JPH05280974A - Inter-vehicle distance detector - Google Patents

Inter-vehicle distance detector

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Publication number
JPH05280974A
JPH05280974A JP4079644A JP7964492A JPH05280974A JP H05280974 A JPH05280974 A JP H05280974A JP 4079644 A JP4079644 A JP 4079644A JP 7964492 A JP7964492 A JP 7964492A JP H05280974 A JPH05280974 A JP H05280974A
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JP
Japan
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window
image
memory
image signal
distance
Prior art date
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Pending
Application number
JP4079644A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroko Maekawa
ひろ子 前川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH05280974A publication Critical patent/JPH05280974A/en
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像処理時間が短く、かつ信頼性の高い車間
距離検出装置を得る。 【構成】 対象物5の像はレンズ1,2を介してイメー
ジセンサ3,4上に結像される。イメージセンサ3,4
からの画像信号はメモリ8,9に格納される。CPU1
0はメモリ8にウィンドウを設定し、このウィンドウ内
の画像信号とメモリ9内の画像信号を比較して距離検出
を行う。CPU10は、ウィンドウ内の画像信号をウィ
ンドウメモリ11に保存し、この画像信号とメモリ8内
の画像比較領域の画像信号と比較してウィンドウを更新
する。この画像比較領域は前回のウィンドウの位置を水
平及び/又は垂直方向に延長した領域とする。
(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a highly reliable inter-vehicle distance detection device with a short image processing time. [Structure] An image of an object 5 is formed on image sensors 3 and 4 via lenses 1 and 2. Image sensor 3, 4
The image signals from are stored in the memories 8 and 9. CPU1
0 sets a window in the memory 8 and compares the image signal in this window with the image signal in the memory 9 to detect the distance. The CPU 10 stores the image signal in the window in the window memory 11 and compares the image signal with the image signal in the image comparison area in the memory 8 to update the window. This image comparison area is an area obtained by extending the position of the previous window horizontally and / or vertically.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はイメージセンサを用い
て車間距離を検出する自動車用の車間距離検出装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inter-vehicle distance detecting device for an automobile which detects an inter-vehicle distance by using an image sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、イメージセンサを利用した車間距
離検出装置はよく知られており、例えば特公昭63−4
6363号公報がある。図10はその一例である装置の
ブロック図である。同図において、左右の光学系は基線
長L隔てて配置されており、各々の光学系はレンズ1,
2と、レンズ1,2から焦点距離f離れて配置されたイ
メージセンサ3,4で構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an inter-vehicle distance detecting device using an image sensor is well known, for example, Japanese Examined Patent Publication No. 63-4.
There is a 6363 publication. FIG. 10 is a block diagram of an apparatus which is an example thereof. In the figure, the left and right optical systems are arranged with a base line length L, and each optical system includes a lens 1,
2 and image sensors 3 and 4 arranged at a focal distance f from the lenses 1 and 2.

【0003】レンズ面からRの距離にある対象物5の像
は、レンズ1,2によってイメージセンサ3,4上に結
像される。イメージセンサ3,4より得られる画像信号
は各々A/D変換器6,7にてデジタル信号に変換さ
れ、メモリ8,9に格納される。メモリ8,9に格納さ
れた画像信号は、CPU10において画像処理され、対
象物5までの距離が演算される。
An image of the object 5 at a distance R from the lens surface is formed on the image sensors 3 and 4 by the lenses 1 and 2. Image signals obtained from the image sensors 3 and 4 are converted into digital signals by the A / D converters 6 and 7, respectively, and stored in memories 8 and 9. The image signals stored in the memories 8 and 9 are subjected to image processing in the CPU 10 and the distance to the object 5 is calculated.

【0004】CPU10は、まずメモリ8,9からイメ
ージセンサ3,4の左上端に相当する画素信号a11及
びb11を読み出し、その差の絶対値c11=|a11
−b11|をとる。次に、各々左端から一つ右にある画
素信号a12,b12を読み出し、その差の絶対値c1
2=|a12−b12|を演算する。この操作を画面の
画素全てに対して順次行い、その演算結果を足し合わせ
てs0=Σc1iを求める。
The CPU 10 first reads the pixel signals a11 and b11 corresponding to the upper left ends of the image sensors 3 and 4 from the memories 8 and 9, and the absolute value of the difference c11 = | a11.
-B11 | Next, the pixel signals a12 and b12 located one right from the left end are read out, and the absolute value c1 of the difference therebetween is read.
2 = | a12-b12 | is calculated. This operation is sequentially performed for all pixels on the screen, and the calculation results are added together to obtain s0 = Σc1i.

【0005】次に、イメージセンサ3の左上端に相当す
る画素信号a11と、イメージセンサ4の左上端から一
つ右にある画素信号b12を読み出し、c21=|a1
1−b12|を求め、更に上記と同様にして差の絶対値
の積算値s1=Σc2iを得る。以下、イメージセンサ
4に対応する画素信号について、一画素づつ順次右にず
らせた場合の画素信号の差の絶対値の積算値siを求
め、その最小値がsnであれば、左右の画像はn画素ず
れていることになる。いま画素のピッチをpとすれば、
左右のずれ量はn*pであり、三角測量により対象物5
までの距離RがR=(f*L)/(n*p)の式で与え
られる。
Next, a pixel signal a11 corresponding to the upper left end of the image sensor 3 and a pixel signal b12 located one right from the upper left end of the image sensor 4 are read out, and c21 = | a1
1-b12 | is calculated, and the integrated value s1 = Σc2i of the absolute value of the difference is obtained in the same manner as above. Hereinafter, for the pixel signal corresponding to the image sensor 4, the integrated value si of the absolute values of the pixel signal differences when the pixels are sequentially shifted to the right by one pixel is obtained, and if the minimum value is sn, the left and right images are n. It means that the pixels are misaligned. If the pixel pitch is p,
The amount of left / right deviation is n * p, and the object 5
The distance R to is given by the equation R = (f * L) / (n * p).

【0006】また、ビデオカメラの画像信号を利用した
画像追尾装置はよく知られており、例えば特公昭61−
57756号公報がある。図11はその一例である装置
のブロック図である。図において、前方にある対象物5
をビデオカメラ1Aにて撮影した時に得られる画像信号
a(ij)は、A/D変換器6でデジタル信号に変換さ
れてメモリ8Aに格納され、所定時間後に得られる画像
信号b(ij)が同様にしてもう一方のメモリ8Bに格
納される。
An image tracking device using an image signal from a video camera is well known, for example, Japanese Patent Publication No. 61-61.
There is a 57756 publication. FIG. 11 is a block diagram of an apparatus which is an example thereof. In the figure, the object 5 in front of
The image signal a (ij) obtained when the image is taken by the video camera 1A is converted into a digital signal by the A / D converter 6 and stored in the memory 8A, and the image signal b (ij) obtained after a predetermined time is Similarly, it is stored in the other memory 8B.

【0007】CPU10において予めウィンドウ{a
(ij)}を設定しておき、各メモリ8A,8Bに格納
された画像信号a(ij)とb(ij)の相関をとる画
像処理をおこない、最も相関性の高い位置にウィンドウ
を移動させることにより画像を追尾する。実際の相関計
算は、即ち、メモリ8Aの画像信号a(ij)と、メモ
リ8Bの画像信号b(ij)について、距離演算時と同
様の手順で、Σ|a(ij)−b(ij)|が最小とな
る位置にウィンドウを更新することにより、ウィンドウ
による画像追尾が可能になる。
In the CPU 10, the window {a
(Ij)} is set, image processing for correlating the image signals a (ij) and b (ij) stored in the memories 8A and 8B is performed, and the window is moved to the position having the highest correlation. The image is tracked by doing so. The actual correlation calculation is performed on the image signal a (ij) of the memory 8A and the image signal b (ij) of the memory 8B by the same procedure as in the distance calculation: Σ | a (ij) -b (ij). By updating the window to a position where | is minimized, image tracking by the window becomes possible.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の距離検出装置
は、距離算出時に画面全体で画像比較をおこなっている
ので演算時間が長く、車間距離警報装置等のシステムに
は応用できないという問題点があった。また、先行車の
画像追尾機能を付加したシステムに応用する場合にも、
処理時間の短縮が必要であった。また、図11の画像追
尾装置を自動車の追尾走行システムに応用する場合、ウ
ィンドウ内に追尾目標となる物体以外で、コントラスト
比の高い外乱が入ると徐々にウィンドウがずれる為、例
えば現在追尾中の車を運転者がTVモニタで確認してず
れを修正する必要があり、その操作の煩雑さと視認性が
安全上の問題点であった。
The conventional distance detecting device has a problem that it cannot be applied to a system such as an inter-vehicle distance warning device because the calculation time is long because the images are compared on the entire screen when the distance is calculated. It was Also, when applied to a system with the image tracking function of the preceding vehicle,
It was necessary to shorten the processing time. Further, when the image tracking device of FIG. 11 is applied to a tracking traveling system of an automobile, the window gradually shifts when a disturbance having a high contrast ratio enters the object other than the tracking target object. It is necessary for the driver to check the vehicle on the TV monitor to correct the deviation, and the cumbersome operation and the visibility are problems in safety.

【0009】この発明は上記のような問題点を解決する
為になされたもので、処理時間が短縮され、かつ信頼性
の高い車間距離情報が得られ、また、更には外乱に影響
されることが少なく、かつ信頼性の高い追尾情報を運転
者に分かりやすく表示し、障害物警報装置や自動追尾装
置にも応用可能な車間距離検出装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and shortens the processing time, obtains highly reliable inter-vehicle distance information, and is further affected by disturbance. It is an object of the present invention to provide an inter-vehicle distance detection device that displays highly reliable tracking information in a small amount in an easy-to-understand manner and is also applicable to an obstacle warning device and an automatic tracking device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の車間距離検出
装置は、ウィンドウメモリ内の基準画像信号とウィンド
ウの設定される方のメモリに所定時間後に格納される画
像信号を比較処理することによりウィンドウを更新する
ウィンドウ更新手段での画像比較領域を前回のウィンド
ウ画像に対応する位置から垂直及び/又は水平方向に延
長した十字型、或いは縦長型、横長型としたものであ
る。
The inter-vehicle distance detecting apparatus of the present invention compares the reference image signal in the window memory with the image signal stored in the memory in which the window is set after a predetermined time, thereby performing the window processing. The image comparison area in the window updating means for updating is a cross shape extending vertically and / or horizontally from the position corresponding to the previous window image, or a vertically long type or a horizontally long type.

【0011】また、追尾走行中の画像表示において、ウ
ィンドウ内の画像の輝度と、ウィンドウ外の画像の輝度
を異なるようにしたものである。
Further, in the image display during the tracking running, the brightness of the image inside the window is made different from the brightness of the image outside the window.

【0012】[0012]

【作用】この発明による車間距離検出装置は、画像比較
に用いる1画面の画素数の減少による測距機能の高速化
と、さらに追尾時のウィンドウ更新手段での画像比較領
域を上記の十字型、縦長型、横長型のうちから、仕様に
応じて選択するので、全画面サーチに比して画像比較領
域の減少による追尾機能の高速化が可能である。従っ
て、一旦ドライバーがスイッチ等により対象物の像を含
むようにウィンドウを設定すると、装置の視野内にある
限り、その後は対象物の動きに応じてウィンドウの位置
が自動的に移動して、対象物までの距離が得られる。
According to the inter-vehicle distance detecting apparatus of the present invention, the distance measuring function is speeded up by reducing the number of pixels of one screen used for image comparison, and the image comparison area in the window updating means at the time of tracking is the cross shape, Since one of the vertically long type and the horizontally long type is selected according to the specification, the tracking function can be speeded up by reducing the image comparison area compared to the full screen search. Therefore, once the driver sets the window so as to include the image of the target object with a switch, etc., the position of the window automatically moves according to the movement of the target object as long as it is within the visual field of the device, The distance to the object is obtained.

【0013】また、ウィンドウ内外の画像の輝度を異な
らしめて、追尾中にウィンドウ内の対象物の像を容易に
確認し易いように表示されるため、追尾運転時の安全性
が向上する。
Further, since the images inside and outside the window are made to have different brightness so that the image of the object inside the window can be easily confirmed during tracking, the safety during the tracking operation is improved.

【0014】[0014]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面とともに説明
する。なお、図において同一符号は同一部分を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same parts.

【0015】実施例1.図1において、1,2は基線長
Lだけ離して配置され自車両前方の先行車である対象物
5を撮像するための左右の光学系を構成するレンズ、
3,4はレンズ1,2にそれぞれ対応してレンズ1,2
の焦点距離fだけ離れて配設された2次元のイメージセ
ンサ、5は先行車である対象物を示す。
Example 1. In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote lenses that are arranged apart from each other by a base line length L and that constitute left and right optical systems for capturing an image of an object 5 that is a preceding vehicle ahead of the own vehicle,
Reference numerals 3 and 4 correspond to the lenses 1 and 2, respectively.
A two-dimensional image sensor 5 arranged at a focal distance f of 1 is an object which is a preceding vehicle.

【0016】6,7はイメージセンサ3,4からのアナ
ログ信号をそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換
器、8,9はA/D変換器6,7のデジタル信号を記憶
するメモリ、10はCPUである。11はメモリ8のウ
ィンドウ内の画像信号を記憶するウィンドウメモリ、1
2は画像追尾用のウィンドウを形成するためのウィンド
ウ形成装置、13は下側のイメージセンサ3により撮像
された画像を表示する表示装置である。
Reference numerals 6 and 7 are A / D converters for converting the analog signals from the image sensors 3 and 4 into digital signals, and 8 and 9 are memories for storing the digital signals of the A / D converters 6 and 7. Is a CPU. 11 is a window memory for storing image signals in the window of the memory 8, 1
Reference numeral 2 is a window forming device for forming a window for image tracking, and 13 is a display device for displaying an image captured by the lower image sensor 3.

【0017】なお、CPU10は、ウィンドウ形成装置
12からの信号によりウィンドウを初期設定し、メモリ
8,9、ウィンドウメモリ11及び表示装置13を制御
し、車間距離演算処理、ウィンドウ更新処理等の各種演
算を行なうものである。
The CPU 10 initializes a window by a signal from the window forming device 12, controls the memories 8 and 9, the window memory 11 and the display device 13, and performs various calculations such as inter-vehicle distance calculation processing and window update processing. Is to do.

【0018】次に、図1を主に参照して実施例1の動作
について説明する。対象物5の像は、レンズ1,2を介
して、そのレンズ1,2と光軸を合わせて設置されてい
るイメージセンサ3,4上に結像される。イメージセン
サ3,4の出力は、A/D変換器6,7をそれぞれ介し
て、所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換さ
れ、そのデータはメモリ8,9にそれぞれ格納される。
Next, the operation of the first embodiment will be described mainly with reference to FIG. The image of the object 5 is formed via the lenses 1 and 2 on the image sensors 3 and 4 which are installed with their optical axes aligned with the lenses 1 and 2. The outputs of the image sensors 3 and 4 are converted into digital signals at a predetermined sampling period via the A / D converters 6 and 7, and the data are stored in the memories 8 and 9, respectively.

【0019】メモリ8,9に格納された画像信号は、C
PU10と表示装置13に送られ、CPU10では画像
処理した後、三角測量の原理により車間距離を算出し、
表示装置13では、メモリ8の画像信号と共にその算出
した車間距離を表示する。ドライバーは、表示装置13
により前方の映像を見ながらウィンドウ形成装置12を
操作して、画面上のある部分、即ち対象物5の像を含む
領域にウィンドウを設定する。
The image signals stored in the memories 8 and 9 are C
After being sent to the PU 10 and the display device 13, the CPU 10 performs image processing, and then calculates the inter-vehicle distance by the principle of triangulation,
The display device 13 displays the calculated inter-vehicle distance together with the image signal of the memory 8. The driver is the display device 13
By operating the window forming device 12 while watching the front image, the window is set to a certain portion on the screen, that is, an area including the image of the object 5.

【0020】CPU10では、ウィンドウ更新時に画像
信号を時系列で演算するため、メモリ8内の画像信号の
内でウィンドウで囲まれた画像信号を基準画像信号とし
てウィンドウメモリ11に記憶させる。そして、CPU
10は、次のサンプリングでメモリ8内に格納された画
像信号の内で所定の画像比較領域の画像信号とウィンド
ウメモリ11内の基準画像信号とを比較する。そして、
CPU10は、ウィンドウメモリ11内の画像と最も整
合するメモリ8の画像比較領域内の画像の位置を検出
し、その位置にウィンドウを設定して更新する。
Since the CPU 10 calculates the image signal in time series when updating the window, the image signal surrounded by the window among the image signals in the memory 8 is stored in the window memory 11 as the reference image signal. And CPU
In the next sampling, 10 compares the image signal of a predetermined image comparison area among the image signals stored in the memory 8 with the reference image signal in the window memory 11. And
The CPU 10 detects the position of the image in the image comparison area of the memory 8 that best matches the image in the window memory 11, sets the window at that position, and updates it.

【0021】なお、測距処理については、画像比較時の
画素数が一画面からウィンドウ内部に減少するため、処
理時間が大幅に短縮され、装置の高速化が実現される。
画像比較の手法及び距離計算の式は従来例と同様であ
り、従来例において詳細に説明したので、ここでは省略
する。
Regarding the distance measuring process, the number of pixels at the time of image comparison is reduced from one screen to the inside of the window, so that the processing time is greatly shortened and the speed of the apparatus is increased.
The image comparison method and the distance calculation formula are the same as those in the conventional example, and since they have been described in detail in the conventional example, they are omitted here.

【0022】図2は、t=t0 時のメモリ8内のウィン
ドウ21内の基準画像信号を示すと共に、次のサンプリ
ング時であるt=t1 時の追尾処理における画像比較領
域21Aを示している。次に、図2についてウィンドウ
更新処理の更に詳細な説明を行なう。
FIG. 2 shows the reference image signal in the window 21 in the memory 8 at t = t 0 and also shows the image comparison area 21A in the tracking process at t = t 1 which is the next sampling time. There is. Next, the window updating process will be described in more detail with reference to FIG.

【0023】まず、CPU10は、t=t0 時に、対象
物5の像を囲うその時のウィンドウ21に対応するメモ
リ8の画像信号を基準画像信号としてウィンドウメモリ
11に記憶させる。次に、t=t1 時に得られたメモリ
8の画像信号の内の画像比較領域21Aの画像信号と、
ウィンドウメモリ11の基準画像信号とで画像比較する
ことにより、新しいウィンドウを選択する。図2の画像
比較領域21Aは、t=t0 時のウィンドウ21の対応
位置の垂直方向両側に各yビット分延長させ、水平方向
両側に各xビット分延長した範囲、即ち図2に示すよう
に十字型であり、その中で前回のウィンドウ21と最も
良く一致する画像の位置を求めて新ウィンドウとする。
First, at t = t 0 , the CPU 10 stores the image signal of the memory 8 corresponding to the window 21 surrounding the image of the object 5 in the window memory 11 as a reference image signal. Next, the image signal of the image comparison area 21A in the image signals of the memory 8 obtained at t = t 1
A new window is selected by image comparison with the reference image signal of the window memory 11. The image comparison area 21A in FIG. 2 is extended by y bits on both sides in the vertical direction of the corresponding position of the window 21 at t = t 0 and is extended by x bits on both sides in the horizontal direction, that is, as shown in FIG. The shape of the image is the cross shape, and the position of the image that best matches the previous window 21 among them is determined to be the new window.

【0024】図3(a)はt=t0 時のウィンドウ21
の対応位置の垂直方向両側に各yビット分延長させたt
=t1 時の縦長型の画像比較領域21Aを示し、図3
(b)はt=t0 時のウィンドウ21の対応位置の水平
方向両側にxビット分延長させたt=t1 時の横長型の
画像比較領域21Aを示している。図3に示した画像比
較領域21Aも図2と同様にウィンドウ更新処理に用い
ることができる。
FIG. 3A shows the window 21 when t = t 0.
T extended by y bits on both sides of the corresponding position in the vertical direction
3A shows the vertically long image comparison area 21A at t = t 1 and FIG.
(B) shows a horizontally long image comparison area 21A at t = t 1 extended by x bits on both sides in the horizontal direction of the corresponding position of the window 21 at t = t 0 . The image comparison area 21A shown in FIG. 3 can also be used for the window updating process as in FIG.

【0025】上記のようにウィンドウ内の画像信号を基
準とすることにより画像比較に用いる1画面の画素数を
減らすことができ、大幅な処理時間の短縮が可能であ
り、更に、ウィンドウ更新機能により、ドライバーが最
初に先行車を含むようにウィンドウを設定すると、先行
車が全画面に相当する広い視野内にある限り、その後は
ウィンドウ内の画像信号の左右対称性をチェックしなが
ら先行車の動きに応じてウィンドウの位置を自動的に更
新して測距するため、信頼性も向上し、かつ一旦ウィン
ドウを設定すればその後は自動的に先行車までの車間距
離が得られる。
By using the image signal in the window as a reference as described above, the number of pixels in one screen used for image comparison can be reduced, and the processing time can be greatly shortened. , If the driver first sets the window to include the preceding vehicle, as long as the preceding vehicle is within a wide field of view corresponding to the full screen, then the movement of the preceding vehicle is checked while checking the left-right symmetry of the image signal in the window. The position of the window is automatically updated in accordance with the distance measurement, so that the reliability is improved, and once the window is set, the inter-vehicle distance to the preceding vehicle is automatically obtained thereafter.

【0026】なお、本実施例では、一対の光学系を左右
に配置したが、垂直において上或は下のビデオカメラの
画像にウィンドウを設定してもよいし、ウィンドウを設
定するメモリをメモリ8でなく、メモリ9としてもよ
い。また、画像比較領域として、図2,図3の3つのタ
イプの中から、装置の仕様に応じて選択すれば良い。
In this embodiment, the pair of optical systems are arranged on the left and right, but a window may be set in the image of the video camera above or below in the vertical direction, or the memory for setting the window may be the memory 8. Alternatively, the memory 9 may be used. The image comparison area may be selected from the three types shown in FIGS. 2 and 3 according to the specifications of the apparatus.

【0027】上記のように、t=t0 時のウィンドウ位
置を基準にして水平及び/又は垂直方向に延長して画像
比較領域をなるべく小さくするように決めてあるため
に、ウィンドウ更新時の画像処理時間が短かくなる。
As described above, since it is decided to extend the image in the horizontal and / or vertical direction with respect to the window position at t = t 0 to make the image comparison area as small as possible, the image at the time of updating the window. Processing time becomes short.

【0028】実施例2.車間距離検出装置の全体的な構
成は、CPU10によるウィンドウ更新処理を除き、図
1と同じなので、実施例2に図1を援用する。ウィンド
ウの更新手順を除く他の動作は実施例1で説明したもの
と同じなのでその説明を省略する。
Example 2. The overall configuration of the inter-vehicle distance detecting device is the same as that of FIG. 1 except for the window updating process by the CPU 10, and therefore FIG. 1 is incorporated in the second embodiment. The other operations except the window updating procedure are the same as those described in the first embodiment, and therefore the description thereof is omitted.

【0029】次にウィンドウの更新手順について説明す
る。図4はt=t0 時のメモリ8の画像信号20と対象
物5の像を囲うウィンドウ21を示し、図5はt=t0
+Δt(=t1 )時のメモリ8の画像信号22とウィン
ドウ追尾処理における画像比較領域23及び図4のウィ
ンドウ21の画像と最も良く一致した画像の領域を示す
新ウィンドウ24を示している。図6は、図5の新ウィ
ンドウ24近傍での左右対称補正における画像比較領域
25及び図4のウィンドウ21の画像と最も良く一致し
た画像領域を示す新ウィンドウ26を示し、図7は左右
対称補正時の演算方法を説明するための図である。
Next, the procedure for updating the window will be described. Figure 4 shows a window 21 enclosing the image of the image signal 20 and the object 5 in the memory 8 o'clock t = t 0, 5 t = t 0
An image signal 22 of the memory 8 at + Δt (= t 1 ), an image comparison area 23 in the window tracking processing, and a new window 24 showing an area of an image that best matches the image of the window 21 of FIG. 4 are shown. 6 shows an image comparison area 25 in the left-right symmetry correction in the vicinity of the new window 24 of FIG. 5 and a new window 26 showing an image area that best matches the image of the window 21 of FIG. 4, and FIG. It is a figure for demonstrating the calculation method at the time.

【0030】図8は、実施例2の処理手順を説明するた
めの概略フローチャートである。以下、ウィンドウ更新
手順について図1と図4ないし図8を用いて説明する。
FIG. 8 is a schematic flow chart for explaining the processing procedure of the second embodiment. The window updating procedure will be described below with reference to FIGS. 1 and 4 to 8.

【0031】CPU10は、まずt=t0 時の車間距離
を求め(ステップS1)、図4のウィンドウ21の画像
信号をウィンドウメモリ11に保存する(ステップS
2)。その後、t=t0 +Δt時に、イメージセンサ
3,4から新たにサンプリングした画像信号をメモリ
8,9に格納する(ステップS3)。次に、CPU10
は、図4に示すウィンドウ21に対応するメモリ8内の
領域とその近傍の領域を図5に示すように画像比較領域
23とし、ウィンドウメモリ11内の基準画像信号に対
してメモリ8の画像比較領域23の画像信号を1画素ず
つ順次シフトしながら左右画素毎の信号の差の絶対値の
総和を演算し、その最小値を求める。すなわち、ウィン
ドウ21の画像と最も良く整合する画像比較領域23内
の画像の位置を画像比較領域23内で1画素ずつ順次シ
フトしながら求めて新ウィンドウ24とする(ステップ
S4)。
The CPU 10 first obtains the inter-vehicle distance at t = t 0 (step S1), and stores the image signal of the window 21 in FIG. 4 in the window memory 11 (step S).
2). After that, when t = t 0 + Δt, the image signals newly sampled from the image sensors 3 and 4 are stored in the memories 8 and 9 (step S3). Next, the CPU 10
Is an area in the memory 8 corresponding to the window 21 shown in FIG. 4 and an area in the vicinity thereof as an image comparison area 23 as shown in FIG. 5, and an image comparison in the memory 8 is performed with respect to a reference image signal in the window memory 11. While the image signal in the area 23 is sequentially shifted pixel by pixel, the sum of absolute values of the signal difference between the right and left pixels is calculated to obtain the minimum value. That is, the position of the image in the image comparison area 23 that best matches the image in the window 21 is sequentially shifted pixel by pixel in the image comparison area 23, and the new window 24 is obtained (step S4).

【0032】その後、図6のように、メモリ8の画像2
2の中で、ウィンドウ24の領域とその近傍領域から成
る対称性の画像比較領域25で最も対称性のあるウィン
ドウ画像を求めてそれを新ウィンドウ26とする(ステ
ップS5)。以下、ステップS1に戻り、t=t0 +Δ
t時の測距処理を行なう。
Thereafter, as shown in FIG. 6, the image 2 in the memory 8 is
Among the two, the window image with the most symmetry is obtained in the symmetric image comparison area 25 including the area of the window 24 and the area in the vicinity thereof, and the window image is set as the new window 26 (step S5). Hereinafter, returning to step S1, t = t 0 + Δ
Distance measurement processing at time t is performed.

【0033】次に、ステップS5の左右対称補正を図
6,図7に沿って説明する。図6の画像比較領域25内
で、前回のウィンドウ21と同じ大きさのk行,m列の
画像{ei,j}において、図7のように一行目の左端
の画像信号e11と右端の画像信号e1mの差の絶対値
をΔe11、一行目の左端の次のe12と右端の次のe
1,m−1の差の絶対値をΔe12、同様にしてΔei
j(iはkまで、jはm/2まで)を求め、図6の画像
比較領域25内でその総和ΣΔeijが最も小さくなる
画像を新ウィンドウ26とする。
Next, the left-right symmetry correction in step S5 will be described with reference to FIGS. In the image comparison area 25 of FIG. 6, in the image {ei, j} of k rows and m columns having the same size as the previous window 21, the image signal e11 at the left end and the image at the right end of the first row as shown in FIG. The absolute value of the difference between the signals e1m is Δe11, the next e12 at the left end and the next e at the right end of the first row.
The absolute value of the difference between 1 and m-1 is Δe12, and similarly, Δei
j (i is up to k, j is up to m / 2) is determined, and the image having the smallest sum ΣΔeij in the image comparison area 25 in FIG. 6 is set as the new window 26.

【0034】上記のアルゴリズムを採用することによ
り、例えば街灯や白線、割り込み車等のコントラスト比
の高い外乱がウィンドウ内に入っても、上記の左右対称
補正(ステップS5)により、ウィンドウ更新(ステッ
プS4)でのウィンドウのずれが補正される為、追尾性
能の信頼性が向上する。
By adopting the above algorithm, even if a disturbance with a high contrast ratio such as a streetlight, a white line, or an interrupting vehicle enters the window, the window is updated (step S4) by the above-mentioned left-right symmetry correction (step S5). Since the window shift in () is corrected, the reliability of tracking performance is improved.

【0035】図9は本実施例の表示装置13の追尾時の
状態を表したもので、ウィンドウ内の輝度はカメラのビ
デオ出力そのままとし、ウィンドウ内画像の平均輝度に
対してウィンドウ外の輝度を10〜20%程度暗くして
ある。このため、ドライバーは表示装置13を注意深く
凝視することなく現在追尾中のものを見ることができる
ので、前方不注意になりやすい追尾走行時の安全性が向
上する。なお、本実施例では距離表示については一定の
輝度で表示しているが、視認性を考慮してウィンドウ内
と同等の輝度にしてもよいし、また、ウィンドウ内外の
輝度の明暗を逆にしてもよい。
FIG. 9 shows the tracking state of the display device 13 of this embodiment. The brightness inside the window is left unchanged from the video output of the camera, and the brightness outside the window is compared with the average brightness of the image inside the window. It is darkened by about 10 to 20%. For this reason, the driver can see what is being tracked at present without carefully staring at the display device 13, so that the safety during the tracking run, which is apt to be inadvertently forward, is improved. In the present embodiment, the distance display is displayed with a constant brightness, but in consideration of visibility, the brightness may be the same as that in the window, or the brightness inside and outside the window may be reversed. Good.

【0036】なお、本実施例では、一対の光学系を水平
に配置したが、垂直においても一向に差し支えない。ま
た、本実施例ではメモリ8のウィンドウデータをウィン
ドウメモリ11に保存(ステップS2)していたが、測
距(ステップS1)のあと、すぐに画像書き込みメモリ
としてメモリ8及びウィンドウメモリ11を切り換えて
書き込み(ステップS3)をおこなうようにしてもよ
い。
In this embodiment, the pair of optical systems are arranged horizontally, but it is possible to arrange them vertically even in one direction. Further, in the present embodiment, the window data of the memory 8 is stored in the window memory 11 (step S2), but immediately after the distance measurement (step S1), the memory 8 and the window memory 11 are switched as the image writing memory. Writing (step S3) may be performed.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、この発明による車間距離
検出装置では、サンプリング周期毎に基準ウィンドウを
なるべく小さく設定した画像比較領域と画像比較して更
新しながら画像比較するため、全画面を比較する場合よ
り大幅に演算時間が短縮され、かつ信頼性も向上する。
更に、一旦ウィンドウを設定すれば、装置の視野内にあ
る限り、自動的に対象物の動きに追随してウィンドウが
移動し、対象物までの距離を計測できる為、車間距離表
示装置だけでなく車間距離警報システムや自動追尾シス
テムにも応用可能である。
As described above, in the inter-vehicle distance detecting device according to the present invention, the image comparison area is set to be as small as possible in each sampling cycle and the image comparison is performed while updating the image comparison area. Computation time is significantly shortened and reliability is improved as compared with the case of
Furthermore, once the window is set, as long as it is within the field of view of the device, the window automatically moves according to the movement of the target object, and the distance to the target object can be measured. It can also be applied to inter-vehicle distance warning systems and automatic tracking systems.

【0038】さらに、対象物の動きに応じてウィンドウ
の位置が自動的に左右対称補正したのち更新されるた
め、追尾精度も著しく向上した。さらに、追尾走行中の
表示を、ウィンドウ内外での表示輝度を変えるようにし
たため、視認性が向上して、より安全性の高い追尾式の
車間距離検出装置がえられる。
Further, since the position of the window is automatically corrected after the left-right symmetry correction according to the movement of the object, the tracking accuracy is remarkably improved. Further, since the display during the tracking traveling is changed in the display brightness inside and outside the window, the visibility is improved, and the tracking type inter-vehicle distance detecting device with higher safety can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例による車間距離検出装置の
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an inter-vehicle distance detecting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】t=t0 時のウィンドウ位置とt=t1 時の画
像比較領域を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a window position at t = t 0 and an image comparison area at t = t 1 .

【図3】t=t1 時の他の画像比較領域を示す説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another image comparison area at t = t 1 .

【図4】他の一実施例によるt=t0 時のウィンドウ位
置等を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing window positions and the like at t = t 0 according to another embodiment.

【図5】画像比較領域と新ウィンドウ等を示す説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an image comparison area and a new window.

【図6】左右対称補正を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining left-right symmetry correction.

【図7】左右対称補正の演算方法を説明するための画像
信号の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an image signal for explaining a calculation method of left-right symmetry correction.

【図8】他の一実施例による装置の処理手順を説明する
ための概略フローチャートである。
FIG. 8 is a schematic flowchart for explaining a processing procedure of an apparatus according to another embodiment.

【図9】他の一実施例による表示装置の追尾時の画面状
態を表わした図である。
FIG. 9 is a diagram showing a screen state during tracking of a display device according to another embodiment.

【図10】従来の車間距離検出装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional inter-vehicle distance detecting device.

【図11】従来のイメージセンサを利用した画像追尾装
置の構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an image tracking device using a conventional image sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 レンズ 3,4 イメージセンサ 5 対象物 6,7 A/D変換器 8,9 メモリ 10 CPU 11 ウィンドウメモリ 12 ウィンドウ形成装置 13 表示装置 21,24,26 ウィンドウ 21A,23,25 画像比較領域 1, 2 lens 3, 4 image sensor 5 object 6, 7 A / D converter 8, 9 memory 10 CPU 11 window memory 12 window forming device 13 display device 21, 24, 26 window 21A, 23, 25 image comparison area

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 二次元イメージセンサと、所定距離隔て
て配置され、対象物の像を上記イメージセンサ上に結像
させる実質的に左右一対の光学系と、上記各々のイメー
ジセンサより出力される画像信号を記憶する一対のメモ
リと、該メモリに記憶された画像信号のいずれか一方に
ウィンドウを設定するウィンドウ設定手段と、上記ウィ
ンドウ内の基準画像信号を記憶するウィンドウメモリ
と、上記ウィンドウ内の画像信号を基準画像信号として
他方の画像信号をシフトしながら比較処理することによ
り三角測量の原理で上記対象物までの距離を算出する距
離演算手段と、上記ウィンドウメモリ内の基準画像信号
と上記ウィンドウの設定される方のメモリに所定時間後
に格納される画像信号を比較処理することによりウィン
ドウを更新するウィンドウ更新手段を備え、上記ウィン
ドウ更新手段での画像比較領域を、前回のウィンドウ画
像に対応する位置から垂直及び水平方向に延長した十字
型、或いはそのいずれか一方向のみ延長した縦長型、横
長型とすることを特徴とする車間距離検出装置。
1. A two-dimensional image sensor, a pair of substantially right and left optical systems which are arranged at a predetermined distance from each other and form an image of an object on the image sensor, and output from each of the image sensors. A pair of memories for storing image signals, window setting means for setting a window in one of the image signals stored in the memory, a window memory for storing a reference image signal in the window, and a window memory in the window. A distance calculating means for calculating a distance to the object by the principle of triangulation by performing comparison processing while shifting the other image signal using the image signal as a reference image signal, the reference image signal in the window memory and the window. The window that updates the window by comparing the image signals stored in the memory of A dough updating means, and the image comparison area in the window updating means extends vertically and horizontally from a position corresponding to the previous window image, or a vertically long type or horizontally long type extending only in one direction. An inter-vehicle distance detecting device characterized by:
【請求項2】 二次元イメージセンサと、所定距離隔て
て配置され、対象物の像を上記イメージセンサ上に結像
させる実質的に左右一対の光学系と、上記各々のイメー
ジセンサより出力される画像信号を記憶する一対のメモ
リと、該メモリに記憶された画像信号のいずれか一方に
ウィンドウを設定するウィンドウ設定手段と、上記ウィ
ンドウ内の基準画像信号を記憶するウィンドウメモリ
と、上記ウィンドウ内の画像信号を基準画像信号として
他方の画像信号をシフトしながら比較処理することによ
り三角測量の原理で上記対象物までの距離を算出する距
離演算手段と、上記ウィンドウが設定されたメモリの画
像と上記算出された距離を表示する表示手段と、上記ウ
ィンドウメモリ内の基準画像信号と上記ウィンドウの設
定される方のメモリに所定時間後に格納される画像信号
を比較処理することによりウィンドウを更新するウィン
ドウ更新手段と、該ウィンドウ更新手段により更新され
たウィンドウ近傍で左右対称性を有する画像位置にウィ
ンドウを補正する左右対称補正手段とを備え、上記表示
手段による追尾走行中の画像表示において、ウィンドウ
内の画像の輝度と、該ウィンドウの外周辺部の画像の輝
度とを異ならしめた事を特徴とする車間距離検出装置。
2. A two-dimensional image sensor, a pair of left and right optical systems which are arranged at a predetermined distance from each other and form an image of an object on the image sensor, and output from each of the image sensors. A pair of memories for storing image signals, window setting means for setting a window in one of the image signals stored in the memory, a window memory for storing a reference image signal in the window, and a window memory in the window. Distance calculation means for calculating a distance to the object by the principle of triangulation by performing comparison processing while shifting the other image signal using the image signal as a reference image signal, an image in a memory in which the window is set, and The display means for displaying the calculated distance, the reference image signal in the window memory and the memory in which the window is set Window updating means for updating the window by comparing the image signals stored after a predetermined time, and left-right symmetry correcting means for correcting the window to an image position having left-right symmetry in the vicinity of the window updated by the window updating means. An inter-vehicle distance detecting apparatus, characterized in that, in the image display during tracking traveling by the display means, the brightness of the image in the window and the brightness of the image in the outer peripheral portion of the window are made different from each other.
JP4079644A 1992-04-01 1992-04-01 Inter-vehicle distance detector Pending JPH05280974A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002072998A (en) * 2000-08-25 2002-03-12 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Brightness control device, brightness adjustment system, computer system, liquid crystal display device, brightness control method, computer program, and storage medium

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