JP2527231B2 - Distance measuring device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば自動車などの移動する対象物を連
続的に測定する距離測定装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a distance measuring device for continuously measuring a moving object such as an automobile.
従来、例えば特公昭63−46363号公報に開示されてい
る距離測定装置の構成図が第４図に示されている。図に
おいて、左右の光学系は基線長Ｌだけ隔ててレンズ1,2
が配置され、刻レンズ1,2の焦点距離ｆの位置にイメー
ジセンサ3,4がそれぞれ配置されている。上記レンズ1,2
からＲの距離にある対象物５の像は各々のレンズ1,2に
よってイメージセンサ3,4上に結像される。そしてイメ
ージセンサ3,4上の画像信号はそれぞれアナログ・デジ
タル変換器6,7でデジタル信号に変換され、メモリ8,9に
記憶される。10はメモリ8,9に記憶された画像信号を処
理して対象物５までの距離を求めるマイクロプロセッサ
である。Conventionally, for example, a configuration diagram of a distance measuring device disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-46363 is shown in FIG. In the figure, the left and right optical systems are separated by a lens length 1 and 2 with a baseline length L.
And the image sensors 3 and 4 are arranged at the positions of the focal lengths f of the engraving lenses 1 and 2, respectively. Above lens 1, 2
An image of the object 5 at a distance from to R is imaged on the image sensors 3, 4 by the respective lenses 1, 2. Then, the image signals on the image sensors 3 and 4 are converted into digital signals by the analog / digital converters 6 and 7 and stored in the memories 8 and 9, respectively. A microprocessor 10 processes the image signals stored in the memories 8 and 9 to obtain the distance to the object 5.
次に動作について説明する。マイクロプロセッサ10は
メモリ８からまず、一方のイメージセンサ３の左上端に
相当する画素信号を読出し、次にメモリ９から他方のイ
メージセンサ４の左上端に相当する画素信号を読出し、
両信号の差の絶対値を演算する。続いてそれぞれのイメ
ージセンサ3,4の右となりの画素信号を読出し、上記と
同様にその差の絶対値を演算し、最初の値に累積する。
この操作を順次に画面全体の画素について行ない、その
累積値を求め第１の値とする。次に上記と同様にしてイ
メージセンサ３の左上端に相当する画素信号とイメージ
センサ４の左上端から一画素右の画素に相当する画素信
号をメモリ９から読出し比較する。Next, the operation will be described. The microprocessor 10 first reads the pixel signal corresponding to the upper left end of one image sensor 3 from the memory 8, then reads the pixel signal corresponding to the upper left end of the other image sensor 4 from the memory 9,
The absolute value of the difference between both signals is calculated. Subsequently, the pixel signals adjacent to the right of the image sensors 3 and 4 are read out, and the absolute value of the difference is calculated in the same manner as above, and accumulated to the first value.
This operation is sequentially performed for the pixels of the entire screen, and the cumulative value thereof is obtained and set as the first value. Next, similarly to the above, the pixel signal corresponding to the upper left end of the image sensor 3 and the pixel signal corresponding to the pixel one pixel right from the upper left end of the image sensor 4 are read from the memory 9 and compared.
かくして、全体に一画素右にずらした画像信号との差
をそれぞれの画素信号で取って累積した値を求め第２の
値とする。このように一画素づつ順次に右にずらした画
素信号のそれぞれの画素信号の差をとり、累積した値を
順次求めていく。この累積した値が最小になるときが左
右の画像のずれを表わしている。このずれがｎ画素で、
画素ピッチＰとすれば、ずれの値はnPであり、これから
対象物５までの距離Ｒは次式で求められる。Thus, the difference between the pixel signal and the image signal shifted to the right by one pixel as a whole is obtained for each pixel signal, and the accumulated value is obtained as the second value. In this way, the difference between the pixel signals of the pixel signals sequentially shifted to the right pixel by pixel is calculated, and the accumulated value is sequentially obtained. When the accumulated value becomes the minimum, the shift between the left and right images is represented. This shift is n pixels,
If the pixel pitch is P, the shift value is nP, and the distance R from this to the object 5 is obtained by the following equation.
ただし、f:レンズの焦点距離 L:レンズ間の基線長 〔発明が解決しようとする課題〕 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、広い視野の画像信号を得ようとした場合には、広い
視野中の対象物の特定が困難であり、また、狭い視野を
得ようとした場合には視野中の対象物の特定は容易とな
るが対象物が移動すれば視野からはずれるため、対象物
の動きに応じて装置を移動する必要があった。 However, f: focal length of lens L: baseline length between lenses [Problem to be solved by the invention] Since the conventional distance measuring device is configured as described above, an attempt is made to obtain an image signal with a wide field of view. In this case, it is difficult to specify the target object in the wide field of view, and when trying to obtain a narrow field of view, it becomes easy to specify the target object in the field of view, but if the target object moves out of the field of view. Therefore, it is necessary to move the device according to the movement of the object.
この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、一旦対象物を定めるとこれが動いても視野内
にある限り連続的に対象物までの距離を測定し方向を求
めることのできる距離測定装置を得ることを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above problems, and once an object is defined, it is possible to continuously measure the distance to the object and determine the direction as long as it is within the field of view even if it moves. The purpose is to obtain a distance measuring device.
この発明に係る距離測定装置は、所定の距離をおいて
設置された一対の光学系と、この光学系によりイメージ
センサ上に結像した一対の画像のうちいずれか一方の画
像信号の特定部分にウインドを設定する手段と、設定さ
れたウインド内の画像信号を基準にして双方の画像信号
を比較し距離を求める手段と、所定の時間間隔で画像信
号をサンプリングし、ある時刻のウインド内の画像信号
と次の時刻の画像信号とを比較しその信号が最もよく一
致する部分を新たなウインドとして設定するウインド更
新手段とを備えたものである。A distance measuring device according to the present invention provides a specific portion of an image signal of one of a pair of optical systems installed at a predetermined distance and a pair of images formed on an image sensor by the optical system. A means for setting the window, a means for comparing the image signals of the two in the set image signal as a reference to obtain a distance, sampling the image signal at a predetermined time interval, and displaying an image in the window at a certain time. And a window updating means for comparing the signal with the image signal at the next time and setting a portion where the signal best matches as a new window.
また、この発明に係る距離測定装置は、所定の距離を
おいて設定された一対の光学系と、この光学系によりイ
メージセンサ上に結像した一対の画像のうちいずれか一
方の画像信号の特定部分にウインドを設定する手段と、
設定されたウインド内の画像信号を基準にして双方の画
像信号を比較し距離を求める手段と、所定の時間間隔で
画像信号をサンプリングし、ある時刻のウインド内の画
像信号と次の時刻の画像信号とを比較しその信号が最も
よく一致する部分を新たなウインドとして設定するウイ
ンド更新手段と、ウインド設定情報の変化量から対象物
の移動方向と移動量とを求める手段とを備えたものであ
る。Further, the distance measuring device according to the present invention specifies the image signal of either one of a pair of optical systems set at a predetermined distance and a pair of images formed on the image sensor by the optical system. A means to set a window on the part,
A means for comparing both image signals based on the set image signal in the window to obtain a distance, and sampling the image signal at a predetermined time interval, and an image signal in the window at a certain time and an image at the next time It is provided with a window updating means for comparing the signal and setting a portion where the signal best matches as a new window, and a means for obtaining the moving direction and the moving amount of the object from the change amount of the window setting information. is there.
この発明においては、左右一対の光学系により結像さ
れる画像を検出する二次元のイメージセンサを有すると
共に、特定の画像を指定するウインド機能を有し、指定
された画像信号を基準として左右の画像信号を比較し、
その信号が最もよく一致するときの左右光学系の画像の
光軸からのずれにより、三角測量の原理で距離を演算す
ると共に、その画素信号をある時間間隔でサンプリング
し、ある時刻の画像信号と次の時刻の画像信号とを比較
し、対象物が移動した方向と量とを検出し、次の時刻の
距離演算の基準を更新するようにしたもので、これによ
り、距離計を動かすことなく移動する対象物までの距離
を求めることができ、また、対象物の移動量および移動
方向も検出できる。According to the present invention, a two-dimensional image sensor for detecting an image formed by a pair of left and right optical systems is provided, and a window function for designating a specific image is provided. Compare the image signals,
The distance from the optical axis of the image of the left and right optical systems when the signals are best matched is used to calculate the distance by the principle of triangulation, and the pixel signal is sampled at a certain time interval to obtain the image signal at a certain time. It compares the image signal at the next time, detects the direction and amount of movement of the target object, and updates the reference for distance calculation at the next time. The distance to the moving object can be obtained, and the moving amount and moving direction of the object can be detected.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明による距離測定装置の構成図であって、
符号１〜10は第４図に示した従来例の装置と同一である
ので説明は省略する。11は画像を表示するディスプレイ
で、マイクロコンピュータ10によって制御される。12は
ウインドを設定するための手段としてのウインドを形成
するための装置で、運転者が操作することにより、ウイ
ンドの大きさや位置をディスプレイ11を見ながら設定す
ることができる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a distance measuring device according to the present invention,
Reference numerals 1 to 10 are the same as those of the conventional apparatus shown in FIG. Reference numeral 11 denotes a display for displaying an image, which is controlled by the microcomputer 10. Reference numeral 12 is a device for forming a window as a means for setting the window, and the driver can operate it to set the size and position of the window while looking at the display 11.
次にこの発明の動作について説明する。今、イメージ
センサ３の画像を第２図に示すようにディスプレイ11に
表示したとすると、運転者はウインド形成装置12を操作
してウインド13を形成する。この信号はマイクロコンピ
ュータ10に読込まれてメモリ８のどの部分の画素信号を
距離演算の基準としての画素信号とすればよいかがわか
る。したがって、比較するメモリ8,9の領域をマイクロ
コンピュータ10が選択して左の基準画像信号に対して右
の画像信号を一画素づつ順次シフトしながら、各画素毎
の信号の差の絶対値の総和を演算していく。このとき、
演算に関与する領域は第２図に示すように左のウインド
13に対して右の画像は領域14が対応する。このように
左，右の画素を比較しその差信号の絶対値の総和が最小
となるときの画素のシフト量をｎ画素、画素ピッチをＰ
とし、レンズ1,2の基準長をＬ、レンズ1,2の焦点距離を
ｆ、対象物５までの距離をＲとすれば、Ｒは次式で求め
られる。Next, the operation of the present invention will be described. Now, assuming that the image of the image sensor 3 is displayed on the display 11 as shown in FIG. 2, the driver operates the window forming device 12 to form the window 13. This signal is read by the microcomputer 10 to know which portion of the pixel signal in the memory 8 should be used as the pixel signal as a reference for distance calculation. Therefore, while the microcomputer 10 selects the regions of the memories 8 and 9 to be compared and sequentially shifts the right image signal with respect to the left reference image signal pixel by pixel, the absolute value of the difference between the signals of each pixel is Calculate the sum. At this time,
The area involved in the calculation is the left window as shown in Fig. 2.
The image on the right of 13 corresponds to the area 14. In this way, when the left and right pixels are compared and the sum of the absolute values of the difference signals is the minimum, the pixel shift amount is n pixels and the pixel pitch is P.
If the reference length of the lenses 1 and 2 is L, the focal length of the lenses 1 and 2 is f, and the distance to the object 5 is R, then R is calculated by the following equation.
次にある短い時間経過した次の時刻では、対象物５は
移動しており、その画素はイメージセンサ上で前のサン
プリング時刻とは違った位置に結像している。これは例
えば次のようにして位置を求める。つまり前のサンプリ
ング時刻をt0、その後、短時間、即ち前回の画像の処理
演算を終了するまでの時間経過してサンプリングした時
刻をt1とすると、t0で設定したウインド13を基準の画像
信号として時刻t1でサンプリングした画像全体を順次一
画素づつシフトさせながら、各画素の差の絶対値の総和
を演算していき、その値が最も小さくなった領域が対象
物が移動した位置であることがわかる。そこで、新ため
て時刻t1でのウインドを第３図のようにt1の時のウイン
ド13として設定し、左右のイメージセンサの信号を使っ
て対象物までの距離を演算する。このようにして一旦、
設定した対象物までの距離を、たとえ対象物が移動して
も該対象物を追尾して求めることができると共に、移動
の方向や移動量なども求めることができる。なお、マイ
クロコンピュータ10は特許請求の範囲における距離を求
める手段、及びウインド更新手段を構成している。 At the next time after the elapse of a short time, the object 5 is moving, and its pixel is imaged on the image sensor at a position different from the previous sampling time. For example, the position is obtained as follows. That is, if the previous sampling time is t 0 and then the sampling time is a short time, that is, the time elapsed until the processing calculation of the previous image is completed is taken as t 1 , the image based on the window 13 set at t 0 While sequentially shifting the entire image sampled at time t 1 as a signal by one pixel, the sum of the absolute values of the differences between the pixels is calculated, and the region with the smallest value is the position where the object has moved. I know there is. Therefore, the window at time t 1 is newly set as the window 13 at time t 1 as shown in FIG. 3, and the distance to the object is calculated using the signals of the left and right image sensors. In this way,
The set distance to the target object can be obtained by tracking the target object even if the target object moves, and the direction of movement and the amount of movement can also be obtained. It should be noted that the microcomputer 10 constitutes a means for obtaining a distance in the claims and a window updating means.
なお、光学系としてのレンズ1,2は左右一対とした
が、これに限定するものでなく上下一対または斜め方向
に一対としてもよく、これは基線を水平にするか垂直に
するか、あるいは斜めにするかの問題であっていずれも
上記同様の作用を得ることができる。また、イメージセ
ンサ3,4は左右別々のセンサとしてあるが、１個のセン
サの領域を左右に分割して用いてもよい。Although the lenses 1 and 2 as the optical system are a pair of left and right, they are not limited to this, and may be a pair of top and bottom or a pair in an oblique direction. There is a problem of whether or not to use, and any of them can obtain the same effect as above. Further, although the image sensors 3 and 4 are separate right and left sensors, the area of one sensor may be divided into left and right and used.
以上説明したようにこの発明によれば、画像上にウイ
ンドを設定できるようにし、所定の時間間隔でサンプリ
ングした画像信号で或る時刻でのウインド内の画像と次
の時刻での画像とを比較し、その移動方向および移動量
とを検出して新たなウインドを設定することを続けるこ
とにより対象物の移動を追尾し、対象物までの距離を継
続して検出できるようにしたので、動いている対象物が
視野内にある限り対象物までの距離を計測し方向を求め
ることができ、これによって先行する自動車を追尾する
ような場合に大きな効果がある。As described above, according to the present invention, a window can be set on an image, and an image signal sampled at a predetermined time interval is used to compare the image in the window at a certain time with the image at the next time. However, by detecting the movement direction and movement amount and continuing to set a new window, the movement of the object can be tracked and the distance to the object can be continuously detected. As long as the target object is within the field of view, the distance to the target object can be measured and the direction can be obtained, which is very effective in the case where the preceding vehicle is tracked.
第１図はこの発明の一実施例による距離測定装置の構成
図、第２図はウインド内の画像を比較する説明図、第３
図は時刻がｔ＝t0と次の時刻ｔ＝t1との画像を比較し新
しいウインドを設定して左右の画像を比較する説明図、
第４図は従来の距離測定装置の構成図である。 1,2……レンズ、3,4……イメージセンサ、５……対象
物、8,9……メモリ、10……マイクロコンピュータ、12
……ウインド形成装置。13……ウインド。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram for comparing images in windows, and FIG.
The figure is an explanatory diagram comparing images at time t = t 0 and next time t = t 1 , setting a new window and comparing left and right images,
FIG. 4 is a block diagram of a conventional distance measuring device. 1,2 …… Lens, 3,4 …… Image sensor, 5 …… Target, 8,9 …… Memory, 10 …… Microcomputer, 12
...... Wind forming device. 13 ... Wind. The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.
Claims (2)
系と、この光学系によりイメージセンサ上に結像した一
対の画像のうちいずれか一方の画像信号の特定部分にウ
インドを設定する手段と、設定されたウインド内の画像
信号を基準にして双方の画像信号を比較し距離を求める
手段と、所定の時間間隔で画像信号をサンプリングし、
ある時刻のウインド内の画像信号と次の時刻の画像信号
とを比較しその信号が最もよく一致する部分を新たなウ
インドとして設定するウインド更新手段とを備えたこと
を特徴とする距離測定装置。1. A window is set at a specific portion of an image signal of one of a pair of optical systems set at a predetermined distance and a pair of images formed on an image sensor by the optical system. Means, means for obtaining a distance by comparing both image signals with reference to the image signal in the set window, and sampling the image signal at a predetermined time interval,
A distance measuring device comprising: a window updating unit that compares an image signal in a window at a certain time with an image signal at a next time and sets a portion where the signals best match as a new window.
系と、この光学系によりイメージセンサ上に結像した一
対の画像のうちいずれか一方の画像信号の特定部分にウ
インドを設定する手段と、設定されたウインド内の画像
信号を基準にして双方の画像信号を比較し距離を求める
手段と、所定の時間間隔で画像信号をサンプリングし、
ある時刻のウインド内の画像信号と次の時刻の画像信号
とを比較しその信号が最もよく一致する部分を新たなウ
インドとして設定するウインド更新手段と、ウインド設
定情報の変化量から対象物の移動方向と移動量とを求め
る手段とを備えたことを特徴とする距離測定装置。2. A window is set at a specific portion of an image signal of either one of a pair of optical systems set at a predetermined distance and a pair of images formed on an image sensor by the optical system. Means, means for obtaining a distance by comparing both image signals with reference to the image signal in the set window, and sampling the image signal at a predetermined time interval,
A window updating means that compares the image signal in the window at a certain time with the image signal at the next time and sets the part where the signal best matches as a new window, and the movement of the object from the amount of change in the window setting information. A distance measuring device comprising means for obtaining a direction and a movement amount.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054321A JP2527231B2 (en) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | Distance measuring device |
| KR1019900002577A KR930004880B1 (en) | 1989-03-07 | 1990-02-28 | Tracking type vehicle-distance measuring apparatus |
| DE4006989A DE4006989C2 (en) | 1989-03-07 | 1990-03-06 | Tracking distance measuring device |
| US07/489,139 US5023712A (en) | 1989-03-07 | 1990-03-06 | Tracking distance-measuring equipment system with means for setting a window and means for sampling image signals at predetermined time intervals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054321A JP2527231B2 (en) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | Distance measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02232512A JPH02232512A (en) | 1990-09-14 |
| JP2527231B2 true JP2527231B2 (en) | 1996-08-21 |
Family
ID=12967325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1054321A Expired - Fee Related JP2527231B2 (en) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | Distance measuring device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018207259A (en) * | 2017-06-01 | 2018-12-27 | マクセル株式会社 | Stereo imaging apparatus |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP3059035B2 (en) * | 1993-12-14 | 2000-07-04 | 三菱電機株式会社 | Distance measuring device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54132122A (en) * | 1978-04-05 | 1979-10-13 | Asahi Housou Kk | Moving article trace indicator for television screen |
| JPS6151512A (en) * | 1984-08-22 | 1986-03-14 | Nippon Denso Co Ltd | Measuring instrument |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP1054321A patent/JP2527231B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018207259A (en) * | 2017-06-01 | 2018-12-27 | マクセル株式会社 | Stereo imaging apparatus |
Also Published As
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|---|---|
| JPH02232512A (en) | 1990-09-14 |
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