JPH04203922A - 追尾式距離測定装置 - Google Patents
追尾式距離測定装置Info
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- JPH04203922A JPH04203922A JP33619990A JP33619990A JPH04203922A JP H04203922 A JPH04203922 A JP H04203922A JP 33619990 A JP33619990 A JP 33619990A JP 33619990 A JP33619990 A JP 33619990A JP H04203922 A JPH04203922 A JP H04203922A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば自動車に搭載され、前方を走行する
自動車までの車間距離を追尾しながら計測する追尾式距
離測定装置に関するものである。
自動車までの車間距離を追尾しながら計測する追尾式距
離測定装置に関するものである。
従来の距離測定装置は例えば特開昭61−139715
号公報等に開示されたものがある。その構成は第3図に
示すようになっており、第3図において、1.2は基線
長しだけ左右に離して設けられた光学系、3.4は光学
系1.2の焦点位置にそれぞれ配置された2次元イメー
ジセンサ、5.6はイメージセンサ3,4の各画像信号
をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル(A/D
)変換器、7.8はA/D変換器5.6によりデジタル
化された画像信号を記憶するメモリ、10は画像信号処
理装置で、メモリ7.8に記憶された画像信号で相関演
算を行い、三角測量の原理に従って対象物11迄の距離
を演算する。
号公報等に開示されたものがある。その構成は第3図に
示すようになっており、第3図において、1.2は基線
長しだけ左右に離して設けられた光学系、3.4は光学
系1.2の焦点位置にそれぞれ配置された2次元イメー
ジセンサ、5.6はイメージセンサ3,4の各画像信号
をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル(A/D
)変換器、7.8はA/D変換器5.6によりデジタル
化された画像信号を記憶するメモリ、10は画像信号処
理装置で、メモリ7.8に記憶された画像信号で相関演
算を行い、三角測量の原理に従って対象物11迄の距離
を演算する。
次に動作について説明する。一対の光学系1゜2とイメ
ージセンサ3,4により対象物11を撮像し、この撮像
によりイメージセンサ3,4から得られた一対の画像信
号は、A/D変換器5.6によりそれぞれデジタル化さ
れ、メモリ7.8に記憶される。このメモリ7.8に記
憶された一対の画像は第4図fa1.(blに示すよう
に位置が例えば左右に少しずれた画像になっている。そ
こで、画素はm行、n列あるとして、第4図に示す左右
の画像のi行j列の画像信号をそれぞれS8、。
ージセンサ3,4により対象物11を撮像し、この撮像
によりイメージセンサ3,4から得られた一対の画像信
号は、A/D変換器5.6によりそれぞれデジタル化さ
れ、メモリ7.8に記憶される。このメモリ7.8に記
憶された一対の画像は第4図fa1.(blに示すよう
に位置が例えば左右に少しずれた画像になっている。そ
こで、画素はm行、n列あるとして、第4図に示す左右
の画像のi行j列の画像信号をそれぞれS8、。
り1、とすると、画像信号処理装置10は下記(1)式
に示すような演算を、Xをパラメータとして順次演算を
行う。
に示すような演算を、Xをパラメータとして順次演算を
行う。
n ″x @
P、−□ Σ Σ lS、□J−ダi+j□1 ・・・
(1)n X j*l i−1即ち、2
枚の画像を少しずつずらしながら重ね合わせ、各画像信
号の差の絶対値をとり、その総和を求めたものである。
(1)n X j*l i−1即ち、2
枚の画像を少しずつずらしながら重ね合わせ、各画像信
号の差の絶対値をとり、その総和を求めたものである。
したがって、2枚の画像が良く一致した時には、上記P
xが最小値をとるので、画像信号処理装置10はP9が
最小値となった時の画素のシフト数(Xの値)を求め、
下記(2)式に従って対象物ll迄の距離Rを算出する
。
xが最小値をとるので、画像信号処理装置10はP9が
最小値となった時の画素のシフト数(Xの値)を求め、
下記(2)式に従って対象物ll迄の距離Rを算出する
。
ここで、P、が最小になる時の画素のシフト数16、イ
メージセンサ3,4の画素のピッチa、光学系1.2に
よるレンズの焦点距離f、基線長しとすると、距離Rは
、 −L R;□
・・・(2)a−X。
メージセンサ3,4の画素のピッチa、光学系1.2に
よるレンズの焦点距離f、基線長しとすると、距離Rは
、 −L R;□
・・・(2)a−X。
で表わされる。
なお、画像信号処理装置IOは以上のような演算を行う
回路又はマイクロコンピュータにより構成されている。
回路又はマイクロコンピュータにより構成されている。
従来の距離測定装置は以上のように構成されているので
、測距を行いたい対象物の他に背景を含んだ画像に基づ
いて対象物までの距離を測定しているので、その背景が
ノイズとなり、距離の測定誤差が大きくなる課題があっ
た。
、測距を行いたい対象物の他に背景を含んだ画像に基づ
いて対象物までの距離を測定しているので、その背景が
ノイズとなり、距離の測定誤差が大きくなる課題があっ
た。
また、従来装置では、画像中の全画素に対して演算処理
を繰り返し行うので信号処理時間が長くなり、自動車の
追尾走行制御や車間距離制御、衝突防止制御などに応用
するためにリアルタイムで処理しようとすれば、高速処
理が可能な高価で大形の信号処理装置を使用せざるを得
ないなどの課題があった。
を繰り返し行うので信号処理時間が長くなり、自動車の
追尾走行制御や車間距離制御、衝突防止制御などに応用
するためにリアルタイムで処理しようとすれば、高速処
理が可能な高価で大形の信号処理装置を使用せざるを得
ないなどの課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、通常の小形で安価な信号処理装置で画像信号の
演算処理を短時間に行うことのできる追尾式距離測定装
置を得ることを目的とする。
もので、通常の小形で安価な信号処理装置で画像信号の
演算処理を短時間に行うことのできる追尾式距離測定装
置を得ることを目的とする。
この発明の追尾式距離測定装置は、一対の撮像系からな
る撮像手段と、一対の画像信号を記憶する記憶手段と、
ウィンドウ内の画像信号と他方の画像信号とのずれ量を
検出し、ウィンドウ内の画像に対応する対象物比の距離
を三角測量の原理で算出する測距演算手段と、ウィンド
ウ内の参照画像信号と次にサンプリングした画像信号と
のずれ量を検出し、新たなウィンドウを設定するウィン
ドウ追尾設定手段を備え、1周期の画像処理と演算の信
号処理時間に応してウィンドウ追尾のサーチ範囲を決定
するようにしたものである。
る撮像手段と、一対の画像信号を記憶する記憶手段と、
ウィンドウ内の画像信号と他方の画像信号とのずれ量を
検出し、ウィンドウ内の画像に対応する対象物比の距離
を三角測量の原理で算出する測距演算手段と、ウィンド
ウ内の参照画像信号と次にサンプリングした画像信号と
のずれ量を検出し、新たなウィンドウを設定するウィン
ドウ追尾設定手段を備え、1周期の画像処理と演算の信
号処理時間に応してウィンドウ追尾のサーチ範囲を決定
するようにしたものである。
この発明における追尾式距離測定装置は、ウィンドウ追
尾設定手段によりウィンドウを設定することにより測距
演算手段による信号処理時間を短縮でき、ウィンドウ追
尾において、画像処理と演算の周期毎の信号処理時間を
短縮できれば画像の中で対象物の像の位置の動きが少な
く、その時間に応じてウィンドウ追尾設定手段による参
照画像に対する画像のサーチ範囲を狭く最適にでき、信
号処理時間をより短かくできる。
尾設定手段によりウィンドウを設定することにより測距
演算手段による信号処理時間を短縮でき、ウィンドウ追
尾において、画像処理と演算の周期毎の信号処理時間を
短縮できれば画像の中で対象物の像の位置の動きが少な
く、その時間に応じてウィンドウ追尾設定手段による参
照画像に対する画像のサーチ範囲を狭く最適にでき、信
号処理時間をより短かくできる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。この
発明の一実施例による追尾式距離測定装置のハード構成
は、第3図に示した装置と同様のものであり、但し、画
像信号処理装置10の信号処理方法が異なるもので、そ
の詳細な図を省略する。
発明の一実施例による追尾式距離測定装置のハード構成
は、第3図に示した装置と同様のものであり、但し、画
像信号処理装置10の信号処理方法が異なるもので、そ
の詳細な図を省略する。
第1図(3)、(b)は時刻1=1.の時にサンプリン
グし、一対のメモリ (第3図においてメモリ7゜8が
対応)に画像信号にて格納された一対の画像を示し、第
2図ta+ 、 (blは時刻1=1.+Δtの時にサ
ンプリングした同しく1対の画像を示している。
グし、一対のメモリ (第3図においてメモリ7゜8が
対応)に画像信号にて格納された一対の画像を示し、第
2図ta+ 、 (blは時刻1=1.+Δtの時にサ
ンプリングした同しく1対の画像を示している。
次に第1図及び第2図を参照してこの一実施例の動作に
ついて説明する。一対の撮像系により撮像された一対の
画像(!ii像信号)の一方に対象物の像を含むウィン
ドウWを設定する(第1図参照)。このウィンドウWは
、後述するようにウィンドウ追尾により自動設定される
。これらの画像は従来と同じようにm行、n列の画素か
ら構成されている。に行1列から始まるp行q列のウィ
ンドウW内の画素の画像信号を基準にして第1図(bl
の他方の画像の画素の画像信号とでXをパラメータとし
て次のような演算を順次行う。
ついて説明する。一対の撮像系により撮像された一対の
画像(!ii像信号)の一方に対象物の像を含むウィン
ドウWを設定する(第1図参照)。このウィンドウWは
、後述するようにウィンドウ追尾により自動設定される
。これらの画像は従来と同じようにm行、n列の画素か
ら構成されている。に行1列から始まるp行q列のウィ
ンドウW内の画素の画像信号を基準にして第1図(bl
の他方の画像の画素の画像信号とでXをパラメータとし
て次のような演算を順次行う。
但し、S ijは第1図(alの画像のi行j列目の画
素の画像信号、s′i + j□は第1図山)の画像の
1行(j+X’)列目の画素の画像信号である。また、
0≦X≦n−q−1!である。
素の画像信号、s′i + j□は第1図山)の画像の
1行(j+X’)列目の画素の画像信号である。また、
0≦X≦n−q−1!である。
ウィンドウW内の画像と比較される比較画像の比較範囲
CはウィンドウWに対応する範囲を起点位置として対象
物の像の有る行方向に画像の緑迄シフトさせた範囲であ
る。第1図(blの比較範囲Cはに行!列から始まるp
行(n−ffi+1)列の領域である。
CはウィンドウWに対応する範囲を起点位置として対象
物の像の有る行方向に画像の緑迄シフトさせた範囲であ
る。第1図(blの比較範囲Cはに行!列から始まるp
行(n−ffi+1)列の領域である。
上記(3)式において、XをOから順次に変化させてP
8を計算し、P8が最小値となるウィンドウWの画像信
号と比較範囲Cの画像信号とのずれ量である画素のシフ
ト数(Xの値)を求めて対象勧進の距離Rを上記(2)
式に従って三角測量の原理で算出する。ここで、距離R
は上記(2)式のようにP、が最小になる時のXの値の
逆数に比例した値となるので、距離Rの分解能はXが大
きくなる程良くなる。従って、Xが大きくなるに従って
、上記(3)式に用いるパラメータXの間隔を大きくと
ることにより、演算回数を減らして演算処理時間を短縮
することができる。
8を計算し、P8が最小値となるウィンドウWの画像信
号と比較範囲Cの画像信号とのずれ量である画素のシフ
ト数(Xの値)を求めて対象勧進の距離Rを上記(2)
式に従って三角測量の原理で算出する。ここで、距離R
は上記(2)式のようにP、が最小になる時のXの値の
逆数に比例した値となるので、距離Rの分解能はXが大
きくなる程良くなる。従って、Xが大きくなるに従って
、上記(3)式に用いるパラメータXの間隔を大きくと
ることにより、演算回数を減らして演算処理時間を短縮
することができる。
上記のようにして三角測量の原理でウィンドウW内の像
に対応する対象勧進の距離が求められるが、次に、ウィ
ンドウ追尾の動作について説明する。
に対応する対象勧進の距離が求められるが、次に、ウィ
ンドウ追尾の動作について説明する。
前回の演算のために画像をサンプリングした時刻を1=
10とすると、今回微少時間Δtだけ経過した1=10
+Δtの時刻に一対の画像(画像信号)を第2図(al
、(blに示すようにサンプリングしたものとする。従
って、対象物はΔtの間に画像上で移動している。その
移動量は、サンプリングの間隔Δtに依存しているので
、対象物の像をサーチする範囲は計測したサンプリング
の間隔Δtに依存して決定するのが良い。
10とすると、今回微少時間Δtだけ経過した1=10
+Δtの時刻に一対の画像(画像信号)を第2図(al
、(blに示すようにサンプリングしたものとする。従
って、対象物はΔtの間に画像上で移動している。その
移動量は、サンプリングの間隔Δtに依存しているので
、対象物の像をサーチする範囲は計測したサンプリング
の間隔Δtに依存して決定するのが良い。
上記サンプリングの間隔Δtに依存して決定されたサー
チ範囲W、は前回サンプリングして設定したウィンドウ
Wの範囲から±r行と±1列拡大した範囲となる。即ち
、サーチ範囲W、はに−r行1t−s列を起点としp+
’l r行q+23列の中とする。そして、Xを行パラ
メータ、yを列パラメータとして、時刻1−1.+Δt
でのウィンドウ設定予定側の画像(第2図(alの画像
)の画像信号を(i+x)行(j+y)列目でS″1.
1+j+アとして、次の演算を行う。
チ範囲W、は前回サンプリングして設定したウィンドウ
Wの範囲から±r行と±1列拡大した範囲となる。即ち
、サーチ範囲W、はに−r行1t−s列を起点としp+
’l r行q+23列の中とする。そして、Xを行パラ
メータ、yを列パラメータとして、時刻1−1.+Δt
でのウィンドウ設定予定側の画像(第2図(alの画像
)の画像信号を(i+x)行(j+y)列目でS″1.
1+j+アとして、次の演算を行う。
但し、−r≦X≦r、−s≦y≦S
即ち、サーチ範囲W、内のウィンドウW相当の画像と前
回サンプリングした画像にウィンドウWを設定した場合
のウィンドウW内の参照画像との各画像信号同士の差の
絶対値の総和P81.を求める。
回サンプリングした画像にウィンドウWを設定した場合
のウィンドウW内の参照画像との各画像信号同士の差の
絶対値の総和P81.を求める。
この結果、上記参照画像の参照画像信号とサーチ範囲W
s内の画像信号とのずれ量であるPえ、yが最小になる
ときのx、yを求め、その値をKO+y0とするとu=
に+x0行v=ji+y、列を起点としたp行q列の領
域を新しいウィンドウWと定める。つまり、Pヨ、yが
最小になることは比較する両画像同士が最も良く一致し
たことを意味する。
s内の画像信号とのずれ量であるPえ、yが最小になる
ときのx、yを求め、その値をKO+y0とするとu=
に+x0行v=ji+y、列を起点としたp行q列の領
域を新しいウィンドウWと定める。つまり、Pヨ、yが
最小になることは比較する両画像同士が最も良く一致し
たことを意味する。
この後、第2図falの画像に設定したウィンドウWの
画像とこのウィンドウWに対応する第2図(blの画像
の比較範囲Cとで、上記(3)式と同様に演算し、さら
に上記(2)式を用いて対象勧進の距離Rを演算する。
画像とこのウィンドウWに対応する第2図(blの画像
の比較範囲Cとで、上記(3)式と同様に演算し、さら
に上記(2)式を用いて対象勧進の距離Rを演算する。
上記のような操作を時系列的に順次行うことにより、最
初設定したウィンドウ中の像の対象物を追尾しながら距
離を測定することができる。
初設定したウィンドウ中の像の対象物を追尾しながら距
離を測定することができる。
このように、サーチ範囲を最小限に狭め、また、距離の
演算においても近距離に相当する部分の演算では、パラ
メータXを大きく動がすことにより演算処理時間を短縮
すると、周期毎の画像処理と演算の信号処理時間に依存
するサンプリング間隔Δtが小さくなる。このサンプリ
ング間隔Δtが小さくなると、これに依存してサーチ範
囲をまた狭めることができ、さらに、演算処理時間が短
縮されることになる。このようにして、距離を計測する
時間はリアルタイムに近づけることが可能となる。
演算においても近距離に相当する部分の演算では、パラ
メータXを大きく動がすことにより演算処理時間を短縮
すると、周期毎の画像処理と演算の信号処理時間に依存
するサンプリング間隔Δtが小さくなる。このサンプリ
ング間隔Δtが小さくなると、これに依存してサーチ範
囲をまた狭めることができ、さらに、演算処理時間が短
縮されることになる。このようにして、距離を計測する
時間はリアルタイムに近づけることが可能となる。
なお、上記の一連の画像処理と演算等の動作は回路又は
マイクロコンピュータ構成の画像信号処理装置により行
われる。
マイクロコンピュータ構成の画像信号処理装置により行
われる。
また、図では一対の撮像系は水平に設置されているが、
これは垂直に設置しても良いし、斜めに設置しても良い
。
これは垂直に設置しても良いし、斜めに設置しても良い
。
また、一対の撮像系を一対の光学系と1つの2次元イメ
ージセンサにより構成しても良いことは勿論言うまでも
ない。
ージセンサにより構成しても良いことは勿論言うまでも
ない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によればウィンドウ内の画像信
号と他方の画像信号とのずれ量を検出して三角測量の原
理で対象物上の距離を求め、微少特間後にサンプリング
した画像信号と前回のウィンドウ内の参照画像信号との
ずれ量を検出してウィンドウを新たに設定するに際し、
そのサーチ範囲を周期毎の画像処理と演算の信号処理時
間に応じて決定するように構成したので、信号処理時間
が短かくなればなる程、サーチ範囲も狭くなり、さらに
、信号処理時間を短かくするように働く。
号と他方の画像信号とのずれ量を検出して三角測量の原
理で対象物上の距離を求め、微少特間後にサンプリング
した画像信号と前回のウィンドウ内の参照画像信号との
ずれ量を検出してウィンドウを新たに設定するに際し、
そのサーチ範囲を周期毎の画像処理と演算の信号処理時
間に応じて決定するように構成したので、信号処理時間
が短かくなればなる程、サーチ範囲も狭くなり、さらに
、信号処理時間を短かくするように働く。
このため、距離計測がリアルタイム処理に近づくと共に
、特別に高速の信号処理を行う信号処理装置を必要とし
ないので、小形で安価な追尾式距離測定装置が得られる
効果がある。
、特別に高速の信号処理を行う信号処理装置を必要とし
ないので、小形で安価な追尾式距離測定装置が得られる
効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による距離計測の演算処理
を説明するための図、第2図は上記一実施例によるウィ
ンドウ追尾等を説明するための図、第3図は従来の距離
測定装置の構成図、第4図は従来の距離計測の演算処理
を説明するための図である。 図中、1.2・・・光学系、3.4・・・イメージセン
サ、7.8・・・メモリ、lO・・・画像信号処理装置
、II・・・対象物、W・・・ウィンドウ、W、・・・
サーチ範囲。 代理人 大 岩 増 雄 第3図 第1 W、ウィンドウ 第: WS:サー+i己囲 (b) 2図 (b) 図 (b)
を説明するための図、第2図は上記一実施例によるウィ
ンドウ追尾等を説明するための図、第3図は従来の距離
測定装置の構成図、第4図は従来の距離計測の演算処理
を説明するための図である。 図中、1.2・・・光学系、3.4・・・イメージセン
サ、7.8・・・メモリ、lO・・・画像信号処理装置
、II・・・対象物、W・・・ウィンドウ、W、・・・
サーチ範囲。 代理人 大 岩 増 雄 第3図 第1 W、ウィンドウ 第: WS:サー+i己囲 (b) 2図 (b) 図 (b)
Claims (1)
- 所定の距離だけ離して設置された一対の光学系を有する
一対の撮像系からなる撮像手段と、該撮像手段により撮
像された対象物の一対の画像を画像信号にて記憶する記
憶手段と、一方の画像のウィンドウ内の画像信号を基準
にして他方の画像の画像信号とのずれ量を検出し、前記
ウィンドウ内の像に対応する前記対象物迄の距離を三角
測量の原理で算出する測距演算手段と、前記ウィンドウ
内の画像信号を参照画像信号とし、微少時間経過後のサ
ンプリング時に前記撮像手段により撮像された一対の画
像信号の一方とのずれ量を検出して新たなウィンドウを
設定するウィンドウ追尾設定手段を備え、サンプリング
周期毎にその信号処理時間に応じて前記参照画像信号と
比較する前記一方の画像信号のサーチ範囲を決めるよう
にしたことを特徴とする追尾式距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2336199A JP2508916B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 追尾式距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2336199A JP2508916B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 追尾式距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04203922A true JPH04203922A (ja) | 1992-07-24 |
| JP2508916B2 JP2508916B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=18296665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2336199A Expired - Fee Related JP2508916B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 追尾式距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508916B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09159442A (ja) * | 1995-12-04 | 1997-06-20 | Honda Motor Co Ltd | 車両用環境認識装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101593636B1 (ko) * | 2015-07-13 | 2016-02-12 | 김현국 | 해태 건조용 발장 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02232511A (ja) * | 1989-03-07 | 1990-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | 追尾式車間距離測定装置 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2336199A patent/JP2508916B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02232511A (ja) * | 1989-03-07 | 1990-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | 追尾式車間距離測定装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09159442A (ja) * | 1995-12-04 | 1997-06-20 | Honda Motor Co Ltd | 車両用環境認識装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2508916B2 (ja) | 1996-06-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
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