基板310固定到轨道连接构件321和322，相机单元300可沿着轨道轴线的方向(图1中的箭头方向)滑动。
[0072]
相机331至334固定在基板310的平面上。相机331具有透镜单元331
‑
1和线阵电荷耦合器件(ccd)331
‑
2。透镜单元331
‑
1在线阵ccd331
‑
2的成像面上形成存在于透镜单元331
‑
1的光轴方向上的对象的图像。线阵ccd331
‑
2捕获由透镜单元331
‑
1形成的对象的图像。
[0073]
此外，光圈331
‑
1a(见图4)设置在透镜单元331
‑
1的内部。光圈331
‑
1a是具有光阑叶片的可变光阑，并且具有可以可变地改变直径的开口。通过将马达等驱动单元连接到光阑叶片并通过基于控制信号驱动所述马达，能够改变开口直径。通过这种构造，可以改变通过透镜单元331
‑
1的光量，并且可以改变由透镜单元331
‑
1形成的对象的图像的亮度。
[0074]
线阵ccd 331
‑
2是像素排列在一维(线性)方向的ccd。在本实施例中，相机331固定
到基板310，使得线阵ccd 331
‑
2的像素的排列方向与车辆的移动方向相交。由于相机332至334具有与相机331的构造相同的构造，因此将省略对其的描述。
[0075]
当隧道的虚拟横截面沿上下方向切割时，隧道具有半圆形平面，其中半圆形平面与车辆的移动方向相交。如图2所示，相机331至334径向布置，使得相机331至334的透镜的光轴与隧道的壁面相交。换言之，相机331至334径向设置在基板310的平面上以分别面向隧道的壁面。
[0076]
通过沿着相机331至334的排列方向对相机331至334分别捕获的线图像进行组合或拼接，可以根据隧道的内部形状来捕获隧道的壁面的线图像。然后，通过以预设的时间间隔从隧道内移动的车辆捕获上述线图像，并通过沿与相机331至334的排列方向正交的方向组合或拼接所捕获的线图像，可以获得隧道的区域图像(二维图像)。预设的时间间隔为线阵ccd获取线图像的时间间隔。
[0077]
在该示例情况下，相机的数量是四个，但不限于此。根据诸如隧道大小等条件，可能会增加或减少相机的数量。此外，透镜单元331
‑
1的图像放大率、视野和f数等可以根据图像捕获条件来确定。
[0078]
此外，相机331设置有如上所述的线阵ccd，但不限于此。例如，相机331可以设置有二维排列像素的面阵ccd。此外，可以使用互补金属氧化物半导体(cmos)代替ccd。
[0079]
轴连接构件341和342用于与引导轴240连接。分度柱塞350用于将相机单元300固定在滑动方向上的期望位置。稍后将详细描述轴连接构件341和342以及分度柱塞350的构造和操作。
[0080]
(照明单元的构造)
[0081]
图3是根据所述实施例的照明单元400的示例构造的透视图。
[0082]
照明单元400包括例如基板410、轨道连接构件、光源单元431至436、轴连接构件441和442以及分度柱塞450。轨道连接构件和轨道220之间的关系类似于上述轨道连接构件321和322与轨道210之间的关系。
[0083]
光源单元431至436固定到基板410的平面。光源单元431包括透镜单元431
‑
1和光源431
‑
2。
[0084]
光源431
‑
2通过透镜单元431
‑
1将投射光发射到存在于透镜单元431
‑
1的光轴方向上的对象上。此外，光圈431
‑
1a设置在透镜单元431
‑
1内部(见图4)。
[0085]
光圈431
‑
1a具有可以可变地改变直径的开口。通过改变开口直径，可以改变通过透镜单元431
‑
1投射的投影光的光量(亮度)。光源431
‑
2可以是金属卤化物灯、发光二极管(led)等。由于光源单元432至436具有与光源单元431相同的构造，因此将省略对其的描述。
[0086]
如上所述，当隧道的虚拟横截面沿着上下方向切割时，隧道具有半圆形平面，其中半圆形平面与车辆的移动方向相交。如图3所示，光源单元431至436径向布置，使得光源单元431至436的透镜的光轴与隧道的壁面相交。换言之，光源单元431至436在基板410的平面上径向布置以面向隧道的壁面。因此，照明单元400可以将线状光沿着与车辆移动方向相交的方向(线阵ccd的像素排列方向)投射到隧道的壁面上。
[0087]
在此示例情况下，光源单元的数量为六个，但不限于此。光源单元的数量可以增加或减少。此外，光源单元的数量不一定等于相机的数量。光源单元的数量可以根据诸如亮度等条件确定。此外，还可以根据图像捕获条件来确定透镜视角和f
‑
数。
[0088]
此外，如图3所示，光源单元431至436各自的位置沿透镜的光轴方向略微偏移，以防止光源单元431至436之间的物理干扰。
[0089]
轴连接构件441和442用于与引导轴240连接。分度柱塞450用于将照明单元400固定在滑动方向上的期望位置。稍后将详细描述轴连接构件441和442以及分度柱塞450的构造和操作。
[0090]
(成像系统的硬件构造)
[0091]
图4是成像系统100的硬件框图的示例。成像系统100包括例如相机单元300、照明单元400、成像控制单元110、飞行时间(tof)传感器141、惯性测量单元(imu)170和车辆速度计/行驶距离计171。
[0092]
tof传感器141测量从隧道600的壁面到tof传感器141的距离以检测从隧道600的壁面到成像系统100的距离。
[0093]
更具体地，到隧道600的壁面的距离基于从照明单元400向隧道600的壁面投射光的开始时间和由tof传感器141接收光的时间之间的时间差来测量。如果tof传感器141采用区域传感器作为光接收元件，则可以获得根据距离具有不同显示颜色的二维轮廓图像。
[0094]
imu 170测量相对于用于控制车辆500的运动或移动的三个轴的角度、角速度和加速度，并且车辆速度计/行驶距离计171测量车辆500的速度和行驶距离(移动距离)。
[0095]
由imu 170和车辆速度计/行驶距离计171测量的数据经由成像控制单元110存储在hdd 114中，并用于在执行图像处理时对壁面的图像大小和倾斜度进行几何校正。
[0096]
相机单元300包括例如透镜单元331
‑
1、332
‑
1、333
‑
1和334
‑
1，以及线阵ccd 331
‑
2、332
‑
2、333
‑
2和334
‑
2。进一步地，透镜单元331
‑
1设置有光圈331
‑
1a，透镜单元332
‑
1设置有光圈332
‑
1a，透镜单元333
‑
1设置有光圈333
‑
1a，以及透镜单元334
‑
1设置有孔334
‑
1a。在图4中，为了简化附图的描述，仅示出透镜单元331
‑
1、光圈331
‑
1a和线阵ccd 331
‑
2，而省略了其他透镜单元、光圈和线阵ccd。
[0097]
照明单元400包括例如透镜单元431
‑
1、432
‑
1、433
‑
1、434
‑
1、435
‑
1和436
‑
1，以及光源431
‑
2、432
‑
2、433
‑
2、434
‑
2、435
‑
2和436
‑
2。进一步地，透镜单元431
‑
1设置有光圈431
‑
1a，透镜单元432
‑
1设置有光圈432
‑
1a，透镜单元433
‑
1设置有光圈433
‑
1a，透镜单元434
‑
1设置有光圈434
‑
1a，透镜单元435
‑
1设置有光圈435
‑
1a，以及透镜单元436
‑
1设置有光圈436
‑
1a。在图4中，为了简化附图的描述，仅示出透镜单元431
‑
1、光圈431
‑
1a和光源431
‑
2，而省略了其他透镜、光圈和光源。
[0098]
如图4所示，成像控制单元110包括例如中央处理单元(cpu)111、只读存储器(rom)112、随机存取存储器(ram)113、硬盘驱动器(hdd)114、外部接口(i/f)115和蜂鸣器116，它们通过系统总线117彼此电连接。成像控制单元110是计算机的示例。
[0099]
rom 112存储各种程序、数据和设置信息，ram 113临时存储程序和数据。cpu 111将各种程序、数据和设置信息从rom 112读取到ram 113上，并执行各种程序、数据和设置信息以实现对成像系统100的整体控制和图像数据的处理。图像数据的处理包括例如组合或拼接由相机331至334分别捕获的线图像的处理，以及组合或拼接由来自在隧道内移动的车辆的相机331至334沿车辆的移动方向以预设时间间隔捕获的线图像的处理。此外，cpu 111可以实现稍后参考图15至18详细描述的各种功能。
[0100]
由cpu 111实现的图像数据的控制、处理和各种功能中的一些或全部可以通过现
场可编程门阵列(fpga)和专用集成电路(asic)来实现。
[0101]
hdd 114存储从相机单元300输入的图像数据，以及从tof传感器141、imu 170和车辆速度计/行驶距离计171输入的传感器数据。
[0102]
外部i/f 115实现用于操作成像系统100的用户接口的功能，以及用于成像系统100与诸如个人计算机(pc)的外部设备通信数据和信号的接口的功能。
[0103]
蜂鸣器116产生蜂鸣声以向用户通知警告。
[0104]
此外，成像控制单元110可以经由外部i/f 115连接到外部设备，例如个人计算机(pc)，从而成像控制单元110和外部设备可以被构造为彼此发送和接收数据，例如图像数据。
[0105]
(图像捕获方法、操作、效果)
[0106]
在下文中，给出根据所述实施例的成像系统100的操作和效果的描述。
[0107]
在成像系统100中，相机单元300和照明单元400可以使用滑动单元200滑动，然后固定在基于给定道路结构在与车辆的移动方向相交的方向上的长度确定的两个位置处。
[0108]
给定道路结构的长度是人行道在与车辆的移动方向相交的方向上的宽度。
[0109]
人行道是供行人通行的道路，它是与车辆道路一起建造的，并且是在结构上进行分隔以允许行人通行的道路的一部分。人行道的宽度因人流量而异，例如约1.5m至3m。
[0110]
如果人行道的宽度为1.5m，则可以基于人行道的宽度设置两个位置之间的间距或间隔为1.5m。替代地，如果人行道的宽度为3m且超过车辆的宽度，则根据人行道的宽度确定的两个位置之间的间距或间隔可以设置为车辆的最大宽度。
[0111]
如果除人行道外还有审核路径或路边带，则基于人行道宽度确定的两个位置之间的间距或间隔，可以确定为人行道的宽度和审核路径的宽度之间或人行道的宽度和路边带的宽度之间的差值长度。
[0112]
当在两个位置获取图像时，将相机单元300和照明单元400固定在基于与车辆移动方向相交的方向上的人行道宽度确定的两个位置之一，以获取目标区域中隧道的区域图像。然后，将相机单元300和照明单元400固定在两个位置中的另一个位置，以获取目标区域中隧道的区域图像。
[0113]
在下文中，将参考图5和图6给出从两个位置捕获隧道600的壁面的图像的方法的描述。图5示出当从成像系统100到隧道600的壁面的距离较短时由成像系统100执行的图像捕获操作的示例。图5a是示出从移动方向观察的车辆500的图。图5b示出车辆500在隧道600内移动或行驶的状态。
[0114]
如图5a所示，成像系统100固定在车辆500的车顶上。当沿移动方向观察时，相机单元300和照明单元400朝向滑动单元200的右端移动，并且分别通过分度柱塞350和450(见图2和3)固定到滑动单元200。
[0115]
如图5b所示，交通车道710在道路700的左侧，而交通车道720在道路700的右侧。在交通车道720中，车辆500沿一个方向移动。
[0116]
在该示例情况下，人行道730设置在交通车道710的一侧(车辆500的对向交通车道)。由于在交通车道720的一侧没有人行道，与当车辆500在具有人行道730的交通车道710上移动时相比，车辆500在更靠近隧道600的壁面的位置处移动。
[0117]
相机单元300和照明单元400设置在远离车辆500的左侧面对的隧道600的壁面的
位置，其中相机单元300和照明单元400沿着车辆500的移动方向被设置在滑动单元200的右端。在该示例情况下，相机单元300和照明单元400的位置在下文中被称为位置a。
[0118]
图5b中的虚线100a代表成像系统100的图像捕获区域。换言之，成像系统100捕获隧道600的整个壁面中对应于由虚线100a指示的图像捕获区域的第一区域600a(由粗线指示)的图像。如粗线所示，成像系统100捕获从隧道600的上壁面到下壁面(即，隧道的壁端和地面之间的边界)的图像。
[0119]
通过在移动车辆500的同时使用成像系统100执行图像捕获操作，从隧道600的入口到出口捕获隧道600右半部(见图5b)的壁面的图像。
[0120]
图6示出当从成像系统100到隧道600的壁面的距离较长时由成像系统100执行的图像捕获操作的示例。图6a是示出从移动方向观察的车辆500的示意图。图6b示出车辆500在隧道600内移动或行进的状态。省略了与图5相同的部分，仅针对图6描述了不同之处。
[0121]
在图6a和6b的示例情况下，当沿着移动方向观察时，相机单元300和照明单元400朝向滑动单元200的左端移动，并且分别通过分度柱塞350和450(见图2和3)固定到滑动单元200。
[0122]
在图6b的示例情况下，车辆500沿着车辆500的移动方向在交通车道710上移动，其中从后侧观察车辆500。
[0123]
在图6b的示例情况下，人行道730设置在交通车道710的一侧，该交通车道是车辆500行驶的车道。也就是说，车辆500沿着相反方向在与图5b所示的交通车道相反的交通车道上移动。在图6b的示例情况下，与在交通车道侧没有人行道的情况(图5b)相比，当从车辆500观察时，车辆500在远离隧道600的壁面的位置移动。
[0124]
在图6b的该示例情况下，相机单元300和照明单元400设置靠近车辆500的左侧面对的隧道600的壁面的位置，其中相机单元300和照明单元400沿着车辆500的移动方向设置在滑动单元200的左端。在该示例情况下，相机单元300和照明单元400的位置在下文中被称为位置b。
[0125]
图6b中的虚线100b表示成像系统100的图像捕获区域。换句话说，成像系统100捕获隧道600的整个壁面中对应于由虚线100b指示的图像捕获区域的第二区域600b(由粗线指示)的图像。如粗线所示，成像系统100捕获从隧道600的上壁面到下壁面(即，隧道的壁端和地面之间的边界)的图像。
[0126]
通过在移动车辆500的同时使用成像系统100执行图像捕获操作，从隧道600的入口到出口捕获隧道600右半部的壁面的图像(见图6b)。
[0127]
通过组合或拼接在图5的状态下捕获的壁面图像和在图6所示的状态下捕获的壁面图像，可以获得从隧道600的入口到出口的隧道600的整个壁面的图像。
[0128]
在上述构造中，期望相机单元300的每个相机通过重叠相机单元300的每个相机的图像捕获区域来捕获图像。为了通过组合或拼接图像来创建单个显影视图图像，希望通过在天花板部分重叠图像来捕获在没有人行道的一侧的图像(见图5)和在有人行道的另一侧的图像(图6)。换句话说，当通过沿一个方向然后沿相反方向移动车辆500来捕获隧道600的壁面的图像时，期望在捕获图像时在与车辆500的移动方向相交的方向上重叠一个方向的图像捕获区域和相反方向的图像捕获区域，以防止隧道600的壁面的图像丢失。
[0129]
在该实施例中，相机单元300和照明单元400的位置可以根据人行道的存在和不存
在被切换到位置a和b，然后被固定，由此从更靠近车辆500的壁面到成像系统100的距离(即，到对象的距离)可以被设置为基本上恒定的值。结果，不管有没有人行道，都可以执行设置用于聚焦、图像扩大和照明单元亮度的公共图像捕获操作条件的图像捕获操作。此外，由于隧道600的右半壁的图像和左半壁面的图像可以在共同的图像捕获操作条件下捕获，因此可以容易地执行组合或拼接这些图像的图像处理。
[0130]
因此，可以适当地捕获隧道600的壁面的图像，而不需要复杂的工作量，例如相机的焦点调节和结构的横截面形状的测量。
[0131]
此外，还可以获得以下效果。例如，如果在车辆移动的同时执行相机焦点调节，则调节机构可能由于移动车辆的振动以及诸如突然制动、快速加速等不规则运动而失效。
[0132]
此外，如果调节机构采用具有凸轮槽和凸轮从动件的凸轮机构，则凸轮从动件可能由于车辆运动引起的振动而在凸轮槽上逐渐移动，然后聚焦条件可能改变。此外，如果通道中的灰尘进入凸轮机构内部，可能会发生故障。
[0133]
关于该实施例，由于在车辆移动时不执行相机的焦点调节，因此可以降低这些故障的概率。此外，由于该实施例的滑动机构简单，因此可以降低装置或设备的成本。此外，可以降低计算成本，因为不需要复杂的图像处理，例如检测对象纹理的对比度以调整聚焦。
[0134]
此外，当在黑暗且具有较小特征值的隧道内移动时，难以检测图像的对比度。如果要以足够的精度执行对比度检测，则需要具有更高灵敏度和更高成本的成像元件。根据该实施例，可以减少这些技术困难和成像元件的成本。
[0135]
此外，当相机单元使用线成像元件时，仅获得一个线图像，导致难以使用捕获的图像来调整聚焦。根据该实施例，由于焦点调节不使用捕获的图像，所以线成像元件可以用于相机单元。利用这种构造，可以以稍后将描述的更高的照明效率来执行图像捕获操作。
[0136]
此外，除了上述效果之外，还可以获得以下效果。例如，假设当执行图像捕获操作时，相机单元300和照明单元400被放置在相对偏离隧道600的中心的位置。隧道600的中心是指在隧道600的半圆形横截面形状中半圆的近似中心。
[0137]
在这种情况下，相对于隧道600的天花板附近的壁面图像(由图2中的相机331获取的图像)和隧道600的地面附近的壁面图像(由图2中的相机334获取的图像)，成像扩大条件的差异变得更大。结果，存在图像的分辨率在隧道600的天花板和地面附近之间波动很大的问题。
[0138]
这个问题可以通过执行jp
‑
2011
‑
095222
‑
a中描述的一种方法来解决，在该方法中，车辆通过忽略交通车道沿着道路的中心移动，以通过设置到隧道的壁面的基本相同的距离来捕获隧道的壁面的图像
[0139]
然而，这种方法可能不方便，因为图像捕获操作是在夜间当道路上的车辆数量少时执行的，或者是通过在图像捕获操作期间由于担心与迎面而来的车辆碰撞而阻塞道路交通来执行的。此外，如果在隧道中的道路上设置中间带，则不能使用沿着道路的中心移动的车辆来执行图像捕获操作。
[0140]
相比之下，关于该实施例，当车辆500靠近和远离隧道600的壁面时，相机单元300和照明单元400可以被设置为更靠近隧道600的中心，从而可以减小隧道的每个区域中的图像捕获操作条件的差异。因此，在交通车道上移动车辆时，在不阻碍交通车道上车辆的道路交通的情况下，可以以较少的麻烦执行图像捕获操作，例如隧道600的天花板附近和隧道
600的地面附近之间的图像分辨率的差异。
[0141]
在该实施例中，滑动单元200用于沿着图1所示的箭头方向改变位置，但不限于此。例如，滑动单元200可以用于在与车辆的移动方向相交的平面上沿着任何方向改变位置。
[0142]
在该实施例中，相机单元300和照明单元400使用滑动单元200沿着图1所示的箭头方向固定在不同的两个位置，但不限于此。例如，相机单元300和照明单元400可以固定在与车辆的移动方向相交的平面上从隧道的壁面延伸的方向上的不同的两个位置。
[0143]
下文描述了“从隧道的壁面延伸的方向”。如上所述，当沿着从上到下的方向切割隧道的虚拟横截面时，隧道具有半圆形平面，其中半圆形平面与车辆的移动方向相交。因此，对于隧道的壁面，靠近地面的壁面面向水平方向，而天花板附近的壁面面向基本竖直的向下方向。“从隧道的壁面延伸的方向”是指根据隧道的壁面上的位置不同而不同的方向。地面附近的“从隧道的壁面延伸的方向”基本上是水平方向。另一方面，“从天花板附近的隧道的壁面延伸的方向”基本上是竖直向下的方向。
[0144]
在下文中，给出了引导轴240的构造和操作的描述。
[0145]
相机单元300和照明单元400是分离的部件，并且独立地滑动。因此，当没有应用引导轴240时，存在俯仰、偏航、滚动等可能分别在相机单元300和照明单元400滑动时随机发生的可能性。
[0146]
此外，当成像系统100将从车辆500拆卸时，相机单元300和照明单元400的相对位置和/或姿态(以下称为“相对位置/姿态”)可以变化。此外，相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态可以由于移动车辆的振动而变化，并且相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态可以由于构件的变形而变化，例如框架261和262以及基板310和410由于温度效应而变形。
[0147]
如果出现这种波动，则投射光可能不会充分或适当地照射到相机单元300的图像捕获区域，从而由于亮度不足而无法捕获图像。
[0148]
图7示出当相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态波动并且由此投射光没有适当地照射相机单元300的图像捕获区域时的示例情况。图7a示出相机单元300和照明单元400的位置/姿态没有波动的一种情况。图7b示出相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态波动的另一种情况。
[0149]
图7a示出车辆500沿箭头所示方向从上方观察的视图。隧道600具有壁面。图像捕获区域361表示相机单元300的图像捕获区域，并且隧道600的壁面与图像捕获区域361重叠的部分成为壁面上的相机单元300的图像捕获区域。照明区域461表示照明单元400的照明区域，并且隧道600的壁面与照明区域461重叠的部分成为壁面上的照明单元400的照明区域。
[0150]
在图7a的示例情况下，由于相机单元300和照明单元400之间的位置/姿态没有波动，所以相机单元300的图像捕获区域与照明单元400的照明区域重叠。换句话说，投射光适当地将光照亮或发射到图像捕获区域上。
[0151]
另一方面，在图7b的示例情况下，相机单元300和照明单元400之间的位置/姿势独立地变化，其中图像捕获区域362和照明区域462从图7a的状态改变，并且隧道600的壁面上的图像捕获区域和照明区域不彼此重叠。换句话说，由于相机单元300和照明单元400之间的位置/姿态的波动，投射光不能适当地照亮或发射光到图像捕获区域上。
[0152]
特别地，在该实施例中，线阵ccd用作成像元件，以在车辆500的移动方向上缩小图像捕获区域(区)。在这种情况下，投射光集中在狭窄的范围内，使得照明效率变得更高，这在需要足够量的投射光(以下称为照明光量)的黑暗隧道内是优选的。
[0153]
另一方面，由于沿着车辆500的移动方向的图像捕获区域被设置得更窄，所以当相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态波动时，投射光可能不会适当地将光照亮或发射到相机单元300的图像捕获区域上。
[0154]
因此，为了防止投射光对图像捕获区域的不适当照明，成像系统100包括引导轴240。在下文中，将参照图8描述引导轴240。图8示出根据所述实施例的引导轴240和引导轴保持构件251和252的示例性构造。
[0155]
在图8中，引导轴240由引导轴保持构件251和252保持(见图1)。轴连接构件341和342固定到相机单元300的基板310。
[0156]
此外，轴连接构件341和342分别设置有通孔341
‑
1和342
‑
1。通过将引导轴240插入穿过通孔341
‑
1和342
‑
1，引导轴240和相机单元300彼此连接。类似地，通过将引导轴240插入穿过设置到轴连接构件441和442上的通孔，引导轴240和照明单元400彼此连接。
[0157]
相机单元300和照明单元400可以在联接到引导轴240的同时滑动。换句话说，公共构件可以用作滑动的引导件。
[0158]
因此，当相机单元300的位置/姿势和照明单元400的位置/姿势中的任何一个波动时，另一个相应地改变。也就是说，相机单元300和照明单元400可以滑动和停止，同时保持相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态。利用这种构造，可以减少相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态的波动，并且可以防止投射光不能充分地照亮或发射光到图像捕获区域上的问题。
[0159]
图9示出当相机单元300相对于隧道600的壁面倾斜时相机单元300的图像捕获区域的示例，以及当照明单元400相对于隧道600的壁面倾斜时照明单元400的照明区域的示例。
[0160]
在图9的示例情况下，照明单元400用投射光466照射隧道600的壁面，该投射光466是具有光轴465的发散光。投射光466的光分布角(发散角)α约为1.65度。相机单元300捕获隧道600的壁面的图像。相机单元300具有光轴365。
[0161]
当相机单元300和照明单元400的相对位置由于车辆500的蜿蜒驱动操作(例如，路线改变)而波动时，如图9所示，相机单元300和照明单元400可以分别相对于隧道600的壁面倾斜。在这种情况下，由于保持了相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态，如图9所示，因此可以保持相机单元300的图像捕获区域与照明单元400的照明区域重叠的状态。
[0162]
利用这种构造，即使当相机单元300和照明单元400的位置由于车辆500的蜿蜒驱动操作而波动时，相机单元300的图像捕获区域也可以被照明单元400适当地照亮。在该实施例中，使用线阵ccd，但是即使当使用面阵ccd等时，也可以获得相同的效果。
[0163]
在下文中，参考图10给出了分度柱塞350和450的构造和操作的描述。图10示出分度柱塞350和450的构造示例。
[0164]
在图10的示例情况下，分度柱塞350固定到相机单元300的基板310的平面，并且分度柱塞450固定到照明单元400的基板410的平面。
[0165]
如上所述，相机单元300在轨道210上滑动，而照明单元400在轨道220上滑动。由于
分度柱塞350和450具有相似的构造和操作，因此仅描述分度柱塞450。
[0166]
分度柱塞450包括例如柱塞451和柱塞保持构件452。柱塞451具有朝向地面侧突出的具有圆棒形状的销、具有朝向地面侧施加到销的偏压力的弹簧、以及按压销和弹簧的弹簧按压构件。柱塞保持构件452保持柱塞451。
[0167]
滑动单元200的基部230设置有装配孔231，用于在照明单元400的滑动方向上将销装配到照明单元400将被固定的位置。因此，当分度柱塞450通过在基部230上滑动照明单元400而移动，并且柱塞451的销存在于装配孔231不存在的任何位置时，柱塞451的销接触基部230，但是不用于固定照明单元400。
[0168]
然后，当分度柱塞450通过在基部230上滑动照明单元400而移动，并且柱塞451的销到达装配孔231存在的位置时，柱塞451的销通过弹簧的偏压力突出到装配孔231中，并且与装配孔231接合。利用这种构造，照明单元400不能滑动，从而照明单元400被固定。当要释放或取消照明单元400的固定状态以使照明单元400能够再次滑动时，手动地操作固定释放机构以释放或取消照明单元400的固定状态。
[0169]
在该实施例中，基部230在滑动方向上分别在对应于位置a的位置处具有装配孔，在对应于位置b的位置处具有装配孔。利用这种构造，照明单元400可以固定在与车辆的移动方向相交的平面上的不同的两个位置。类似地，相机单元300可以使用分度柱塞350固定在与车辆的移动方向相交的平面上的不同的两个位置。
[0170]
在该实施例中，分度柱塞450装配到设置在基部230上的装配孔231中，以固定照明单元400，但不限于此。例如，销可以装配并固定到设置在框架262和轨道220上的装配孔中，以固定照明单元400，或者照明单元400可以通过与基部230接触来固定，以设定照明单元400在基部230上的位置，然后使用螺栓等作为夹紧构件将照明单元400固定在基部230上。
[0171]
在下文中，参考图11给出从照明单元400发射的投射光的投射方向相对于相机单元300的图像捕获方向倾斜的效果的示例的描述。
[0172]
与图7a和7b类似，图11示出当从上方观察时车辆500在箭头所示的方向上移动。图像捕获方向363是相机单元300的图像捕获方向，并且与相机单元300的透镜的光轴方向同义。图像捕获区域364表示要由相机单元300捕获的区域。隧道600的壁面和图像捕获区域364彼此重叠的部分对应于壁面上的相机单元300的图像捕获区域。
[0173]
投射方向463是照明单元400的投射方向，并且与照明单元400的透镜的光轴方向同义。照明区域464表示由照明单元400照射的区域。隧道600的壁面和照明区域464彼此重叠的部分对应于壁面上的照明单元400的照明区域。
[0174]
如上所述，当相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态由于车辆500的移动期间的振动而波动时，照明单元400的投射方向不能充分地照亮或发射光到相机单元300的图像捕获区域上，导致由于亮度不足而不能捕获图像的问题。
[0175]
因此，在该实施例中，照明单元400的投射方向相对于相机单元300的图像捕获方向倾斜，以照亮隧道600的壁面上的图像捕获区域。在图11的示例情况下，示出使用具有倾斜角θ的投射光照亮隧道600的壁面上的图像捕获区域的状态。
[0176]
如上所述，通过倾斜照明单元400的投射方向以将图像捕获区域设置在车辆的移动方向上的照明区域的中心附近，可以防止投射光不能充分发光或将光发射到图像捕获区域上的问题。
[0177]
图12a、12b、12c和12d是示出相机单元300的光轴365和照明单元400的光轴465的倾斜角θ、投射光的光分布角α、从相机单元300到隧道600的壁面的距离l和照明区域s之间的关系的示例的视图。
[0178]
图12a示出相机单元300、照明单元400和隧道600的壁面之间的一个示例关系。在图12a中，相机单元300的光轴365垂直于隧道600的壁面，并且从照明单元400发射的投射光466的光轴465相对于相机单元300的光轴365以倾斜角θ倾斜。该“垂直”并不意味着精确的90度，而是可以根据隧道600的壁面的倾斜度和车辆500的蜿蜒性从90度稍微偏移到某个程度。这个“垂直”在下面的描述中是相同的。
[0179]
投射光466以光分布角α将光发射到隧道600的壁面上。假设从相机单元300到隧道600的壁面的距离l由于车辆500的蜿蜒驱动操作等而从“lmin”波动或变化到“lmax”。照明区域s是隧道600的壁面上的投射光466的照明区域。投射光是照亮圆形区域的光，并且照明区域s指示圆形区域的直径。然而，投射光不限于照亮圆形区域的光，而是可以是照亮矩形区域和椭圆形区域的光。
[0180]
图12b示出当车辆500离隧道600的壁面最远而相机单元300的图像捕获区域与照明单元400的照明区域s重叠时，相机单元300、照明单元400和隧道600的壁面之间的另一示例关系。
[0181]
作为一个示例，当倾斜角θ为2.5度并且光分布角α为1.65度时，照明区域s变为330毫米。在这种情况下，当从相机单元300到隧道600的壁面的距离为5200毫米时，相机单元300在隧道600的壁面上的光轴365位于照明区域s的一端(图12b中的最右端)。因此，从相机单元300到隧道600的壁面的距离5200mm代表最大距离“lmax”的示例，其可以保持相机单元300的图像捕获区域与照明单元400的照明区域s重叠的状态。
[0182]
图12c示出当车辆500最接近隧道600的壁面而相机单元300的图像捕获区域与照明单元400的照明区域重叠时，相机单元300、照明单元400和隧道600的壁面之间的另一示例关系。
[0183]
作为一个示例，当倾斜角θ为2.5度并且光分布角α为1.65度时，照明区域s变为330毫米。在这种情况下，当从相机单元300到隧道600的壁面的距离为2600毫米时，相机单元300在隧道600的壁面上的光轴365位于照明区域s的一端(图12c中最左端)。因此，从相机单元300到隧道600的壁面的距离2600mm是最小距离“lmin”的示例，其可以保持相机单元300的图像捕获区域与照明单元400的照明区域重叠的状态。
[0184]
在上面，照明单元400通过照射具有光分布角α的发散光将投射光投射到隧道600的壁面上，但是不限于此，并且可以使用平行光。
[0185]
当发射或投射发散光时，隧道600的壁面上的图像捕获区域可以根据从照明单元400到隧道600的壁面的距离而改变。从照明单元400到隧道600的壁面的距离l越长，可以照射的区域越宽。
[0186]
另一方面，当平行光从照明单元400发射或投射时，隧道600的壁面上的特定区域可以被照亮，而不管从照明单元400到隧道600的壁面的距离l如何。
[0187]
在上面，相机单元300的光轴365的方向被设置为垂直于隧道600的壁面，并且照明单元400的光轴465相对于相机单元300的光轴365倾斜，但不限于此。
[0188]
例如，如图12d所示，照明单元400的光轴465的方向可以设置为垂直于隧道600的
壁面，并且相机单元300的光轴365可以相对于照明单元400的光轴465倾斜。图12d示出当相机单元300的光轴365相对于照明单元400的光轴465以倾斜角θ倾斜时，相机单元300、照明单元400和隧道600的壁面之间的另一示例关系。换句话说，照明单元400的光轴465和相机单元300的光轴365可以彼此倾斜倾斜角θ。
[0189]
如上所述，通过倾斜照明单元400的光轴465和相机单元300的光轴365，投射光可以被引导到相机单元300的图像捕获区域。即使隧道600的壁面上的水平图像捕获区域(用于图像捕获操作的水平视野)较窄，相机单元300的图像捕获区域也可以用从照明单元400发射的投射光适当地照明。
[0190]
此外，当引导轴240用于组合保持相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态之间的关系的一种结构和通过倾斜投射方向来照明投射光的另一种结构时，相机单元300的图像捕获区域可以用从照明单元400发射的光适当地照明。换句话说，当线阵ccd被用作成像元件并且以较高照明效率的状态执行图像捕获操作时，可以防止由照明单元400发射的投射光不能充分发光或将光发射到相机单元300的图像捕获区域上的问题。
[0191]
此外，即使到隧道的壁面的距离由于车辆的蜿蜒和不同的隧道尺寸而波动，也可以防止由照明单元400发射的投射光不能充分照亮或发射到相机单元300的图像捕获区域上的问题。
[0192]
图13是示出车辆500的蜿蜒与相机单元300的图像捕获区域和照明单元400的照明区域之间的示例关系的图。车辆500在图13中箭头所示的方向上蜿蜒行进时移动。
[0193]
如图13的右侧所示，当从相机单元300到隧道600的壁面的最大距离“lmax”为5200毫米时，隧道600的壁面上的相机单元300的光轴365位于照明区域s的一端(图13中最左端)。也就是说，隧道600的壁面上的相机单元300的光轴365位于一个限制位置，该限制位置能够保持相机单元300的图像捕获区域与照明单元400的照明区域重叠的状态。
[0194]
另一方面，如图13的左侧所示，当从相机单元300到隧道600的壁面的最小距离“lmin”为2600毫米时，隧道600的壁面上的相机单元300的光轴365位于照明区域s的一端(图13中的最右端)。也就是说，隧道600的壁面上的相机单元300的光轴365位于另一个限制位置，该另一个限制位置可以保持相机单元300的图像捕获区域与照明单元400的照明区域重叠的状态。
[0195]
在2.5度的倾斜角θ和1.65度的光分布角α的条件下(见图12a)，当从相机单元300到隧道600的壁面的距离l在2600毫米至5200毫米的范围内时，允许车辆500的蜿蜒。
[0196]
(成像设备的操作)
[0197]
在下文中，参考图14给出成像系统100的操作的描述。图14是成像系统100的操作流程图的示例。
[0198]
首先，在步骤s141中，成像系统100安装在车辆500上。
[0199]
然后，在步骤s142中，使用滑动单元200将相机单元300和照明单元400固定到位置a。在步骤s142中，相机单元300和照明单元400的滑动以及相机单元300和照明单元400在位置a的固定可以由用户手动执行。
[0200]
然后，在步骤s143中，在将车辆500从隧道600的入口移动到出口的同时，执行隧道600中不具有人行道730的第一区域600a的图像捕获操作。在步骤s143中，当车辆500进入隧道600的入口时，图像捕获操作开始。用户可以执行开始图像捕获操作的指令。
[0201]
当车辆500到达隧道600的出口时，图像捕获操作停止。用户可以执行停止图像捕获操作的指令。在这个阶段，隧道600的一半壁面的图像数据被存储在hdd 114中。
[0202]
然后，在步骤s144中，使用滑动单元200将相机单元300和照明单元400固定到位置b。在步骤s144中，相机单元300和照明单元400的滑动以及相机单元300和照明单元400在位置b的固定可以由用户手动执行。
[0203]
然后，在步骤s145中，当在与步骤s143中的移动方向相反的方向上将车辆500从隧道600的出口移动到入口时，执行隧道600中具有人行道730的第二区域600b的图像捕获操作。类似于上述，图像捕获操作的开始和停止指令可以由用户手动执行。利用这种构造，隧道600的整个壁面的剩余一半的图像被捕获并存储在hdd 114中。
[0204]
然后，在步骤s146中，用户检查或确认捕获的图像是否有任何问题。如果捕获的图像没有问题(步骤s146:否)，则图像捕获操作完成。另一方面，如果捕获的图像有任何问题(步骤s146:是)，则该序列返回到步骤s142，并且再次执行图像捕获操作。
[0205]
结果，结构(例如，隧道)的壁面的图像可以被适当地捕获，而没有复杂的工作负荷，例如在图像捕获操作期间相机的焦点调节和结构的横截面形状的测量。
[0206]
在该实施例中，相对于滑动单元200执行相机单元300和照明单元400在位置a和b处的固定，但是相机单元300和照明单元400的固定可以相对于车辆500执行。在下文中，给出相机单元300和照明单元400固定到车辆500的描述。
[0207]
相机单元300和照明单元400附接到车辆固定基板。在位置a的情况下，通过使用钩子固定相机单元300和照明单元400，车辆固定基板沿着移动方向固定在车顶的右端。
[0208]
在位置b的情况下，通过使用钩子固定相机单元300和照明单元400，车辆固定基板沿着移动方向固定在车顶的左端。
[0209]
此外，类似于引导轴240和引导轴保持构件251和252的构件设置在车辆固定基板上，以将轴连接构件341和342以及轴连接构件441和442和引导轴240彼此连接。利用这种构造，可以减少相机单元300和照明单元400的相对位置/姿态之间的相对关系的波动的影响。
[0210]
在将相机单元300和照明单元400固定到车辆500的该示例情况下，成像系统100可以不具有滑动单元200。此外，相机单元300和照明单元400可以分别不具有分度柱塞350和450。
[0211]
如上所述，即使当相机单元300和照明单元400固定到车辆500时，也可以获得将相机单元300和照明单元400固定在滑动单元200的位置a和位置b的相同效果。
[0212]
(第一实施例)
[0213]
在下文中，给出了根据本公开的第一实施例的成像系统100a的描述。
[0214]
当在隧道内执行图像捕获操作时，成像系统优选地基于隧道中的亮度水平(下文中，捕获光量)来控制用于调节光的曝光量的曝光条件。然而，当捕获隧道的壁面的图像时，成像系统和隧道的壁面之间的距离在隧道的对应于设置在隧道中道路一侧的紧急停车区的部分处变化很大。如果成像系统和隧道的壁面之间的距离改变，则照明距离或照射距离改变，然后捕获的光量改变很大。在这种情况下，由于对捕获光量的变化的跟随控制或跟踪控制的延迟，曝光条件不能被适当地控制，从而在捕获的图像上可能出现白色部分或黑色部分，由此图像捕获操作可能不能被适当和有效地执行。
[0215]
相比之下，关于第一实施例，基于在成像系统100a和隧道的壁面之间检测的距离，
图像捕获操作时的曝光条件可以被确定为固定曝光条件和自动曝光条件(ae条件)中的任何一个。在本说明书中，固定曝光条件也可以称为锁定曝光条件。通过基于在图像捕获操作时确定的曝光条件来控制曝光水平，即使在成像系统100a和隧道的壁面之间检测的距离改变，从而捕获光量改变，成像系统100a也可以在合适的曝光条件下有效地捕获图像。
[0216]“白色部分”指的是在捕获图像的明亮部分中色阶丢失并变成“完全白色”(过度曝光)的现象。“黑色部分”指的是在捕获图像的暗部分中色阶丢失并且变得“完全黑色”(曝光不足)的现象。此外，紧急停车区是指用于设置在道路的左侧或右侧的紧急停车区的空间，例如高速公路或绕行道路，具有给定的间隔。此外，曝光条件是指当执行图像捕获操作时确定曝光水平(曝光量)的条件。此外，固定曝光条件表示在不考虑实际检测到的捕获光量的情况下固定或锁定在特定曝光水平的曝光条件，而自动曝光条件是根据实际检测到的捕获光量改变曝光条件的曝光条件。
[0217]
在下文中，将详细描述成像系统100a。
[0218]
(第一实施例的成像系统的功能构造)
[0219]
在下文中，参考图15给出第一实施例的成像系统100a的功能构造的描述。图15是成像系统100a的功能框图的示例。如图15所示，成像系统100a包括例如距离检测单元120、光量检测单元130、成像单元140、光单元150和控制单元160。
[0220]
距离检测单元120检测成像系统100a和隧道600的壁面之间在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离，并将检测的距离数据输出到控制单元160的曝光条件确定单元161。距离检测单元120由tof传感器141实现。
[0221]
当成像系统100a执行图像捕获操作时，光量检测单元130检测捕获光量，并将检测到的捕获光量数据输出到控制单元160的曝光控制单元162。在隧道600中检测到的捕获光量包括，例如，在从照明单元400发射的照明光撞击隧道600的壁面之后从隧道600的壁面反射的一种光，以及当环境光或自然光(例如太阳光)撞击隧道600的壁面时从隧道600的壁面反射的另一种光。此外，除了照明单元400的照射或照明之外，如果在隧道600的壁面上照射附加的光以控制曝光，则隧道600的壁面的捕获光量还包括从隧道600的壁面反射的被附加的光照射的光。
[0222]
光量检测单元130由为相机单元300提供的线阵ccd 331
‑
2实现。然而，光量检测单元130不限于此。例如，光量检测单元130可以由线阵ccd 331
‑
2、332
‑
2、333
‑
2和334
‑
2中的至少一个来实现。此外，除了相机单元300之外，可以提供用于检测光量的光学传感器，例如光电二极管(pd)，并且光量检测单元130的功能可以由光学传感器实现。
[0223]
由相机单元300实现的成像单元140捕获隧道600的壁面的图像，并获取捕获的图像。
[0224]
由照明单元400实现的光单元150将光发射到隧道600的壁面上，以便在成像单元140的图像捕获操作期间确保捕获的光量。
[0225]
控制单元160主要确定成像单元140的曝光条件，并控制成像单元140的曝光处理。具体地，控制单元160包括例如曝光条件确定单元161、曝光控制单元162、存储单元163、输入输出单元164和完成确定单元165。
[0226]
曝光条件确定单元161基于由距离检测单元120检测的距离数据，将成像单元140的曝光条件确定为固定曝光条件和自动曝光(ae)条件中的任何一个。
[0227]
更具体地，当检测的距离等于或小于第一阈值时，曝光条件确定单元161将成像单元140的曝光条件确定为自动曝光(ae)条件，并且当检测的距离大于第一阈值时，曝光条件确定单元161将成像单元140的曝光条件确定为固定曝光条件(锁定曝光条件)。在确定曝光条件是固定曝光条件和自动曝光条件(ae)中的任何一个之后，曝光条件确定单元161将确定结果输出到曝光控制单元162。在本公开中，第一阈值是基于用于成像单元140的线阵ccd的动态范围确定的值。此外，如果检测的距离等于或小于第一阈值，则第一阈值被确定为不会在捕获的图像中引起“白色部分”和“黑色部分”的给定值。
[0228]
在下文中，给出曝光控制单元162的描述。在第一实施例中，曝光条件包括例如线阵ccd的曝光时间(快门速度)、线阵ccd接收的光的输出电压的放大率(增益)、为相机单元300提供的光圈的直径和照明单元400的照射光量中的至少任何一个。
[0229]
如图15所示，曝光控制单元162包括例如曝光时间控制单元1621、增益控制单元1622、光圈控制单元1623、照明控制单元1624。曝光控制单元162与成像单元140通信，使得成像单元140在固定曝光条件下或自动曝光(ae)条件下捕获图像。
[0230]
当在自动曝光(ae)条件下执行图像捕获操作时，曝光控制单元162基于由光量检测单元130检测到的捕获光量来计算曝光条件，然后在计算出的曝光条件下执行自动曝光(ae)控制。由于可以使用能够自动确定曝光控制值的已知曝光程序来计算自动曝光(ae)条件的曝光控制值，所以省略了自动曝光(ae)条件的计算的详细描述。
[0231]
曝光时间控制单元1621基于由光量检测单元130检测的捕获光量数据来控制线阵ccd 331
‑
2、332
‑
2、333
‑
2和334
‑
2中的每一个的曝光时间。
[0232]
此外，增益控制单元1622基于上述捕获光量数据控制每个线阵ccd331
‑
2、332
‑
2、333
‑
2和334
‑
2的放大率(增益)。
[0233]
此外，光圈控制单元1623基于上述捕获光量数据控制每个光圈331
‑
1a、332
‑
1a、333
‑
1a和334
‑
1a的直径。
[0234]
此外，照明控制单元1624基于上述捕获光量数据控制为照明单元400提供的光源431
‑
2、432
‑
2、433
‑
2和434
‑
2中的每一个的照明光量。
[0235]
此外，线阵ccd 331
‑
2、332
‑
2、333
‑
2和334
‑
2中的每一个的曝光时间可以相同或不同地设置。此外，线阵ccd 331
‑
2、332
‑
2、333
‑
2和334
‑
2中的每一个的放大率(增益)可以相同或不同地设置。此外，光圈331
‑
1a、332
‑
1a、333
‑
1a和334
‑
1a中的每一个的直径可以相同或不同地设置。此外，光源431
‑
2、432
‑
2、433
‑
2和434
‑
2中的每一个的照明光量可以相同或不同地设置。
[0236]
由诸如图4的ram 113的存储设备实现的存储单元163存储由曝光控制单元162计算的曝光条件数据。
[0237]
由外部i/f115实现的输入
‑
输出单元164用作输入和输出数据和信号的接口。
[0238]
完成确定单元165确定由成像系统100a执行的隧道600的壁面的图像捕获操作是否已经完成。例如，完成确定单元165比较由车辆速度计/行驶距离计171计算的行驶距离(移动距离)和存储在诸如hdd114(图4)的存储设备中的隧道600的长度，以确定图像捕获操作是否已经完成。如果由车辆速度计/行驶距离计171计算的行驶距离(移动距离)变成隧道600的长度，则完成确定单元165确定图像捕获操作已经完成。替代地，完成确定单元165可以被构造为经由输入输出单元164从成像系统100a的操作者(用户)接收终止指令，以确定
图像捕获操作是否已经完成。
[0239]
(第一实施例的成像系统的操作)
[0240]
在下文中，参考图16至17给出成像系统100a的操作的描述。
[0241]
图16a和16b是图示成像系统100a的操作示例的图。图16a示出成像系统100a和隧道600的壁面之间的位置关系。图16b示出成像系统100a和隧道600的壁面之间的检测距离与车辆500的行驶距离之间的关系。
[0242]
在图16a中，安装有包括相机单元300、照明单元400和tof传感器141的成像系统100a的车辆500在道路700上沿粗箭头151和152指示的方向(在图16a中从左到右)行驶。图16a中中心所示的车辆500a表示车辆500已经沿粗箭头151的方向行驶之后的状态，而图16a中右侧所示的车辆500b表示车辆500已经从车辆500a的状态沿粗箭头152的方向移动之后的状态。
[0243]
在本公开中，相机单元300是成像单元140的示例，照明单元400是光单元150的示例，并且tof传感器141是距离检测单元120的示例。
[0244]
在图16a中，图像捕获区域364指示相机单元300的图像捕获区域，并且由虚线指示的照明区域464指示照明单元400的照明区域。如图16a所示，照明单元400将光发射到隧道600的壁面上，并且相机单元300在与车辆500的行驶方向相交的方向上捕获隧道600的壁面的图像。
[0245]
在图16a中，由长点划线表示的激光142表示从tof传感器141发射到隧道600的壁面上，然后从隧道600的壁面反射到tof传感器141的激光束。tof传感器141使用激光142以足够的采样率检测成像系统100a和隧道600的壁面之间的距离。
[0246]
在图16a中，隧道600的壁面被指示在车辆500的下方，并且隧道600的面对存在于图16a中左侧位置的车辆500的壁面被表示为壁面601。
[0247]
当车辆500在粗箭头151所示的方向上行驶，并且车辆500成为存在于图16a中的中心位置的车辆500a时，隧道600的壁面在隧道600的壁面上具有凹入部分，例如在道路700的侧面上构造的紧急停车区701，其中成像系统100a和紧急停车区701的壁面602之间的距离与成像系统100a和壁面601之间的距离相比变得更长。随着到壁面602的距离增加，从照明单元400发射到壁面602的光扩散，从而从壁面602反射的光量减少。因此，当车辆500到达车辆500a的所述位置时，捕获的光量减少，从而由相机单元300捕获的壁面602的图像变得比由相机单元300捕获的壁面601的图像暗。
[0248]
当车辆500a进一步沿由粗箭头152指示的方向行驶，并且车辆500a变成存在于图16a中右侧位置的车辆500b时，隧道600不具有紧急停车区701，因此成像系统100a和壁面603之间的距离变得等于成像系统100a和壁面601之间的距离。此外，壁面603的图像捕获操作期间的捕获光量变得等于壁面601的图像捕获操作期间的捕获光量。
[0249]
在图16b中，横轴表示车辆500的行驶距离。行驶距离对应于图16a中车辆500的行驶距离。此外，在图16b中，垂直轴表示从成像系统100a到由tof传感器141检测的隧道600的距离(下文中，检测距离)。在图16b中，垂直轴越高，检测的距离越长。
[0250]
在图16b中，路段153表示到壁面601的距离是由tof传感器141检测的路段。类似地，路段154表示到壁面602的距离是由tof传感器141检测的路段，路段155表示到壁面603的距离是由tof传感器141检测的路段。在路段154中，与在路段153处检测的距离和在路段
155处检测的距离相比，由于紧急停车区701，检测的距离变长。此外，在路段153处检测的距离和在路段155检测的距离是相等的。
[0251]
成像系统100a从存在于图16a中左侧位置的车辆500开始壁面601的图像捕获操作。在路段153中，曝光条件确定单元161将相机单元300的曝光条件确定为自动曝光(ae)条件。当车辆500行驶时，在由粗箭头151指示的方向上移动的同时，相机单元300在自动曝光(ae)条件下捕获壁面601的图像。
[0252]
当车辆500进入路段154时，由tof传感器141检测的距离突然变化。基于检测的距离的突然变化，曝光条件确定单元161检测到车辆500已经进入具有紧急停车区701的路段154(参见图16a中的车辆500a)，然后曝光条件确定单元161将曝光条件从自动曝光(ae)条件切换到固定曝光条件，并将曝光条件固定或锁定到在车辆500进入路段154之前使用的特定曝光条件。然后，相机单元300在固定曝光条件下捕获壁面602的图像。当车辆500a在路段154中行驶时，曝光控制单元162在固定曝光条件下设置相机单元300的曝光水平，并且还同时计算自动曝光(ae)条件，然后指示存储单元163存储为自动曝光(ae)条件计算的曝光条件数据。
[0253]
然后，当车辆500a已经通过路段154然后进入路段155时(参见图16a中的车辆500b)，由tof传感器141检测的距离突然改变，然后由tof传感器141检测的距离变得与由tof传感器141在路段153检测的距离相同。基于检测的距离的突然变化，曝光条件确定单元161检测到车辆500已经通过路段154(参见图16a中的车辆500a和车辆500b)，然后曝光条件确定单元161将曝光条件从固定曝光条件切换到自动曝光(ae)条件。然后，曝光控制单元162停止将曝光条件数据存储到存储单元163。然后，相机单元300在自动曝光(ae)条件下捕获壁面603的图像。
[0254]
然后，当车辆500离开隧道600时，成像系统100a终止图像捕获操作。在上述操作中，当执行一个图像捕获操作(第一次图像捕获操作)时，路段154中使用的固定曝光条件可能不适合图像捕获操作，因此壁面602的图像可能包括“白色部分”或“黑色部分”。在这种情况下，成像系统100a执行另一图像捕获操作(第二次图像捕获操作)以在合适的曝光条件下捕获壁面602的图像。
[0255]
当执行第二次图像捕获操作时，曝光控制单元162读出在第一次图像捕获操作期间计算并存储在存储单元163中的曝光条件数据，然后曝光控制单元162基于读出的曝光条件数据设置新的曝光条件，用于在用于执行第二次图像捕获操作的新曝光条件下捕获图像。关于曝光条件数据，由于在车辆500刚刚已进入部分154之后获得的曝光条件数据和在车辆500刚刚已通过路段154之前获得的另一曝光条件数据可能不适合于计算自动曝光(ae)条件，这是由于对捕获光量的变化的跟随控制或跟踪控制的延迟。因此，可以优选地使用在第一次图像捕获操作期间车辆500在隧道600的路段154中行驶时获得的曝光条件数据的平均值来确定曝光条件数据。
[0256]
在下文中，参考图17给出成像系统100a的操作流程图的示例的描述。
[0257]
在步骤s171中，车辆500开始行驶。
[0258]
然后，在步骤s172中，曝光条件确定单元161将曝光条件确定为自动曝光(ae)条件，然后成像单元140在自动曝光(ae)条件下执行隧道600的壁面的图像捕获操作。
[0259]
然后，在步骤s173中，距离检测单元120检测成像系统100a与隧道600的壁面之间
在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离，然后将检测的距离数据输出到曝光条件确定单元161。
[0260]
可以适当改变步骤s172和s173的处理顺序，并且可以并行执行步骤s172和s173。
[0261]
然后，在步骤s174中，曝光条件确定单元161确定检测距离是否等于或小于第一阈值(检测距离≤第一阈值)。
[0262]
如果曝光条件确定单元161在步骤s174中确定检测的距离等于或小于第一阈值(步骤s174：是)，则曝光条件确定单元161确定曝光条件为自动曝光(ae)条件，并将确定结果输出到曝光控制单元162。
[0263]
然后，在步骤s175中，成像单元140在自动曝光(ae)条件下捕获隧道600的壁面的图像。
[0264]
相比之下，如果曝光条件确定单元161在步骤s174中确定检测的距离大于第一阈值(步骤s174：否)，则曝光条件确定单元161确定曝光条件为固定曝光条件，并将确定结果输出到曝光控制单元162。然后，序列进行到步骤s176。
[0265]
然后，在步骤s176中，成像单元140在固定曝光条件下捕获隧道600的壁面的图像。
[0266]
然后，在步骤s177中，曝光控制单元162计算自动曝光(ae)条件的曝光条件数据。
[0267]
然后，在步骤s178中，曝光控制单元162使用存储单元163存储计算出的曝光条件数据。
[0268]
然后，在步骤s179中，完成确定单元165确定由成像系统100a执行的隧道600的壁面的图像捕获操作是否已经完成。
[0269]
如果完成确定单元165在步骤s179中确定图像捕获操作已经完成(步骤s179：是)，则成像系统100a终止图像捕获操作。相比之下，如果完成确定单元165在步骤s179中确定图像捕获操作尚未完成(步骤s179：否)，则成像系统100a使序列返回到步骤s173，并执行步骤s173和后续步骤。
[0270]
以此方式，成像系统100a可以捕获隧道600的壁面的图像。
[0271]
(通过曝光控制单元的处理)
[0272]
以下，参照图18给出由曝光控制单元162执行的处理的流程图的示例的描述。
[0273]
在步骤s181中，光量检测单元130检测捕获光量数据“i”，并将检测到的捕获光量数据“i”输出到曝光控制单元162。
[0274]
然后，在步骤s182中，曝光控制单元162确定捕获光量数据“i”是否大于目标值“ig”。
[0275]
如果曝光控制单元162在步骤s182中确定捕获光量数据“i”大于目标值“ig”(步骤s182：是)，则在步骤s183中，光圈控制单元1623确定是否可以缩小光圈331
‑
1a、332
‑
1a、333
‑
1a和334
‑
1a的直径以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”。
[0276]
如果光圈控制单元1623在步骤s183中确定可以减小光圈的直径(步骤s183：是)，则在步骤s184中，光圈控制单元1623减小每个光圈的直径以改变捕获光量数据“i”到目标值“ig”。然后，曝光控制单元162终止该处理。
[0277]
相比之下，如果光圈控制单元1623在步骤s183中确定不能减小光圈的直径(步骤s183：否)，则在步骤s185中，曝光时间控制单元1621确定线阵ccd 331
‑
2、332
‑
2、333
‑
2和334
‑
2可以减少以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”。
[0278]
如果曝光时间控制单元1621在步骤s185中确定可以减少线阵ccd的曝光时间(步骤s185：是)，则在步骤s186中，曝光时间控制单元1621减少每个线阵ccd的曝光时间以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”，然后曝光控制单元162终止该处理。
[0279]
相比之下，如果曝光时间控制单元1621在步骤s185中确定不能减少线阵ccd的曝光时间(步骤s185：否)，则在步骤s187中，增益控制单元1622确定是否可以减少每个线阵ccd的放大率(增益)，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”。
[0280]
如果增益控制单元1622在步骤s187中确定可以降低每个线阵ccd的放大率(增益)(步骤s187:是)，则在步骤s188中，增益控制单元1622降低每个线阵ccd的放大率(增益)，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”，然后曝光控制单元162终止该处理。
[0281]
相比之下，如果增益控制单元1622在步骤s187中确定不能降低每个线阵ccd的放大率(增益)(步骤s187：否)，则在步骤s189中，照明控制单元1624确定是否可以降低每个光源431
‑
2、432
‑
2、433
‑
2、434
‑
2、435
‑
2和436
‑
2的照明光量，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”。
[0282]
如果照明控制单元1624在步骤s189中确定可以减少每个光源的照明光量(步骤s189:是)，则在步骤s190中，照明控制单元1624减少每个光源的照明光量，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”，然后曝光控制单元162终止该处理。
[0283]
相比之下，如果照明控制单元1624在步骤s189中确定每个光源的照明光量不能减少(步骤s189:否)，则在步骤s191中，曝光控制单元162指示蜂鸣器116(图4)产生警告声音，指示捕获光量数据“i”不能改变为目标值“ig”，然后曝光控制单元162将序列返回到步骤s181，并从步骤s181继续该序列。此外，代替产生警告声音，警告消息可以经由外部i/f115显示在用户界面屏幕上，以向用户通知警告消息。
[0284]
相比之下，如果曝光控制单元162在步骤s182中确定捕获光量数据“i”等于或小于目标值“ig”(步骤s182:否)，则在步骤s192中，照明控制单元1624确定是否可以增加每个光源的照明光量以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”。
[0285]
如果照明控制单元1624在步骤s192中确定可以增加每个光源的照明光量(步骤s192:是)，则在步骤s193中，照明控制单元1624增加每个光源的照明光量，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”，然后曝光控制单元162终止该处理。
[0286]
相比之下，如果照明控制单元1624在步骤s192中确定不能增加每个光源的照明光量(步骤s192:否)，则在步骤s194中，增益控制单元1622确定是否可以增加每个线阵ccd的放大率(增益)，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”。
[0287]
如果增益控制单元1622在步骤s194中确定可以增加每个线阵ccd的放大率(增益)(步骤s194:是)，则在步骤s195中，增益控制单元1622增加每个线阵ccd的放大率(增益)，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”，然后曝光控制单元162终止该处理。
[0288]
相比之下，如果增益控制单元1622在步骤s194中确定不能增加每个线阵ccd的放大率(增益)(步骤s194:否)，则在步骤s196中，曝光时间控制单元1621确定是否可以延长每个线阵ccd的曝光时间，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”。
[0289]
如果曝光时间控制单元1621在步骤s196中确定可以延长每个线阵ccd的曝光时间(步骤s196:是)，则在步骤s197中，曝光时间控制单元1621延长每个线阵ccd的曝光时间，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”，然后曝光控制单元162终止该处理。
[0290]
相比之下，如果曝光时间控制单元1621在步骤s196中确定每个线阵ccd的曝光时间不能延长(步骤s196:否)，则在步骤s198中，光圈控制单元1623确定每个光圈的直径是否可以扩大，以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”。
[0291]
如果光圈控制单元1623在步骤s198中确定每个光圈的直径可以被扩大(步骤s198:是)，则在步骤s199中，光圈控制单元1623扩大每个光圈的直径以将捕获光量数据“i”改变为目标值“ig”，然后曝光控制单元162终止该处理。
[0292]
相比之下，如果光圈控制单元1623在步骤s198中确定每个光圈的直径不能被扩大(步骤s198:否)，则在步骤s191中，曝光控制单元162指示蜂鸣器116(图4)产生指示捕获光量数据“i”不能被改变为目标值“ig”，然后曝光控制单元162将序列返回到步骤s181，并从步骤s181继续该序列。此外，代替产生警告声音，警告消息可以经由外部i/f115显示在用户界面屏幕上，以向用户通知警告消息。
[0293]
这样，曝光控制单元162可以基于捕获光量数据“i”执行曝光控制处理。在图18中，在步骤s183至s190中，以此顺序执行光圈直径减小(步骤s183、s184)、曝光时间减小(步骤s185、s186)、放大率(增益)减小(步骤s187、s188)和捕获光量减小(步骤s189、190)，但是可以适当地改变顺序。类似地，在步骤s192至s199中，以此顺序执行捕获光量增加(步骤s192、193)、放大率(增益)增加(步骤s194、s195)、曝光时间延长(步骤s196、s197)和光圈直径扩大(步骤s198、s199)，但是可以适当地改变顺序。
[0294]
关于上述第一实施例，当在成像系统100a和隧道600的壁面之间检测的距离等于或小于第一阈值时，图像捕获操作期间的曝光条件被确定为自动曝光(ae)条件，并且当检测的距离大于第一阈值时，图像捕获操作期间的曝光条件被确定为固定曝光条件。
[0295]
利用这种构造，当成像系统100a和隧道600的壁面之间的距离由于设置在道路的紧急停车区而大大改变时，可以在固定曝光条件下捕获隧道600的壁面的图像。然后，可以防止由于跟随控制或跟踪控制对捕获光量变化的延迟而不能适当控制曝光的情况，从而可以防止捕获图像中的“白色部分”和“黑色部分”，由此可以适当和有效地执行图像捕获操作。
[0296]
此外，在第一实施例中，通过将成像系统100a和隧道600的壁面之间检测的距离的绝对值与第一阈值进行比较来确定曝光条件。因此，即使路段154中的壁面的凹入部分(例如紧急停车区)不具有陡峭的壁，暴露条件确定单元161也能够准确地检测到车辆已经进入路段154，并且检测到车辆已经通过路段154。
[0297]
此外，当在路段54处的固定曝光条件下执行图像捕获操作时，固定曝光条件可能不适于为一个图像捕获操作(第一次图像捕获操作)设置，从而图像捕获操作可能不适于在路段154处执行。在第一实施例中，当成像单元140通过第一次行驶车辆500在第一次图像捕获操作期间在固定曝光条件下捕获隧道600的壁面的图像时，曝光控制单元162将基于捕获光量计算的曝光条件数据输出到存储单元163。然后，当通过行驶车辆500执行第二次图像捕获操作时，在根据存储在存储单元163中的曝光条件数据确定的曝光条件下捕获路段154的图像。利用这种构造，对于由于不适当或不适合的固定曝光条件而不能针对第一次图像捕获操作适当地执行图像捕获操作的特定路段，可以通过执行第二次图像捕获操作来适当地捕获特定路段的图像。
[0298]
如果通过预实验等知道路段154中的曝光条件，则通过在已知曝光条件下捕获路
段154的图像，可以通过车辆500的一次性行驶来执行能够捕获没有“白色部分”和“黑色部分”的图像的图像捕获操作。
[0299]
(修改示例)
[0300]
以下，给出第一实施例的修改示例的描述，例如根据修改示例的成像系统100b。
[0301]
图19是根据第一实施例的修改示例的成像系统100b的功能框图的示例。如图19所示，成像系统100b包括例如控制单元160b，该控制单元160b包括曝光条件确定单元161b。
[0302]
在上述作为第一实施例的成像系统100a中，当检测的距离等于或小于第一阈值时，曝光条件确定单元161将曝光条件确定为自动曝光(ae)条件，并且当检测的距离大于第一阈值时，曝光条件确定单元161通过检测到车辆500已经进入设置有紧急停车区的路段来将曝光条件确定为固定曝光条件。
[0303]
相比之下，在修改示例中，曝光条件确定单元161b计算在当前时间检测的距离数据和正好在当前时间之前的最近时间检测的距离数据之间的距离变化量。然后，如果计算出的距离变化量等于或小于第二阈值，则曝光条件被确定为自动曝光(ae)条件，并且如果计算出的距离变化量大于第二阈值，则曝光条件确定单元161b通过检测到车辆500已经进入设置有紧急停车区的路段来确定曝光条件为固定曝光条件。在下文中，详细描述修改示例。
[0304]
如图19所示，曝光条件确定单元161b包括例如第三阈值确定单元1611和路段通过检测单元1612。
[0305]
第三阈值确定单元1611确定第三阈值，该第三阈值用于检测车辆500已经通过设置有紧急停车区的路段。具体地，第三阈值确定单元1611通过将给定的余量添加到在检测到车辆500已经进入设置有紧急停车区的路段之前检测的距离数据来确定第三阈值。
[0306]
路段通过检测单元1612将由距离检测单元120检测的距离数据与第三阈值进行比较，然后当由距离检测单元120检测的距离数据变得等于或小于第三阈值时，检测到车辆500已经通过设置有紧急停车区的路段(参见图20中的步骤s211)。
[0307]
在下文中，参考图20给出成像系统100b的操作流程图的示例的描述。
[0308]
由于步骤s201至s203与图17的步骤s171至s173相同，因此省略步骤s201至s203的描述。
[0309]
然后，在步骤s204中，曝光条件确定单元161b计算在当前时间检测的距离数据和正好在当前时间之前的最近时间检测的距离数据之间的距离变化量，然后确定距离变化量是否等于或小于第二阈值(检测的距离变化量≤第二阈值)。
[0310]
如果曝光条件确定单元161b在步骤s204中确定距离的变化量等于或小于第二阈值(步骤s204:是)，则曝光条件确定单元161b将曝光条件确定为自动曝光(ae)条件，并将确定结果输出到曝光控制单元162。
[0311]
然后，在步骤s205中，成像单元140在自动曝光(ae)条件下捕获隧道600的壁面的图像。
[0312]
相比之下，如果曝光条件确定单元161b在步骤s204中确定距离的变化量大于第二阈值(步骤s204:否)，则曝光条件确定单元161b将曝光条件确定为固定曝光条件，并将确定结果输出到曝光控制单元162。然后，序列进行到步骤s206。
[0313]
然后，在步骤s206中，第三阈值确定单元1611确定用于检测车辆500已经通过设置
有紧急停车区的路段的第三阈值。
[0314]
由于步骤s207至s209与图17的步骤s176至s178相同，因此省略步骤s207至s209的描述。
[0315]
然后，在步骤s210，距离检测单元120检测成像系统100b和隧道600的壁面之间在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离，然后将检测的距离数据输出到曝光条件确定单元161b。
[0316]
然后，在步骤s211中，路段通过检测单元1612将由距离检测单元120检测的距离数据和第三阈值进行比较，以确定距离数据是否变得大于第三阈值(检测的距离>第三阈值)。
[0317]
如果路段通过检测单元1612在步骤s211中确定由距离检测单元120检测的距离数据等于或小于第三阈值(步骤s211:否)，则该序列进行到步骤s212。
[0318]
相比之下，如果路段通过检测单元1612在步骤s211中确定由距离检测单元120检测的距离数据变得大于第三阈值(步骤s211:是)，则该序列返回到步骤s207，然后再次执行步骤s207和后续步骤。
[0319]
由于步骤s212与图17的步骤s179相同，因此省略步骤s212的描述。
[0320]
这样，成像系统100b可以捕获隧道600的壁面的图像。
[0321]
关于第一实施例的上述修改示例，基于在当前时间检测的距离数据和就在当前时间之前的最近时间检测的距离数据之间的差来计算距离的变化量，然后基于计算出的距离的变化量来确定曝光条件是固定曝光条件和自动曝光(ae)条件中的任何一个。因为可以基于距离的变化量来确定曝光条件，所以即使隧道的直径未知，也可以将曝光条件确定为固定曝光条件和自动曝光(ae)条件中的任何一个。
[0322]
此外，到壁面的距离的绝对值或距离的变化量可以用于确定曝光条件，或者到壁面的距离的绝对值和距离的变化量的组合可以被使用。通过使用到壁面的距离的绝对值和距离的变化量作为一个集合，可以鉴于外部干扰，例如设置在隧道中的照明灯和应急电话盒，更稳健地确定暴露条件。
[0323]
其他效果与第一实施例中描述的效果相同。
[0324]
(第二实施例)
[0325]
以下，给出根据第二实施例的成像系统100c的描述。
[0326]
(第二实施例的成像系统的功能构造)
[0327]
图21是根据第二实施例的成像系统100c的功能框图的示例。如图21所示，成像系统100c包括例如第一距离检测单元121、第二距离检测单元122和控制单元160c。控制单元160c包括例如曝光条件确定单元161c。
[0328]
第一距离检测单元121由在车辆500的行驶方向上设置在车辆500前侧的tof传感器实现，检测成像系统100c和隧道600的壁面之间在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离。然后，第一距离检测单元121将检测的距离数据输出到控制单元160c的曝光条件确定单元161c。
[0329]
第二距离检测单元122由在车辆500的行驶方向上设置在车辆500的后部的tof传感器实现，检测成像系统100c与隧道600的壁面之间在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离。然后，第二距离检测单元122将检测的距离数据输出到控制单元160c的曝光条件确定单元161c。
[0330]
曝光条件确定单元161b基于由第一距离检测单元121检测的距离数据和由第二距离检测单元122检测的距离数据，确定成像单元140的曝光条件为固定曝光条件和自动曝光(ae)条件中的任何一个。此外，曝光条件确定单元161c包括例如第四阈值确定单元1613和路段通过检测单元1614。
[0331]
第四阈值确定单元1613确定用于检测车辆500已经通过设置有紧急停车区的路段的第四阈值。具体地，第四阈值确定单元1613在检测到车辆500已经进入设置有紧急停车区的路段时，通过对由第二距离检测单元122检测的距离数据加上给定的余量来确定第四阈值。
[0332]
路段通过检测单元1614将由第二距离检测单元122检测的距离数据与第四阈值进行比较，当距离数据变得等于或等于第四阈值时，检测车辆500已通过设置有紧急停车区的路段(参见图23中的步骤s241)。
[0333]
(第二实施例的成像系统的操作)
[0334]
图22a和22b是示出成像系统100c的操作示例的图。图22a示出成像系统100c和隧道600的壁面之间的位置关系。图22b示出成像系统100c和隧道600的壁面之间的检测距离与车辆500的行驶距离之间的关系5。由于图22的图与图16的图相同，所以省略重复部分的描述，主要描述图16和图22的不同之处。
[0335]
在图22a中，安装有包括相机单元300、照明单元400、tof传感器141a和tof传感器141b的成像系统100c的车辆500在道路700上沿由粗箭头151和152指示的方向行驶(在图22a中从左到右)。
[0336]
在车辆500的行驶方向上设置在车辆500的前侧的tof传感器141a是第一距离检测单元121的示例。在图22a中，由长点划线表示的激光142a表示从tof传感器141a发射到隧道600的壁面上并且然后从隧道600的壁面反射到tof传感器141a的激光束。
[0337]
在车辆500的行驶方向上设置在车辆500后侧的tof传感器141b是第二距离检测单元122的示例。在图22a中，由长点划线表示的激光142b表示从tof传感器141b发射到隧道600的壁面上并且然后从隧道600的壁面反射到tof传感器141b的激光束。
[0338]
成像系统100c从存在于图22a中左侧位置的车辆500开始壁面601的图像捕获操作。在路段153中，曝光条件确定单元161c将相机单元300的曝光条件确定为自动曝光(ae)条件。当车辆500行驶时，在由粗箭头151指示的方向上移动的同时，相机单元300在自动曝光(ae)条件下捕获隧道600的壁面601的图像。
[0339]
当车辆500进入路段154时，由tof传感器141a检测的距离突然改变。此外，由tof传感器141b检测到的检测距离随着由tof传感器141a执行的距离检测的一些延迟而突然改变。
[0340]
基于由tof传感器141a检测的距离的突然变化，曝光条件确定单元161c检测到车辆500已经进入具有紧急停车区701的路段154，然后将曝光条件从自动曝光(ae)条件切换到固定曝光条件。然后，曝光条件确定单元161c将曝光条件固定或锁定到刚好在车辆500进入路段154之前使用的特定曝光条件。然后，相机单元300在固定曝光条件下捕获壁面602的图像。
[0341]
然后，当车辆500a已经通过路段154然后进入路段155时(参见图22a中的车辆500b)，由tof传感器141a检测的距离突然再次改变，然后由路段155处的tof传感器141a检
测的距离变得与由路段153处的tof传感器141a检测的距离相同。
[0342]
此外，由tof传感器141b检测到的检测距离也随着一些延迟而突然改变，并且由tof传感器141b在路段155检测到的检测距离变得与在路段153检测的距离相同。
[0343]
基于由tof传感器141b检测的距离的突然变化，曝光条件确定单元161c检测到车辆500已经通过具有紧急停车区701的路段154，然后将曝光条件从固定曝光条件切换到自动曝光(ae)条件。然后，相机单元300在自动曝光条件下捕获壁面603的图像。
[0344]
在下文中，参考图23给出成像系统100c的操作流程图的示例的描述。
[0345]
由于步骤s231和s232与图17的步骤s171和s172相同，因此省略了步骤s231和s232的描述。
[0346]
然后，在步骤s233中，第一距离检测单元121检测成像系统100c和隧道600的壁面之间在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离，并且第二距离检测单元122检测成像系统100c和隧道600的壁面之间在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离，然后第一距离检测单元121和第二距离检测单元122分别将检测的距离数据输出到曝光条件确定单元161c。
[0347]
可以适当地改变处理步骤s232和s233的顺序，并且可以并行执行步骤s232和s233。
[0348]
然后，在步骤s234中，曝光条件确定单元161c确定由第一距离检测单元121检测的距离是否等于或小于第一阈值(检测的距离≤第一阈值)。
[0349]
如果曝光条件确定单元161c在步骤s234中确定由第一距离检测单元121检测的距离等于或小于第一阈值(步骤s234:是)，则曝光条件确定单元161c将曝光条件确定为自动曝光(ae)条件，并将确定结果输出到曝光控制单元162。
[0350]
然后，在步骤s235中，成像单元140在自动曝光(ae)条件下捕获隧道600的壁面的图像。
[0351]
相比之下，如果曝光条件确定单元161c在步骤s234中确定由第一距离检测单元121检测的距离大于第一阈值(步骤s234:否)，则曝光条件确定单元161c将曝光条件确定为固定曝光条件，并将确定结果输出到曝光控制单元162。然后，序列进行到步骤s236。
[0352]
然后，在步骤s236中，第四阈值确定单元1613确定用于检测车辆500已经通过设置有紧急停车区的路段的第四阈值。
[0353]
由于步骤s237至s239与图17的步骤s176至s178相同，因此省略步骤s237至s239的描述。
[0354]
然后，在步骤s240中，第二距离检测单元122检测成像系统100c和隧道600的壁面之间在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离，并将检测的距离数据输出到曝光条件确定单元161c。
[0355]
然后，在步骤s241中，路段通过检测单元1614将由第二距离检测单元122检测的距离数据与第四阈值进行比较，以确定由第二距离检测单元122检测的距离数据是否变得大于第四阈值(检测的距离>第四阈值)。
[0356]
如果路段通过检测单元1614在步骤s241中确定由第二距离检测单元122检测的距离数据等于或小于第四阈值(步骤s241:否)，则该序列进行到步骤s242。
[0357]
相比之下，如果路段通过检测单元1614在步骤s241中确定由第二距离检测单元
122检测的距离数据变得大于第四阈值(步骤s241:是)，则该序列返回到步骤s237，然后再次执行步骤s237和后续步骤。
[0358]
由于步骤s242与图17的步骤s179相同，因此省略步骤s242的描述。
[0359]
这样，成像系统100c可以捕获隧道600的壁面的图像。
[0360]
关于上述第二实施例，当车辆500进入具有紧急停车区701的路段154时，暴露条件确定单元161c可以基于第一距离检测单元121检测的距离检测到车辆500已经进入具有紧急停车区701的路段154，并且可以基于由第二距离检测单元122检测的距离检测到车辆500已经通过具有紧急停车区701的路段154。
[0361]
利用这种构造，成像系统100c可以在为相机单元300设计的视角内看到紧急停车区701之前检测到车辆500已经进入具有紧急停车区701的路段154，并且成像系统100c可以检测到在为相机单元300设计的视角中没有看到紧急停车区701之后车辆500已经穿过具有紧急停车区701的路段154。利用这种构造，成像系统100c可以通过对为相机单元300设计的视角设置给定的余量来检测车辆500已经进入具有紧急停车区701的路段154，并且车辆500已经穿过具有紧急停车区701的路段154。
[0362]
其他效果与第一实施例中描述的效果相同。
[0363]
(第三实施例)
[0364]
由于根据第三实施例的成像系统100d、根据第四实施例的成像系统100e以及稍后将描述的根据第五实施例的成像系统100f的功能构造与成像系统100a的功能构造相同，所以将从以下描述中省略重复的描述。
[0365]
以下，给出根据第三实施例的成像系统100d的描述。在上述第一实施例中，成像系统100a将具有紧急停车区701的路段的曝光条件确定为固定曝光条件。
[0366]
相比之下，在第三实施例中，对具有仍处于自动曝光(ae)条件下的紧急停车区701的路段执行图像捕获操作，并且使用存储单元163存储自动曝光(ae)条件的计算数据。利用这种构造，与在固定曝光条件下执行图像捕获操作的情况相比，可以获得合适的曝光条件，例如合适的照明和合适的增减条件(参见图18)。
[0367]
图24是成像系统100d的操作流程图的示例。
[0368]
在步骤s281中，车辆500开始行驶以执行图像捕获操作。
[0369]
然后，在步骤s282中，曝光条件确定单元161将曝光条件确定为自动曝光(ae)条件，然后成像单元140在自动曝光(ae)条件下捕获隧道600的壁面的图像(首次ae处理)。
[0370]
然后，在步骤s283中，距离检测单元120检测成像系统100d和隧道600的壁面之间在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离，并将检测的距离数据输出到曝光条件确定单元161。此外，距离检测单元120指示存储单元163存储检测的距离数据。
[0371]
可以适当地改变处理步骤s282和s283的顺序，并且可以并行执行步骤s282和s283。
[0372]
然后，在步骤s284中，曝光条件确定单元161确定检测的距离是否等于或小于第一阈值(检测的距离≤第一阈值)。
[0373]
如果曝光条件确定单元161确定检测的距离等于或小于第一阈值(步骤s284:是)，则曝光条件确定单元161将曝光条件确定为自动曝光(ae处理)，并将确定结果输出到曝光控制单元162。
[0374]
然后，在步骤s285中，成像单元140在自动曝光(ae)条件下捕获隧道600的壁面的图像(ae处理)。
[0375]
相比之下，如果曝光条件确定单元161在步骤s284中确定检测的距离变得大于第一阈值(步骤s284:否)，则在步骤s286中，曝光条件确定单元161指示存储单元163存储在车辆500进入具有紧急停车区701的路段之前使用的特定曝光条件的数据。
[0376]
然后，在步骤s287中，成像单元140在自动曝光(ae)条件下捕获隧道600的壁面的图像(ae处理)。
[0377]
然后，在步骤s288中，曝光控制单元162计算自动曝光(ae)条件的数据，并将计算出的自动曝光(ae)条件的数据存储或保留为日志数据。
[0378]
然后，在步骤s289中，距离检测单元120检测成像系统100d和隧道600的壁面之间在与车辆500的行驶方向相交的方向上的距离，并将检测的距离数据输出到曝光条件确定单元161。
[0379]
然后，在步骤s290中，曝光条件确定单元161确定检测的距离是否变得大于第一阈值(检测的距离>第一阈值)。
[0380]
如果曝光条件确定单元161在步骤s290中确定检测的距离大于第一阈值(步骤s290，是)，则该序列返回到步骤s287，然后再次执行步骤s287和后续步骤。
[0381]
相比之下，如果曝光条件确定单元161在步骤s290中确定检测的距离等于或小于第一阈值(步骤s290，否)，则在步骤s291中，曝光条件确定单元161将曝光条件固定或锁定到在步骤s286中存储的特定曝光条件的数据。
[0382]
然后，在步骤s292中，曝光条件确定单元161确定具有紧急停车区701的路段是否在相机单元300的图像捕获区域之外。换句话说，曝光条件确定单元161确定在相机单元300的图像捕获区域中是否仍然看到紧急停车区701。
[0383]
如果曝光条件确定单元161在步骤s292中确定紧急停车区701还没有在相机单元300的图像捕获区域之外(步骤s292:否)，则该序列返回到步骤s287，然后再次执行步骤s287和后续步骤。
[0384]
相比之下，如果曝光条件确定单元161在步骤s292中确定紧急停车区701在相机单元300的图像捕获区域之外(步骤s292:是)，则该序列进行到步骤s293。
[0385]
然后，在步骤s293中，完成确定单元165确定由成像系统100d执行的隧道600的壁面的图像捕获操作是否已经完成。
[0386]
如果完成确定单元165在步骤s293中确定图像捕获操作已经完成(步骤s293:是)，则成像系统100d终止图像捕获操作。相比之下，如果完成确定单元165在步骤s293中确定图像捕获操作尚未完成(步骤s293:否)，则该序列返回到步骤s283，然后再次执行步骤s283和后续步骤。
[0387]
这样，成像系统100d可以捕获隧道600的壁面的图像。
[0388]
关于上述第三实施例，通过在自动曝光(ae)条件下控制曝光条件(例如，照明条件、增加和减少条件)来捕获具有紧急停车区701的路段154的图像，与在固定曝光条件下执行图像捕获操作的情况相比，可以获得更合适的曝光条件，例如更合适的照明条件和更合适的增加和减少条件(参见图18)，用于执行第二次图像捕获操作。
[0389]
(第四实施例)
[0390]
以下，给出根据第四实施例的成像系统100e的描述。
[0391]
图25是示出车辆500和紧急停车区701之间的关系的示意图的示例。如图25所示，车辆500沿着行驶方向td行驶或行进。紧急停车区701是设置在隧道600的面向车辆500一侧的壁面上的凹入部分。此外，在沿着行驶方向td的方向上，tof传感器141和安装在车辆500上的相机单元300之间的距离在以下描述中被称为“距离m”。
[0392]
当车辆500进入具有紧急停车区701的路段时，由tof传感器141检测的距离(从车辆500到隧道600的壁面的距离)突然改变。由于与相机单元300相比，tof传感器141安装在车辆500的前侧，所以当车辆500刚刚进入具有紧急停车区701的路段时，相机单元300仍然捕获没有设置紧急停车区701的壁面的图像，并且曝光条件(例如，照明条件、增加和减少条件)被设置为适合于没有设置紧急停车区701的壁面的给定值。因此，如果从车辆500刚刚进入具有紧急停车区701的路段的时刻开始存储曝光条件数据，则可以获取不适合于在稍后执行第二次图像捕获操作时捕获紧急停车区701的图像的曝光条件数据。
[0393]
因此，在第四实施例中，在车辆速度计/行驶距离计171检测到车辆500在检测到突然的距离变化之后行驶了至少距离m之后，开始存储曝光条件的数据。利用这种构造，可以获得适于在执行第二次图像捕获操作时捕获具有紧急停车区701的路段的图像的曝光条件。在这种情况下，优选将曝光条件保持在自动曝光(ae)控制。车辆速度计/行驶距离计171是“行驶距离检测单元或移动距离检测单元”的示例，并且由车辆速度计/行驶距离计171检测的距离是“移动设备的行驶距离或移动距离”的示例。
[0394]
此后，当车辆500已经开始通过具有紧急停车区701的路段时，由tof传感器141检测的距离再次突然改变。如果车辆500已经在自动曝光(ae)条件下通过了具有紧急停车区701的路段，则不能及时执行用于将曝光条件(例如，照明条件、增加和减少条件)从为具有紧急停车区701的壁面设置的曝光条件改变为为不具有紧急停车区701的壁面设置的曝光条件的跟随控制或跟踪控制，因此，在车辆500通过具有紧急停车区701的路段之后捕获的不具有紧急停车区701的壁面图像可能具有“白色部分”。
[0395]
因此，在第四实施例中，在具有紧急停车区701的壁面仍然包括在相机单元300的图像捕获区域中的时间段内，曝光条件从自动曝光(ae)条件切换到固定曝光条件。利用这种构造，可以在没有“白色部分”的情况下获得不具有紧急停车区701的壁面的图像，该图像是就在车辆500正经过具有紧急停车区701的路段之后捕获的。在捕获不具有紧急停车区701的壁面图像时，曝光条件(例如，照明条件、增加和减少条件)优选使用就在车辆500进入具有紧急停车区701的路段之前使用的特定曝光条件的值。
[0396]
此外，切换到固定曝光条件的定时可以是在检测距离突然改变的定时。此外，可以在检测的距离突然改变的定时设置终止存储曝光条件的数据的定时，所述曝光条件适于捕获具有紧急停车区701的路段的图像，以用于执行第二次图像捕获操作。
[0397]
然后，在车辆速度计/行驶距离计171检测到车辆500已经行驶了至少距离m之后，曝光条件再次返回到自动曝光(ae)控制，由此在车辆500已经通过具有紧急停车区701的路段之后，也可以在合适的曝光条件下捕获不具有紧急停车区701的壁面的图像。
[0398]
图26是成像系统100e的操作流程图的示例。
[0399]
由于除了图26中的步骤s312和图24中的步骤s292之外，图26中的序列和图24中的序列是相同的，所以省略了重复的描述。
[0400]
在步骤s312中，曝光条件确定单元161确定车辆速度计/行驶距离计171的输出值是否变得大于距离m。
[0401]
如果曝光条件确定单元161在步骤s312中确定车辆速度计/行驶距离计171的输出值等于或小于距离m(步骤s312:否)，则该序列返回到步骤s307，然后再次执行步骤s307和后续步骤。
[0402]
相比之下，如果曝光条件确定单元161在步骤s312中确定车辆速度计/行驶距离计171的输出值变得大于距离m(步骤s312:是)，则程序进行到步骤s313。
[0403]
这样，成像系统100e可以捕获隧道600的壁面的图像。
[0404]
关于上述第四实施例，当车辆500进入具有紧急停车区701的路段，然后车辆速度计/行驶距离计171检测到车辆500已经行驶了距离m时，将使用存储单元存储曝光条件的数据。利用这种构造，可以获得适于在执行第二次图像捕获操作时捕获具有紧急停车区701的路段的图像的曝光条件。
[0405]
此外，当车辆500要通过具有紧急停车区701的路段时，在具有紧急停车区701的路段仍然包括在相机单元300的图像捕获区域中的时间段内，曝光条件从自动曝光(ae)条件切换到固定曝光条件。利用这种构造，可以防止用于改变曝光条件的跟随控制或跟踪控制的失败，从而可以在不引起“白色部分”的情况下捕获图像
[0406]
此外，在车辆500已经通过具有紧急停车区701的路段并且然后车辆速度计/行驶距离计171检测到车辆500已经行驶了至少距离m之后，曝光条件再次返回到自动曝光(ae)条件，由此在车辆500已经通过具有紧急停车区701的路段之后，也可以在合适的曝光条件下捕获不具有紧急停车区701的壁面的图像。
[0407]
这样，可以适当地执行车辆500进入具有紧急停车区701的路段之前和之后的曝光控制。
[0408]
此外，当捕获具有紧急停车区701的路段的图像时的曝光条件可以被设置为固定曝光条件。图27是成像系统100e的操作流程图的示例，当捕获紧急停车区701的图像时，成像系统100e将固定曝光条件设置为曝光条件。
[0409]
如图27所示，在步骤s327中，曝光条件确定单元161停止使用ae处理的图像捕获操作(ae条件)，并且锁定或固定曝光条件以在固定曝光条件下使用成像单元140执行图像捕获操作。
[0410]
此外，在步骤s330中，曝光条件确定单元161确定检测的距离是否变得大于第一阈值(检测的距离>第一阈值)。
[0411]
如果曝光条件确定单元161确定检测的距离等于或小于第一阈值(步骤s330，否)，则在步骤s331中，曝光条件确定单元161确定车辆速度计/行驶距离计171的输出值是否变得大于距离m。
[0412]
由于图27中的其他序列与图26中的序列相同，因此省略了重复的描述。
[0413]
(第五实施例)
[0414]
以下，给出根据第五实施例的成像系统100f的描述。
[0415]
在上述第四实施例中，存储曝光条件数据的定时和切换到自动曝光(ae)的定时是基于车辆速度计/行驶距离计171的输出值是否变得大于距离m来确定的。
[0416]
在第五实施例中，存储曝光条件数据的定时和切换到自动曝光(ae)的定时是基于
由相机单元300捕获的图像的亮度来确定的。
[0417]
具体地，在上述第四实施例中，存储曝光条件数据的定时和切换到自动曝光(ae)的定时是基于从由tof传感器检测到的到壁面的距离的突然变化的时间开始到紧急停车区701单独包括在相机单元300的图像捕获区域中的时间的时间段来确定的，或者存储曝光条件数据的定时和切换到自动曝光(ae)的定时是通过使用车辆速度计/行驶距离计171检测距离m来检测车辆500已经通过具有紧急停车区701的路段的时间来确定的。
[0418]
在第五实施例中，通过检测由相机单元300捕获的图像的亮度变化量变得等于或小于给定亮度阈值，可以检测紧急停车区701单独包括在相机单元300的图像捕获区域中的一种状态，并且通过检测由相机单元300捕获的图像的亮度变化量变得大于给定亮度阈值，可以检测车辆500已经通过具有紧急停车区701的路段的另一种状态。
[0419]
图28是根据第五实施例的成像系统100f的操作流程图的示例。
[0420]
在步骤s350中，曝光条件确定单元161确定检测的距离是否变得大于第一阈值(检测的距离>第一阈值)。
[0421]
如果曝光条件确定单元161确定检测的距离等于或小于第一阈值(步骤s350，否)，则在步骤s351中，曝光条件确定单元161确定由相机单元300捕获的图像的亮度变化量是否变得等于或小于给定的亮度阈值(图像的亮度变化量≤亮度阈值)。捕获图像的亮度变化量可以通过组成捕获图像的所有像素的平均亮度值的变化来检测。
[0422]
由于图28中的其他序列与图27中的序列相同，因此省略了重复的描述。
[0423]
通过使用由相机单元300捕获的图像的亮度变化量，可以获得与第四实施例的成像系统100e相同的效果。
[0424]
在上述一个或多个实施例中，设置在隧道600的壁面上的紧急停车区701被用作凹入部分的示例，但不限于此。例如，除了紧急停车区701之外，上述一个或多个实施例可以应用于设置在隧道600的壁面上的任何凹入部分。
[0425]
根据上述教导，许多附加的修改和变化是可能的。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本说明书的公开内容可以不同于这里具体描述的方式来实施。上述操作中的任何一个可以以各种其他方式，例如，以不同于上述的顺序，执行。
[0426]
具体地，安装有相机单元的车辆可以是两轮车、四轮车、建筑车辆、农业车辆、工业车辆、铁路车辆、特种车辆等，并且可以是诸如无人机的飞行车辆。这些统称为可移动设备。
[0427]
在上述实施例中，目标对象被描述为隧道，但不限于此。例如，目标对象包括一结构，如用于输送诸如气体、液体、粉末和粒状物质等材料的管路(管道)或管。此外，目标对象还包括例如垂直的孔形钢筋混凝土结构对象，例如用作提升机或电梯在其中行进的电梯井的井道。
[0428]
此外，上述实施例可以应用于成像方法。例如，成像方法包括使用安装在可移动设备500上的成像单元140捕获目标对象的图像，并且基于在成像单元140和目标对象之间检测的距离来确定固定曝光条件和自动曝光(ae)条件中的任何一个作为曝光条件。通过执行成像方法，可以获得与上述实施例的成像系统相同的效果。成像方法可以由电路或一个或多个处理器实现，例如中央处理单元(cpu)和大规模集成(lsi)电路、集成电路(ic)卡或一个或多个模块。
[0429]
此外，上述实施例可以应用于存储一个或多个程序的存储介质或载体装置。例如，
存储介质或载体装置存储一个或多个指令，当由一个或多个处理器执行时，该指令使得一个或多个处理器执行驶用安装在可移动设备500上的成像单元140捕获目标对象的图像的方法，并且基于成像单元140和目标对象之间的距离确定固定曝光条件和自动曝光(ae)条件中的任何一个作为曝光条件。通过执行该程序，可以获得与上述实施例的成像系统相同的效果。
[0430]
以上描述的每个实施例都是作为示例呈现的，并且不旨在限制本公开的范围。根据上述教导，许多附加的修改和变化是可能的。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本说明书的公开内容可以不同于这里具体描述的方式来实施。
[0431]
本专利申请基于并要求根据2019年5月31日向日本专利局提交的日本专利申请号2019
‑
103119和2020年1月29日向日本专利局提交的日本专利申请号2020
‑
012926的优先权，其全部公开内容通过引用结合于此。
[0432]
[附图标记列表]
[0433]
100 成像系统
[0434]
110 成像控制单元
[0435]
111 cpu
[0436]
112 rom
[0437]
113 ram
[0438]
114 hdd
[0439]
115 外部i/f
[0440]
116 蜂鸣器
[0441]
117 系统总线
[0442]
120 距离检测单元
[0443]
121 第一距离检测单元
[0444]
122 第二距离检测单元
[0445]
130 光量检测单元
[0446]
140 成像单元
[0447]
141 tof传感器(距离检测单元的示例)
[0448]
141a tof传感器(第一距离检测单元的示例)
[0449]
141b tof传感器(第二距离检测单元的示例)
[0450]
150 光单元
[0451]
153至155 路段
[0452]
160 控制单元
[0453]
161 曝光条件确定单元
[0454]
1611 第三阈值确定单元
[0455]
1612 通过检测单元
[0456]
1613 第四阈值确定单元
[0457]
1614 路段通过检测单元
[0458]
162 曝光控制单元
[0459]
1621 曝光时间控制单元
[0460]
1622 放大率控制单元
[0461]
1623 光圈控制单元
[0462]
1624 照明控制单元
[0463]
163 存储单元
[0464]
164 输入输出单元
[0465]
165 完成确定单元
[0466]
170 imu
[0467]
171 车辆速度计/行驶距离计
[0468]
200 滑动单元
[0469]
210、220 轨道
[0470]
230 基部
[0471]
231 装配孔
[0472]
240 引导轴
[0473]
251、252 引导轴保持构件
[0474]
261、262 框架
[0475]
300 相机单元
[0476]
310、410 基板
[0477]
321、322 轨道连接件
[0478]
331至334 相机
[0479]
331
‑
1、334
‑
1 透镜单元
[0480]
331
‑
1a 光圈
[0481]
331
‑
2、334
‑
2 线阵ccd
[0482]
341、342、441、442 轴连接构件
[0483]
341
‑
1、342
‑
1 通孔
[0484]
350，450 分度柱塞
[0485]
361、362、364 图像捕获区域
[0486]
363 成像捕获方向
[0487]
400 照明单元
[0488]
431至436 照明源单元
[0489]
431
‑
1 透镜单元
[0490]
431
‑
1a 光圈
[0491]
431
‑
2 光源
[0492]
451 柱塞
[0493]
452 柱塞保持构件
[0494]
461、462、464 照明区域
[0495]
463 投射方向
[0496]
500 车辆
[0497]
600 隧道
[0498]
601至603 壁面
[0499]
700 道路
[0500]
701 紧急停车区
[0501]
710、720 交通车道
[0502]
730 人行道
[0503]
i 捕获的光量数据
[0504]
ig 目标值
[0505]
m 距离