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2016/06/10

東芝、自動運転への活用も期待される
低コストで正確な距離計測システムを開発

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今回のカラー開口撮像技術は、たった1枚の画像から距離を算出可能。

 東芝は6月8日、単眼カメラで撮影した1枚の画像から、カラー画像と距離画像を同時に取得できる「カラー開口撮像技術」を開発したことを発表した。

 クルマの自動運転の実現に必須となるのが、クルマ自身が周辺環境を認識するための技術だ。それを実現するには、クルマ自身から周辺の物体までの距離を正確に計測することが重要だ。距離計測を行うための技術としては、これまでに以下に挙げるようなものが開発され、レーンキープやクルーズコントロール、自動ブレーキなどのドライビングアシスト技術を実現するためにすでにそれらのセンサーが利用されている市販車も多い。

・ステレオカメラ:ヒトの目と同様に2つのカメラを用いることで三角測量の原理を利用して距離を算出
・赤外線デプスセンサー:赤外線パターンを照射し、その反射を赤外線カメラで撮影してパターンのズレから距離を算出
・超音波センサー:超音波を発信し、その反射波を受信するまでにかかった時間から距離を算出
・ミリ波レーダー:超音波と同様の仕組みで、ミリ波レーダーを発信してその反射波を受信するまでにかかった時間から距離を算出
・LiDAR(Light Detection and Ranging):超音波センサー、ミリ波レーダーと同様の仕組みで、こちらはレーザー光を使用。その反射波を受信するまでにかかった時間から距離を算出
・SfM(Structure from Motion)技術:カメラを動かしながら撮影し、複数視点の画像から距離を算出

 このように複数の方式があるわけだが、それぞれ一長一短がある。ステレオカメラの場合は立体視によって距離を正確に計測しやすいが、二つのカメラの間を最低でも30cmは離す必要があり、どうしても小型化に限界がある。

 赤外線線デプスセンサーや超音波センサーは安価な点が優れているが、距離による減衰が大きい。そのため、対象物までの距離が数10m以上になると正確な測定が困難、もしくは測定そのものができなくなってしまう。

 その点、ミリ波レーダーやLiDARは長距離でも減衰しにくいので、距離のあるものでも正確に測りやすい。しかし、装置が高価で小型化も困難という弱点があり、小型車や軽自動車などには積みにくい。

 そしてSfM技術はカメラを動かしながら撮影した複数枚の画像から対象物の距離を測定するため、静止している対象は問題ないが、動きのある対象物の場合は高精度に距離を検出するのが苦手、という具合だ。

 現状で、単眼カメラのドライブレコーダーなどには、GPSと連動させることで前走車との距離を算出し、衝突の危険性があるような距離にまで接近してしまった場合に警報を鳴らすといった技術はある。ただし、それが近距離から遠距離までオールラウンドに対象物までの距離を正確に測れて、機器として小型化が可能でなおかつ低コストとなると、あまり聞かない。まして、単眼カメラで撮影した1枚の画像から高精細に距離を割り出すといった技術となると、まずないだろう。

 そうした測距技術の課題に対して今回東芝が出した回答の一つが、単眼カメラで撮影した1枚の画像から対象物までの距離を算出するという「カラー開口撮像技術」というわけだ。続いては、その技術の詳細に迫る。

→ 次ページ:
東芝の開発した「カラー開口撮像技術」とは!?

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