JPS60235016A - 移動体の位置および姿勢検出装置 - Google Patents
移動体の位置および姿勢検出装置Info
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- JPS60235016A JPS60235016A JP9135184A JP9135184A JPS60235016A JP S60235016 A JPS60235016 A JP S60235016A JP 9135184 A JP9135184 A JP 9135184A JP 9135184 A JP9135184 A JP 9135184A JP S60235016 A JPS60235016 A JP S60235016A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 230000015654 memory Effects 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Navigation (AREA)
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】
発明の分野
この発明は、移動体の位置および姿勢検出装置に関し、
特にたとえば成る観測点に対する移晩体の相対位置およ
び姿勢を検出する装置に関する。
特にたとえば成る観測点に対する移晩体の相対位置およ
び姿勢を検出する装置に関する。
先行技術の説明
従来、自動車等の移動体の位置および姿勢を検出する装
置として、たとえばレーダを用いた装置などが実現され
または提案されている。ところが、従来のこれら装置は
、いずれも構成が複雑でありかつ高価であるという欠点
があった。
置として、たとえばレーダを用いた装置などが実現され
または提案されている。ところが、従来のこれら装置は
、いずれも構成が複雑でありかつ高価であるという欠点
があった。
発明の目的
この発明は、構造が簡単でかつ安価な簡易型の移動体の
位置および姿勢検出装置を提供することを目的とする。
位置および姿勢検出装置を提供することを目的とする。
発明の要約
この発明は、要約すれば、撮像装置によって撮影され画
像シフト手段によって所定の位置にシフトされた移動体
の像とモデル図形発生手段から発生されたモデル図形と
が=aするか否かを検出し・、一致しないときは膿像%
装置の綴僧倍率またはモデル゛図形の大きさを変化する
とともにモデル図形の姿勢角を変化させ、それによっ−
C移動体の像とモデル図形とが一致したときはそのとき
の画像シフj・手段のシフト伊とml像装置の機縁倍率
またはモデル図形の大きさとモデル図形の姿勢角とに基
づいて移動体の位置および姿勢角を演舞するようにした
ものである。
像シフト手段によって所定の位置にシフトされた移動体
の像とモデル図形発生手段から発生されたモデル図形と
が=aするか否かを検出し・、一致しないときは膿像%
装置の綴僧倍率またはモデル゛図形の大きさを変化する
とともにモデル図形の姿勢角を変化させ、それによっ−
C移動体の像とモデル図形とが一致したときはそのとき
の画像シフj・手段のシフト伊とml像装置の機縁倍率
またはモデル図形の大きさとモデル図形の姿勢角とに基
づいて移動体の位置および姿勢角を演舞するようにした
ものである。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は、図
面を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかと
なろう。
面を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかと
なろう。
実施例の説明
第1図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。この実施例は、通路上を走行する移動体の一例の自
動車1の位置および姿勢を検出するものである。図にお
いて、自動車1をH測する観測点には、自動車1の像を
撮影するためのビデオカメラ2が設けられる。このビデ
オカメラ2は、撮像管を用いたものであってもよいし、
また固体撮像素子を用いた固体m像装置であってもよい
。
る。この実施例は、通路上を走行する移動体の一例の自
動車1の位置および姿勢を検出するものである。図にお
いて、自動車1をH測する観測点には、自動車1の像を
撮影するためのビデオカメラ2が設けられる。このビデ
オカメラ2は、撮像管を用いたものであってもよいし、
また固体撮像素子を用いた固体m像装置であってもよい
。
このビデオカメラ2から出力される画像信号は、画像シ
フト回路3に与えられる。画像シフト回路3は、ビデオ
カメラ2によって撮影された自動車1の像が全体の画面
の真ん中に位置するように該像をシフトさせるものであ
る。画像シフト回路3が像をシフトした量は、CPU4
に与えられる。
フト回路3に与えられる。画像シフト回路3は、ビデオ
カメラ2によって撮影された自動車1の像が全体の画面
の真ん中に位置するように該像をシフトさせるものであ
る。画像シフト回路3が像をシフトした量は、CPU4
に与えられる。
また、画像シフ1〜回路3から出力される画像信号は、
−数構出回路5の一方入力に与えられる。−数構出回路
5の他方入力には、モデル図形発生回路6から出力され
るモデル図形信号が与えられる。
−数構出回路5の一方入力に与えられる。−数構出回路
5の他方入力には、モデル図形発生回路6から出力され
るモデル図形信号が与えられる。
モデル図形発生回路6は、自動車1に相似した形状のモ
デル図形を発生するためのものであり、コンピュータな
どを含んで構成される。なお、モデル図形発生回路6は
、発生するモデル図形の太きさを変化させたり、モデル
図形の姿勢角を変化させたりすることが可能である。−
数構出回路5がら出力される検出出力は、CPU4に与
えられる。
デル図形を発生するためのものであり、コンピュータな
どを含んで構成される。なお、モデル図形発生回路6は
、発生するモデル図形の太きさを変化させたり、モデル
図形の姿勢角を変化させたりすることが可能である。−
数構出回路5がら出力される検出出力は、CPU4に与
えられる。
CP LJ 4 ニG、t、さらに、ROM7.RAM
8.−1−ポー199表示器1oオヨヒスーム1iII
Ill装W111が接続される。ROM7には、CPU
4の動作プログラムが格納されている。RAM8は、C
PU4のデータ処理上において必要なデータを種々記憶
する。キーボード9は、CPU4に動作指令を与えるた
めの穆々のキーを含む。表示器1oは、CPU4によっ
て演算された自動11i1の位置および姿勢等を表示す
るためのものである。ズーム制御装置111は、CP
U 4から与えられる指令に応じて、ビデオカメラ2の
m像倍率を制御するためのものである。
8.−1−ポー199表示器1oオヨヒスーム1iII
Ill装W111が接続される。ROM7には、CPU
4の動作プログラムが格納されている。RAM8は、C
PU4のデータ処理上において必要なデータを種々記憶
する。キーボード9は、CPU4に動作指令を与えるた
めの穆々のキーを含む。表示器1oは、CPU4によっ
て演算された自動11i1の位置および姿勢等を表示す
るためのものである。ズーム制御装置111は、CP
U 4から与えられる指令に応じて、ビデオカメラ2の
m像倍率を制御するためのものである。
第2図は第1図に示す実施例の動作を説明するためのフ
ローチャートである。第3図は自動車1とビデオカメラ
2との位w開係を示した図解図である。以下、これら第
1図および第2図を参照して、第1図の実施例の動作に
ついて説明する。
ローチャートである。第3図は自動車1とビデオカメラ
2との位w開係を示した図解図である。以下、これら第
1図および第2図を参照して、第1図の実施例の動作に
ついて説明する。
第3図に示すごとく、ビデオカメラ2は、その光軸が基
準方位Xと一致するように配置される。
準方位Xと一致するように配置される。
なお、第1図の実施例が自動車などに搭載される場合は
その自動車の進行方向が基準方位Xに選ばれてもよい。
その自動車の進行方向が基準方位Xに選ばれてもよい。
今、自動車1が基準方位Xがらずれた位置にあると、自
動車1の像は全体の画像の端部に片寄った状態となって
いる。ところで、モデル図形発生回路6から発生される
モデル図形は、全体の画像のちょうど真ん中に位lfす
るようになっている。したがって、このまま自動1!1
とモデル図形とを比較しても、2つの像が一致すること
はない。そこで、画像シフト回路3は自動車1の像が全
体の画像の真ん中に位置するように自動車1の像をシフ
トさせる。これによって、第3図の2点鎖線で示される
ような状態にビデオカメラ2が回転されたと等価の状態
となる。すなわら、ビデオカメラ2の光軸上に自動車1
が位置するのと等価の状態となる。ここで、画像シフト
量vR3の像のシフト量は、第3図に示す角度αに対応
する値となる。この角度αは、基準方位Xに対する自動
車1の偏倚角である。
動車1の像は全体の画像の端部に片寄った状態となって
いる。ところで、モデル図形発生回路6から発生される
モデル図形は、全体の画像のちょうど真ん中に位lfす
るようになっている。したがって、このまま自動1!1
とモデル図形とを比較しても、2つの像が一致すること
はない。そこで、画像シフト回路3は自動車1の像が全
体の画像の真ん中に位置するように自動車1の像をシフ
トさせる。これによって、第3図の2点鎖線で示される
ような状態にビデオカメラ2が回転されたと等価の状態
となる。すなわら、ビデオカメラ2の光軸上に自動車1
が位置するのと等価の状態となる。ここで、画像シフト
量vR3の像のシフト量は、第3図に示す角度αに対応
する値となる。この角度αは、基準方位Xに対する自動
車1の偏倚角である。
第2図のステップS1では、−数構出回路5が、上述の
iiI像シフト回路3からのシフト後の画一とモデル図
形発生回路6からのモデル図形とを比較し、一致してい
るか否かを検出する。なお、−数構出回路5は、たとえ
ば以下のような方法によって画像の一致を検出する。す
なわち、−数構出回蕗5は、画一シフト回路3からの画
像とモデル図形発生回路6からのモデル図形とのそれぞ
れのエツジ図形を抽出し、これらエツジ図形を別々のメ
モリに記憶させる。これら2つのメモリは、それぞれ1
画面分の&!憶容量を有し、対応のアドレスを有する。
iiI像シフト回路3からのシフト後の画一とモデル図
形発生回路6からのモデル図形とを比較し、一致してい
るか否かを検出する。なお、−数構出回路5は、たとえ
ば以下のような方法によって画像の一致を検出する。す
なわち、−数構出回蕗5は、画一シフト回路3からの画
像とモデル図形発生回路6からのモデル図形とのそれぞ
れのエツジ図形を抽出し、これらエツジ図形を別々のメ
モリに記憶させる。これら2つのメモリは、それぞれ1
画面分の&!憶容量を有し、対応のアドレスを有する。
そして、これら2つのメモリのいずれにもエツジ図形が
記憶されているメモリセルの個数を計数する。ここで、
2つのメモリに記憶されたエツジ図形が一致しない場合
は、上記計数されたメモリセルの個数は極めて多いもの
となる。ところが、2つのエツジ図形が一致すると、計
数されたメモリセルの個数は急激に減少する。したがっ
(゛、このときの急激なメモリセルの個数の増加を検出
することによって、il像シフト回路3からの画像とモ
デル図形発生回路6からのモデル図形との一致を検出す
ることができる。−数構出回路5は、一致を検出すると
、たとえばハイレベルの一致検出出力をCPU4に与え
る。
記憶されているメモリセルの個数を計数する。ここで、
2つのメモリに記憶されたエツジ図形が一致しない場合
は、上記計数されたメモリセルの個数は極めて多いもの
となる。ところが、2つのエツジ図形が一致すると、計
数されたメモリセルの個数は急激に減少する。したがっ
(゛、このときの急激なメモリセルの個数の増加を検出
することによって、il像シフト回路3からの画像とモ
デル図形発生回路6からのモデル図形との一致を検出す
ることができる。−数構出回路5は、一致を検出すると
、たとえばハイレベルの一致検出出力をCPU4に与え
る。
CPU4は、ステップS2において、−数構出回路5が
一致を検出したか否かを判断する。もし、−数構出回路
5が一致を検出しない場合、すなわち−数構出回路5か
ら一致検出出力が得られない場合は、ステップS3に進
み、CPU4は、モデル図形発生回路6またはズーム制
御i1装置11を制御する。すなわち、CPU4は、モ
デル図形発生回路6で発生されるモデル図形の姿勢角を
変化させ、またズーム制御装置11によってビデオカメ
ラ2のII像倍率を変化させる。これによって、−数構
出回路5に入力される画像およびモデル図形が変化する
。このステップS3における動作は、−数構出回路5で
一致の検出が得られるまで繰返して行なわれる。なお、
ステップS3における制御については種々の方法を用い
ることはできるが、たとえば次のような方法で制御を行
なえばよい。
一致を検出したか否かを判断する。もし、−数構出回路
5が一致を検出しない場合、すなわち−数構出回路5か
ら一致検出出力が得られない場合は、ステップS3に進
み、CPU4は、モデル図形発生回路6またはズーム制
御i1装置11を制御する。すなわち、CPU4は、モ
デル図形発生回路6で発生されるモデル図形の姿勢角を
変化させ、またズーム制御装置11によってビデオカメ
ラ2のII像倍率を変化させる。これによって、−数構
出回路5に入力される画像およびモデル図形が変化する
。このステップS3における動作は、−数構出回路5で
一致の検出が得られるまで繰返して行なわれる。なお、
ステップS3における制御については種々の方法を用い
ることはできるが、たとえば次のような方法で制御を行
なえばよい。
すなわち、まずモデル図形から抽出されたエツジ図形の
中に自動車1のエツジ図形が入るようにビデオカメラ2
の硝f、1を倍4!を制御する。そして、ビデオカメラ
2の118率を徐々に上げていき、自動車1の工2;)
図形がモデル図形のエツジ範囲をはみ出ると、今度はモ
デル図形の姿勢角を変化さゼ、再び自動車1のエツジ図
形が−Uモデル図形エツジ範l内に入るように制御する
。これらの制御を繰返して行ない、自8車1の画像とモ
デル図形とを徐々に一致させていく、 一方、上述のステップS2において、−数構出回路5が
一致を検出したと判断すると、CPU4は、ステップS
4において、画像シフト回路3のシフト量と、モデル図
形発生回路6におけるモデル図形の姿勢角と、ズーム制
御装[11におけるビデオカメラのズーム量すなわち撮
像倍率とを読取る。そして、ステップS5に進み、上記
ステップS4で読取った諸懲に基づいて、自動車1の距
離、方位、姿勢角を演算する。ここで、前述のごとく、
画像シフト回路3のシフト看は基準方位×(対づる自動
車1の偏倚角に対応する。また、モデル図形の姿判角【
、2.第3図に示す角度β、J′なわち自動中1の姿勢
角に71中する。また、ビデオカメラのm像倍率は、第
3図に示す距#tuすなわち観測点と自動車″Iどの間
の距P11に対応する。なお、ステップS5における変
換演算は、簡単な比例計算によって行なえるため、その
詳細は省略する。続いて、ステップS 61C進み、C
PU4は、ステップS5で演算した桔宍を表示器1oに
表示する。その後、再びステップs1の動作に戻る。
中に自動車1のエツジ図形が入るようにビデオカメラ2
の硝f、1を倍4!を制御する。そして、ビデオカメラ
2の118率を徐々に上げていき、自動車1の工2;)
図形がモデル図形のエツジ範囲をはみ出ると、今度はモ
デル図形の姿勢角を変化さゼ、再び自動車1のエツジ図
形が−Uモデル図形エツジ範l内に入るように制御する
。これらの制御を繰返して行ない、自8車1の画像とモ
デル図形とを徐々に一致させていく、 一方、上述のステップS2において、−数構出回路5が
一致を検出したと判断すると、CPU4は、ステップS
4において、画像シフト回路3のシフト量と、モデル図
形発生回路6におけるモデル図形の姿勢角と、ズーム制
御装[11におけるビデオカメラのズーム量すなわち撮
像倍率とを読取る。そして、ステップS5に進み、上記
ステップS4で読取った諸懲に基づいて、自動車1の距
離、方位、姿勢角を演算する。ここで、前述のごとく、
画像シフト回路3のシフト看は基準方位×(対づる自動
車1の偏倚角に対応する。また、モデル図形の姿判角【
、2.第3図に示す角度β、J′なわち自動中1の姿勢
角に71中する。また、ビデオカメラのm像倍率は、第
3図に示す距#tuすなわち観測点と自動車″Iどの間
の距P11に対応する。なお、ステップS5における変
換演算は、簡単な比例計算によって行なえるため、その
詳細は省略する。続いて、ステップS 61C進み、C
PU4は、ステップS5で演算した桔宍を表示器1oに
表示する。その後、再びステップs1の動作に戻る。
なお、上述の実施例では、CPtJ4によって演算され
た自動車1の距離、方位、姿勢角を表示器10に表示き
せるようにしたが、この演算結果は音声出力するように
してもよい、また、この演算結果に基づいて、W!測車
を自動車1に追従させるための制御に利用してもよい。
た自動車1の距離、方位、姿勢角を表示器10に表示き
せるようにしたが、この演算結果は音声出力するように
してもよい、また、この演算結果に基づいて、W!測車
を自動車1に追従させるための制御に利用してもよい。
その他各種の利用のl!I憬が考えられよう。
また、上述の実施例では、移動体の一例として自動車の
場合について説明したが、この発明は空港の誘轡路上を
移動する航空機や、構内の各種運搬車や、盲人を自動的
に誘導するための誘導ワゴンや、自動掃除機や、各種農
楽機器や建設門型等各種移動体に[と、用できることは
ちちろIυである。
場合について説明したが、この発明は空港の誘轡路上を
移動する航空機や、構内の各種運搬車や、盲人を自動的
に誘導するための誘導ワゴンや、自動掃除機や、各種農
楽機器や建設門型等各種移動体に[と、用できることは
ちちろIυである。
さらに、上述の実施例では、ビデオカメラ2のIIA像
倍率を変化さUて自動車1の画像の大きさを変化させる
ようにしたが、モデル図形発生回路6に゛お1′jるモ
デル図形の大きさを変化させてもよく、この場合も上述
の実施例と同様の効果を奏する。
倍率を変化さUて自動車1の画像の大きさを変化させる
ようにしたが、モデル図形発生回路6に゛お1′jるモ
デル図形の大きさを変化させてもよく、この場合も上述
の実施例と同様の効果を奏する。
発明の効果
以上のように、この発明によれば、簡単かつ安価な構成
によって移動体の位置および姿勢を検出することのでき
る全く断層な移動体の位置および姿勢検出装置を得るこ
とができる。
によって移動体の位置および姿勢を検出することのでき
る全く断層な移動体の位置および姿勢検出装置を得るこ
とができる。
第1図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。第2図は第1図に示す実施例の動作を説明するため
のフローチャートである。第3図は第1図に示す自動車
1とビデオカメラ2との位置関係を示す図解図であるう 図において、1は自動車、2はビデオカメラ、3は画像
シフト回路、4はCPtJ、5は一致検出回路、6はモ
デル図形発生回路、7はROM18はRAM、9はキー
ボード、10は表示器、11はズーム制御装置を示す。 特許出願人 津 村 俊 弘 津 村 豪 代 即 人 弁理士 深 見 久 部 1、パ冒 1・ (ほか2名> 11.’−; \−゛ 第1図 第2図
る。第2図は第1図に示す実施例の動作を説明するため
のフローチャートである。第3図は第1図に示す自動車
1とビデオカメラ2との位置関係を示す図解図であるう 図において、1は自動車、2はビデオカメラ、3は画像
シフト回路、4はCPtJ、5は一致検出回路、6はモ
デル図形発生回路、7はROM18はRAM、9はキー
ボード、10は表示器、11はズーム制御装置を示す。 特許出願人 津 村 俊 弘 津 村 豪 代 即 人 弁理士 深 見 久 部 1、パ冒 1・ (ほか2名> 11.’−; \−゛ 第1図 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 移動体の像を撮影するための撮像装置、前記移動体と相
似した形状のEデル図形を発生するモデル図形発生手段
、 ゛前記撮像装置によって撮影された移動体の像を所定の
位置にシフトするための画像シフト手段、前記画像シフ
j・手段でシフトされた移動体の像と前記モデル図形発
生手段から発生されるモデル図形とを比較して一致する
か否かを検出する一致検出手段、 前記一致検出手段が不一致を検出したとき、前記移動体
の像と前記モデル図形とが一致するように、前記WA像
装誼のm像倍率および前記モデル図形発生回路におりる
モデル図形の大きさのいずれか一方を変化し、さらに前
記モデル図形発生回路にお番ブるモデル図形の姿勢角を
変化させるための制御手段、および 前記一致検出手段が一致を検出したとき、前記画録シフ
ト手段のシフト環と、前記撮像装置の撮像倍率またはモ
デル図形の大きさと、モデル図形の姿勢角とに基づいて
、前記移動体の位置および姿勢角を演算する手段を備え
る、移動体の位置および姿勢検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9135184A JPS60235016A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 移動体の位置および姿勢検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9135184A JPS60235016A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 移動体の位置および姿勢検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60235016A true JPS60235016A (ja) | 1985-11-21 |
| JPH0418604B2 JPH0418604B2 (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=14023977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9135184A Granted JPS60235016A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 移動体の位置および姿勢検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60235016A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150987A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Canon Inc | 画像情報処理装置 |
| US5929785A (en) * | 1996-10-03 | 1999-07-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for vehicle |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5226136A (en) * | 1975-08-22 | 1977-02-26 | Omron Tateisi Electronics Co | Electronic desk calculator |
| JPS56124600A (en) * | 1980-03-06 | 1981-09-30 | Tokyo Shibaura Electric Co | Deciding device for attitude of satelite |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP9135184A patent/JPS60235016A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5226136A (en) * | 1975-08-22 | 1977-02-26 | Omron Tateisi Electronics Co | Electronic desk calculator |
| JPS56124600A (en) * | 1980-03-06 | 1981-09-30 | Tokyo Shibaura Electric Co | Deciding device for attitude of satelite |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150987A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Canon Inc | 画像情報処理装置 |
| US5929785A (en) * | 1996-10-03 | 1999-07-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0418604B2 (ja) | 1992-03-27 |
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