DE4041922C2 - Entfernungssensorvorrichtung zur Messung der Entfernung von einem bewegten Objekt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entfernungssensorvorrichtung, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein typischer Aufbau einer mit Bildsensoren arbeitenden Tri­ angulations-Entfernungssensorvorrichtung ist in Fig. 4 gezeigt, die z. B. in der JP-PS (Kokoku) Nr. 63-46363 oder der JP-OS (Kokai) Nr. 61-139715 beschrieben ist. Nach Fig. 4 umfaßt die Sensorvorrichtung ein Paar Objektivlinsen 1 und 2 einer rechten und einer linken Optik, die voneinander um eine Grundlänge L getrennt sind. Bildsensoren 3 und 4, die bei­ spielsweise Ladungsspeicherelemente sind, sind hinter den Linsen 1 und 2 in einem Brennpunktsabstand f angeordnet. Somit bildet das Objekt 5 in einer Entfernung R von der Ent­ fernungssensorvorrichtung ein linkes und ein rechtes Bild in den Bildsensoren 3 und 4. Die von den Bildsensoren 3 und 4 ausgegebenen Analogsignale werden durch die A-D-Wandler 6 und 7 in entsprechende Digitalsignale umgewandelt und in Spei­ chern 8 und 9 gespeichert. Es ist zu beachten, daß die an den Bildsensoren 3 und 4 erzeugten Bilder und damit die in den Speichern 8 und 9 gespeicherten Bilder voneinander um eine Horizontalentfernung verlagert sind, die der Entfernung R des Objekts 5 von der Entfernungssensorvorrichtung entspricht. Daher bestimmt ein Mikroprozessor 10 die Entfernung R auf der Basis der in den Speichern 8 und 9 gespeicherten Informatio­ nen in folgender Weise.

Zuerst berechnet der Mikroprozessor 10 erste akkumulierte Differenzen der Bildelementsignale des linken und des rechten Bildes, wenn die beiden Bilder ohne Verschiebung einander überlagert werden. Daher liest der Mikrocomputer 10 aus dem Speicher 8 zuerst ein Bildelementsignal entsprechend dem Bildelement in der oberen linken Ecke des Bildsensors 3 und dann aus dem Speicher 9 ein Bildelementsignal entsprechend dem Bildelement in der oberen linken Ecke des Bildsensors 4 aus und berechnet den Absolutwert der Differenz zwischen den beiden Bildelementsignalen. Dann liest der Mikroprozessor 10 aus den Speichern 8 und 9 die Bildelementsignale aus, die den Bildelementen rechts von den ersten Bildelementen entspre­ chen, berechnet den Absolutwert der Differenz zwischen ihnen und akkumuliert den zweiten Absolutwert mit dem ersten Absolutwert (d. h. er berechnet die Summe der beiden Abso­ lutwerte der Differenzen). Der Mikroprozessor 10 wiederholt diesen Vorgang, bis sämtliche Bildelemente der Bildsensoren 3 und 4 nacheinander verarbeitet sind, so daß ein erster akku­ mulierter Wert der absoluten Differenzen gebildet wird. Dieser erste akkumulierte Wert bezeichnet die akkumulierten Differenzen der beiden Bilder an den Bildsensoren 3 und 4, wenn die beiden Bilder einander ohne Verschiebung überlagert sind.

Dann berechnet der Mikroprozessor 10 eine zweite akkumulierte Differenz der Bildelementsignale, wobei das Bild am Bildsen­ sor 4 um einen Bildelementabstand nach rechts in bezug auf das am Bildsensor 3 vorhandene Bild verschoben wird. Somit liest der Mikroprozessor 10 zuerst aus dem Speicher 8 ein Bildelementsignal aus, das dem Bildelement in der oberen linken Ecke des Bildsensors 3 entspricht, dann liest er aus dem Speicher 9 ein Bildelementsignal entsprechend dem Bild­ element rechts von dem oberen linken Bildelement des Bildsen­ sors 4 aus und berechnet den Absolutwert der Differenz zwi­ schen den beiden Bildelementsignalen. Dann liest der Mikro­ prozessor 10 aus den Speichern 8 und 9 die Bildelementsignale entsprechend den Bildelementen rechts von den zuerst ausge­ lesenen Bildelementen aus, berechnet den Absolutwert der Differenz zwischen ihnen und akkumuliert den zweiten Absolut­ wert der Differenz mit dem ersten Absolutwert. Der Vorgang wird wiederholt, bis sämtliche überlappenden Bildelemente der beiden Bilder verarbeitet sind, so daß die zweite akkumulier­ te Differenz gebildet wird.

Außerdem wird das rechte Bild am Bildwandler 4 wiederholt jedesmal um ein Bildelement in bezug auf das Bild am Bild­ wandler 3 verschoben, und nach jeder Verschiebung werden akkumulierte Differenzen der beiden Bilder erhalten. Die Größe der Verschiebung, bei der die akkumulierte Differenz minimal ist, entspricht der Verlagerung der beiden Bilder an den Bildwandlern 3 und 4. Wenn die Verschiebung des rechten Bildes in bezug auf das linke Bild gleich n Bildelemente und der horizontale Abstand der Bildelemente p ist, ist die Ver­ lagerung der beiden Bilder gleich n-p. Damit wird durch das Triangulationsprinzip die Entfernung R zum Objekt 5 wie folgt gewonnen:

R = f · L/n · p,

wobei f der Brennpunktsabstand der Objektivlinsen 1 und 2 und L die Grundlänge der Optik ist.

Die oben beschriebene konventionelle Entfernungssensorvor­ richtung weist jedoch folgenden Nachteil auf: Sie kann nur die Entfernung zu einem Objekt bestimmen, das in Richtung ihrer optischen Achse liegt. Um also die Entfernung von einem bewegten Objekt zu erfassen, muß die optische Achse darauf gerichtet sein. Im Fall der konventionellen Entfernungssensoren muß der Sensor entsprechend dem bewegten Objekt bewegt werden, was es schwierig macht, eine stabile Messung der Entfernung durchzuführen.

Aus der nachveröffentlichten DE 40 06 989 A1 ist eine Abstandsmeßvorrichtung zur kontinuierlichen Messung des Abstandes zu einem beweglichen Ziel, wie beispielsweise einem fahrenden Kraftfahrzeug, vorbekannt. Die dortige Abstandsmeßvorrichtung soll so lange arbeitsfähig sein, wie das Ziel innerhalb eines Sichtfeldes verbleibt, nachdem das Ziel einmal im Sichtfeld gefangen ist. Die Lösung der dortigen Aufgabe greift auf das bekannte Triangulationsverfahren zurück, das heißt, es werden auf elektrischem Wege die Abweichungen von ersten und zweiten auf Bildsensoren fokussierten Abbildungen über einen Vergleich der von den Bildsensoren stammenden Bildplatten durchgeführt, wobei die einzelnen Bildsensoren einem entsprechenden optischen System zugeordnet sind. Dort wird zunächst manuell ein sogenanntes Fenster, d. h. ein bestimmter Ausschnitt entweder im Bereich des Sensors für die ersten oder zweiten Bildsignale festgelegt und auf einer externen Anzeige bestätigt. Die Bestimmung eines neuen bzw. aktualisierten Fensters erfolgt dort mit dem Ziel, den auszuwertenden Bildsignalbereich an die Bewegungsgeschwindigkeit, welche in Korrelation zur Relativlage bzw. zum Abstand steht, anzupassen. Hierfür wird eine Verschiebung der Lage, das heißt, eine Änderung der Position des einmal ausgewählten Fensterbereiches vorgenommen. Die Größe des Ausgangsfensters wird einmalig durch den Bediener mittels einer Fensterbildungseinheit vorgegeben. Die Verschiebung der Lage bzw. der Position des Fensters erfolgt sukzessive durch eine sequentielle Verschiebung der einzelnen Bildelemente. Es wird also im Laufe der Verschiebung von einem Zeitpunkt T0 zum Zeitpunkt T1 im Zeitpunkt T1 ein neues Fenster gebildet, welches als Ausgangsfenster im nächsten Vergleich- bzw. Verschiebeschritt dient. Verändert sich dabei aufgrund einer schnellen Abstands- bzw. Lageänderung die Position der einzelnen Bildelemente derart schnell, daß der dort verwendete Mikroprozessor eine Berechnung der Verschiebebeträge nicht mehr vornehmen kann, dann läuft das bewegliche Ziel quasi aus dem Sichtfeld heraus. Die Folge ist, daß die Abstandsmessung abgebrochen werden muß. Eine mögliche Ausdehnung des Suchgebietes im Vergleichsbereich je nach Bewegungsgeschwindigkeit hat jedoch zur Folge, daß der Mikroprozessor eine um den Ausdehnungsbereich erhöhte Datenmenge verarbeiten muß.

Die GB 22 02 104 A zeigt ebenfalls die Vorgabe eines festen Fensterbereiches, der in seiner Position bzw. Lage verschoben wird. Die dortigen Vergleichsfenster haben die gleichen Abmessungen wie das Referenzfenster. Eine Selektion der Vergleichsfenster und eine Lageverschiebung erfolgt gemäß dortiger Lösung in einer solchen Form, daß alle Positionen rings um das Referenzfenster erfaßt werden. Um den Rechenaufwand gering zu halten, wird daher auf das Prinzip der sukzessiven Approximation zurückgegriffen. Auftretende Bildstörungen können jedoch mit der dortigen Lösung nicht ohne weiteres minimiert werden.

Die US-PS 47 49 848 zeigt eine Abstandsmeßvorrichtung, die ebenfalls auf das bekannte Triangulationsverfahren zurückgreift. Dort werden zweidimensionale Bildsensoren verwendet, und es wird aufgezeigt, daß bei derartigen Sensoren eine Erfassung von Auslenkungen einzelner Bildpunkte in X- und Y-Richtung möglich ist. Demnach kann der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auch bei einer Richtungsänderung sicher erfaßt werden. Eine Auswertung und Entfernungsbestimmung zu Objekten, deren Abbildung von komplizierter Struktur, d. h. nicht einfach punkt- oder linienförmig ist, kann mit der Lehre nach der US-PS 47 49 848 nicht erfolgen.

Es wird daher Aufgabe der Erfindung, eine Entfernungssensorvorrichtung vorzuschlagen, die die Entfernung von bzw. zu einem bewegten Objekt kontinuierlich und in stabiler Weise bestimmen kann, wenn sich das Objekt im Sehfeld der Sensorvorrichtung befindet und sich innerhalb dieses Sehfeldes nicht ausschließlich entfernungsbedingt bewegt.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruches umfassen.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß die Steuer­ einrichtung zu jedem Abtastzeitpunkt einen vergrößerten Be­ reich auswählt, der einen vorhergehenden Fensterbereich um einen vorbestimmten Betrag bzw. ein vorbestimmtes Verhältnis vergrößert, nacheinander in bezug auf den vergrößerten Be­ reich um jeweils ein Bildelement den Fensterbereich des vorhergehenden Abtastzeitpunkts verschiebt, bei jeder Ver­ schiebung eine Summe von Differenzen überlappender Bildele­ mentsignale berechnet und eine neue momentane Position des Fensterbereichs an einer Stelle auswählt, an der die Summe der Differenzen der überlappenden Bildelementsignale mini­ miert ist.

Vorteilhaft ist ferner, daß dann, wenn zu einem Abtastzeitpunkt t1 eine Dif­ ferenz zwischen einem Maximum und einem Minimum der bei jeder Verschiebung berechneten Summe der Differenzen überlappender Bildelementsignale unter einem vorbestimmten Wert liegt, die Steuereinrichtung zum Abtastzeitpunkt t1 abgetastete Bildele­ mentsignale vernachlässigt und zu einem auf den Zeitpunkt t1 folgenden Zeitpunkt t2 einen neuen Fensterbereich nach Maß­ gabe eines Fensterbereichs auswählt, der zum letzten Ab­ tastzeitpunkt t0 vor dem Abtastzeitpunkt t1 ausgewählt wurde, bei dem die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum der bei jeder Verschiebung berechneten Summe überlappender Bildelementsignale nicht kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß dann, wenn die Dif­ ferenz zwischen dem Maximum und dem Minimum der bei jeder Verschiebung berechneten Summe überlappender Bildelementsi­ gnale über eine vorbestimmte Zeitdauer unter dem vorbestimm­ ten Wert liegt, die Steuereinrichtung den Fensterbereich freigibt und die Bestimmung der Entfernung vom Objekt ab­ bricht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Aus­ führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das die Gesamtauslegung der Ent­ fernungssensorvorrichtung nach der Erfindung zeigt;

Fig. 2 den Fensterbereich und den Vergleichsbereich des linken und des rechten Bildschirmbildes;

Fig. 3 mehrere Bildschirmbilder zur Verdeutlichung der Me­ thode, mit der Fenster- und Vergleichsbereiche gemäß der Erfindung zu jedem Abtastzeitpunkt eingestellt werden; und

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Gesamtauslegung einer konven­ tionellen Entfernungssensorvorrichtung.

In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile gleich bezeichnet.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Entfernungssen­ sorvorrichtung beschrieben. Die Entfernungssensorvorrichtung ist zum Einbau in ein Kraftfahrzeug geeignet, um die Entfer­ nung beispielsweise von einem anderen, vorherfahrenden Kraft­ fahrzeug zu messen.

Die mit 1-9 bezeichneten Teile entsprechen denjenigen von Fig. 4, die bereits beschrieben wurden. So ist ein Paar von Objektivlinsen 1 und 2 einer rechten und einer linken Optik voneinander um eine Grundlänge L beabstandet. Zweidimensio­ nale Bildsensoren 3 und 4, die eine zweidimensionale Bildele­ mentanordnung umfassen, sind hinter den Objektivlinsen 1 und 2 mit einem Brennpunktsabstand f angeordnet. Somit bildet das Objekt 5, das sich in einer Entfernung R von den Bildsensoren befindet, ein linkes und ein rechtes Bild auf den Bildsen­ soren 3 und 4. Die von den Bildsensoren 3 und 4 ausgegebenen Analogsignale werden in entsprechende Digitalsignale von den A-D-Wandlern 6 und 7 umgewandelt und in den Speichern 8 und 9 gespeichert. Ferner wird die in den Speichern 8 und 9 gespei­ cherte Bildinformation von einem Mikrocomputer 10A verar­ beitet und auf einer Anzeige 11 angezeigt. Die Anzeige 11 wird von dem Mikrocomputer 10A gesteuert. Eine Fensterbil­ dungseinrichtung 12, die mit dem Mikrocomputer 10A gekoppelt ist, bildet ein Fenster (einen markierten Teilbereich) inner­ halb des Bildschirms der Anzeige. Ein Bediener kann die Posi­ tion und die Dimensionen des Fensters einstellen, während er den Bildschirm der Anzeige 11 beobachtet.

Das Betriebsverfahren des Mikrocomputers 10A, der Anzeige 11 und der Fensterbildungseinrichtung 12 ist wie folgt.

Da die optischen Achsen der Objektivlinsen 1 und 2 um einen horizontalen Abstand L voneinander getrennt sind, sind das linke und das rechte Bild des Objekts (das beispielsweise ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug ist), die auf den Bildsensoren 3 und 4 erzeugt sind, gegeneinander um einen Horizontalbetrag verlagert, der der Entfernung R zum Objekt 5 umgekehrt pro­ portional ist. Dabei ist das auf dem Bildsensor 3 erzeugte linke Bild nach links von der optischen Achse der Objektiv­ linse 1 verlagert, während das auf dem Bildsensor 4 erzeugte rechte Bild nach rechts von der optischen Achse der Objektiv­ linse 2 verlagert ist. Die Verlagerungen sind der Entfernung R umgekehrt proportional.

Zuerst wird beispielsweise das über den Bildsensor 3 erzeugte linke Bild auf der Anzeige 11 angezeigt (Fig. 2(a)). Dies wird vom Mikrocomputer 10A ausgeführt, indem die Bildelement­ signale nacheinander aus dem Speicher 8 ausgelesen werden und das entsprechende Bild auf der Anzeige 11 angezeigt wird. Dann aktiviert der Bediener die Fensterbildungseinrichtung 12 zur Bildung eines geeigneten Fensters (eines markierten Be­ reichs) 13, der das Objekt (z. B. ein vorausfahrendes Fahr­ zeug) überdeckt, dessen Entfernung zu bestimmen ist. Der Mi­ krocomputer 10A liest die Information in bezug auf Lage und Dimension des Fensters 13 ein und bestimmt dadurch, welcher Teil von Bildelementsignalen des Speichers 8 als Basis zur Bestimmung der Entfernung R vom Objekt 5 zu nützen ist. Der Mikrocomputer 10A wählt somit Vergleichsbereiche in den Spei­ chern 8 und 9 aus, die jeweils dem Fensterbereich 13 des lin­ ken Bildes und einem Vergleichsbereich 14 des rechten Bildes (Fig. 2(b)) entsprechen. Der Vergleichsbereich 14 des rechten Bildes, das vom Bildsensor 4 erhalten ist, enthält das Bild des Objekts 5. Ferner verschiebt der Mikrocomputer 10A nach­ einander die Bildelementsignale des rechten Bildes jedesmal um ein Bildelement in bezug auf die Bildelementsignale des linken Bezugsbildes und berechnet bei jeder Verschiebung die Summe der Differenzen der jeweiligen einander überlappenden Bildelemente. (Bildlich gesprochen, kann dieser Betrieb wie folgt zusammengefaßt werden: Der Fensterbereich 13 des linken Bildes gemäß Fig. 2(a) wird nacheinander jeweils um ein Bild­ element vom linken zum rechten Ende des in Horizontalrichtung langen Vergleichsbereichs 14 des rechten Bildes verschoben, und die Summe der Absolutwerte der Differenzen der überlap­ penden Bildelemente der beiden Bilder wird bei jeder Ver­ schiebung berechnet.) Der Mikrocomputer 10A bestimmt dann den Verschiebungsbetrag, der die Summe der so berechneten absolu­ ten Differenzen der Bildelementsignale minimiert. Wenn der Verschiebungsbetrag, der die Summe der Bildelementdifferenzen minimiert, gleich n Bildelemente und der horizontale Bildele­ mentabstand gleich p ist, kann die Entfernung R zum Objekt 5 auf der Basis des Triangulationsprinzips durch die folgende Gleichung erhalten werden:

R = f · L/n · p,

wobei L die Grundlänge der durch die Objektivlinsen 1 und 2 gebildeten optischen Systeme und f der Brennpunktsabstand der Objektivlinsen 1 und 2 ist.

Danach tastet der Mikrocomputer 10A die Bildelementsignale mit einer vorbestimmten Abtastperiode ab, stellt automatisch die Dimension und Lage des Fensters des linken Bildes und des Vergleichsbereichs des rechten Bildes ein und bestimmt nach­ einander und kontinuierlich die Entfernung R vom Objekt 5, was wie folgt vor sich geht.

Nach einer vorbestimmten kurzen Abtastperiode bewegt sich das Objekt 5 relativ zur Entfernungssensorvorrichtung, und somit verschieben sich die auf den Bildsensoren 3 und 4 erzeugten Bilder zu Positionen, die von denen des vorhergehenden Ab­ tastzeitpunkts verschieden sind. Fig. 3(a) zeigt den Fenster­ bereich 13, der innerhalb des Bildschirms der Anzeige 11 zu einem ersten Zeitpunkt t0 gebildet wird. Zu einem Abtastzeit­ punkt t1 nach einer vorbestimmten folgenden Abtastperiode be­ wegt sich das Objekt 5 zu einer anderen Position innerhalb des Bildschirms, wie Fig. 3(b) zeigt. Somit wählt, wie Fig. 3(b) zeigt, der Mikrocomputer 10A zuerst zum Zeitpunkt t1 in­ nerhalb des Bildschirms 11 einen vergrößerten Vergleichsbe­ reich 16 aus, der den Fensterbereich 13 zum vorhergehenden Zeitpunkt t0 um einen vorbestimmten Betrag vergrößert. Ferner verschiebt der Mikrocomputer 10A aufeinanderfolgend um je­ weils ein Bildelement das Bild des vorhergehenden Fenster­ bereichs innerhalb des vergrößerten Vergleichsbereichs 16 und relativ dazu und berechnet bei jeder Verschiebung die Summe der Absolutwerte der Differenzen der überlappenden Bildele­ mentsignale. Die Summe der absoluten Differenzen ist mini­ miert, wenn der vorhergehende Fensterbereich 13 auf einem Bereich 15 liegt, der das Objekt 5 überdeckt, wie Fig. 3(b) zeigt. Daher wählt der Mikrocomputer 10A als die Position des neuen Fensters den Ort 15, an dem die Summe der absoluten Differenzen der überlappenden Bildelemente minimiert ist.

Die Dimension des neuen Fensters 15 wird durch den Mikrocom­ puter 10A wie folgt bestimmt. Die Dimensionen der Bilder des Objekts 5 auf den Bildsensoren 3 und 4 sind der Entfernung R des Objekts 5 von der Entfernungssensorvorrichtung umgekehrt proportional. Daher sollte die Dimension des Fensters 15 um­ gekehrt proportional zur Entfernung R geändert sein. Da je­ doch das Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 kurz ist, ist die Änderung der Entfernung R zum Objekt 5 ver­ nachlässigbar klein. Somit kann zum ersten Zeitpunkt t1 nach dem Anfangszeitpunkt t0 die Dimension des Fensters gleich derjenigen des Fensters 13 vorgegeben sein, die zum Zeitpunkt t0 vorgegeben war, zu dem die Verfolgung des Objekts 5 be­ gonnen wurde. Andererseits sind zu einem Zeitpunkt ts, zu dem die zuletzt gemessene Entfernung Rs zum Objekt 5 von der An­ fangsentfernung R0 verschieden ist, die Dimensionen der Sei­ ten des Fensters 15 mit dem R0/Rs-fachen derjenigen des An­ fangsfensters 13 vorgegeben.

Nachdem der Fensterbereich 15 des linken Bildes auf diese Weise ausgewählt ist, wählt der Mikrocomputer 10A entspre­ chend Fig. 3(c) den Bildvergleichsbereich 17 des über den Bildsensor 4 erhaltenen rechten Bildes aus und verschiebt nacheinander in bezug auf die Bildelementsignale des Fenster­ bereichs 15 die Bildelementsignale des Vergleichsbereichs 17 um jeweils ein Bildelement und berechnet die Summe der abso­ luten Differenzen der überlappenden Bildelementsignale vor jeder Verschiebung. Dies ist der Verschiebung des Fenster­ bereichs 15 über den Vergleichsbereich 17 vom linken zum rechten Ende desselben um jeweils ein Bildelement und der Berechnung der Summe der absoluten Differenzen der überlap­ penden Bildelemente bei jeder Verschiebung äquivalent. Aus dem Verschiebebetrag n1, der die Summe der absoluten Dif­ ferenzen der Bildelemente minimiert, wird die Entfernung R zum Objekt zum Abtastzeitpunkt t1 wie oben beschrieben durch die folgende Gleichung berechnet:

R = f · L/n1 · p,

wobei f, L und p wie vorher definiert sind. In diesem Zusam­ menhang sei gesagt, daß wegen der vernachlässigbar kleinen Änderung der Entfernung R zum Objekt 5 während zwei aufeinan­ derfolgenden Abtastzeitpunkten (z. B. t0 und t1) die horizon­ tale Breite des Vergleichsbereichs 17 des rechten Bildes, über den der Vergleich zum momentanen Zeitpunkt (z. B. t1) durchgeführt wird, auf die Nachbarschaft der Position be­ grenzt sein kann, an der die Summe der absoluten Differenzen der Bildelemente zum vorhergehenden Zeitpunkt (z. B. t0) mi­ nimiert wurde.

Wenn die Entfernungssensorvorrichtung an einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist und die Entfernung zu einem bewegten Objekt davon ausgehend gemessen wird, können äußere Störungen die Bilder des Objekts 5 auf den Bildsensoren 3 und 4 stören. Beispielsweise kann ein Bild eines Scheibenwischers des Kraftfahrzeugs auf das Bild gelangen, oder ein Bild eines Vo­ gels kann das Sehfeld kreuzen. Wenn ferner das Objekt (z. B. ein Kraftfahrzeug) in den Schatten einer Landbrücke usw. fällt, wird das Bild nahezu vollständig verschwommen. Auch wenn der vorhergehende Fensterbereich nacheinander innerhalb des vergrößerten Bereichs 16 wie oben beschrieben verschoben wird, ändert sich zu solchen Abtastzeitpunkten die Summe der absoluten Differenzen der überlappenden Bildelementsignale praktisch nicht während aufeinanderfolgenden Verschiebe­ vorgängen, und daher wird die Differenz zwischen dem maxima­ len und dem minimalen Wert der Summe klein, was es erschwert, die minimierende Überlappungsposition zu bestimmen. Bevorzugt bestimmt daher der Mikrocomputer 10A, daß zum Zeitpunkt t1 eine äußere Störung vorliegt, wenn die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert der Summe der absoluten Dif­ ferenzen der überlappenden Bildelemente kleiner als ein vor­ bestimmter Wert ist, und der Mikrocomputer 10A vernachlässigt die zum Abtastzeitpunkt t1 gewonnenen Bildelementsignale. Zum darauffolgenden Abtastzeitpunkt t2 werden die Dimension und die Position des Fensterbereichs 15 usw. zum Zeitpunkt t0 unmittelbar vor dem Zeitpunkt t1 als Referenzgrößen genützt, um diejenigen zum momentanen Zeitpunkt t2 zu bestimmen. Wenn zum Zeitpunkt t2 immer noch eine äußere Störung vorliegt, werden auch die zum Zeitpunkt t2 gewonnenen Bildelement­ signale vom Mikrocomputer 10A vernachlässigt, und die Signale zum Zeitpunkt t0 werden zum Zeitpunkt t3 unmittelbar nach dem Zeitpunkt t2 als Referenzgrößen genützt. Dies wird solange wiederholt, bis die äußere Störung nicht mehr vorliegt. Wenn allerdings solche vernachlässigten Abtastzeitpunkte über einen zu langen Zeitraum aufeinanderfolgen, kann sich das Bild des Objekts 5 auf den Bildsensoren 3 und 4 vollständig ändern oder verlorengehen. Wenn also eine äußere Störung (d. h. wenn die Differenz zwischen dem Höchst- und dem Niedrigstwert der Summe der absoluten Differenzen der über­ lappenden Bildelementsignale kleiner als die vorbestimmte Größe ist) während eines vorbestimmten Zeitintervalls (das bevorzugt entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeugs be­ stimmt ist) vorliegt, werden bevorzugt die automatische Ver­ folgung des Objekts 5 oder eine Fensterbereichsverstellung und die Bestimmung der Entfernung R durch den Mikrocomputer 10A beendet.

Im Fall des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels um­ faßt übrigens die Entfernungssensorvorrichtung eine linke und eine rechte Optik, die um eine horizontale Grundlänge vonein­ ander getrennt sind. Selbstverständlich können aber die bei­ den optischen Systeme vertikal oder schräg angeordnet sein, wobei ihre Grundlinie vertikal oder schräg verläuft. Eine solche Geometrie kann praktisch mit den gleichen Vorteilen angewandt werden, die oben beschrieben wurden. Außerdem ist zu beachten, daß bei dem obigen Ausführungsbeispiel zwar ein linker und ein davon gesonderter rechter Bildsensor verwendet werden, es kann aber auch eine einzige Bildsensoreinrichtung verwendet werden, der Bildelementfeld in einen linken und einen rechten Bildsensorbereich unterteilt ist.

Claims (5)

1. Entfernungssensorvorrichtung zur Messung der Entfernung von einem bewegten Objekt, umfassend eine Optik zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Bildes des Objekts auf zweidimensionalen Bildsensoren, wobei das erste und das zweite Bild um einen der Entfernung zum Objekt entsprechenden Verschiebebetrag voneinander verschoben sind;
eine mit den Bildsensoren gekoppelte Anzeige, die wenigstens eines der beiden Bilder anzeigt;
eine Fensterbildungseinrichtung, über die von einem Bediener ein Anfangsfensterbereich des auf der Anzeige angezeigten ersten Bildes einstellbar ist, wobei der Anfangsfensterbereich ein Abbild des Objekts überdeckt; und
eine Steuereinrichtung, die Bildelementsignale der Bildsensoren mit einer vorbestimmten Abtastperiode abtastet, die ausgehend vom Anfangsfensterbereich aufeinanderfolgend zu jedem Abtastzeitpunkt innerhalb des ersten Bildes die Position eines momentanen Fensterbereichs an einer Stelle einstellt, an der das Abbild des Objekts innerhalb des momentanes Fensterbereiches mit dem Abbild des Objekts innerhalb eines vorhergehenden Fensterbereiches am besten übereinstimmt und die zu jeden Abtastzeitpunkt auf der Basis des momentanen Fensterbereichs die Größe der Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Bild und daraus die Entfernung zu dem Objekt mittels des Triangulationsprinzips bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10A) die Dimension des momentanen Fensterbereiches (15) zu jedem Abtastzeitpunkt umgekehrt proportional zu einer zuletzt gemessenen Entfernung zum Objekt (5) einstellt.

2. Entfernungssensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10A) zu jedem Abtastzeitpunkt zur Einstellung der Position des momentanen Fensterbereichs (15) einen vergrößerten Fensterbereich (16) auswählt und die Bildelemente des vorhergehenden Fensterbereiches (13) bezogen auf den vergrößerten Fensterbereich (16) so lange verschiebt und vergleicht, bis die Summe der Differenzen der Signale überlappender Bildelemente ein Minimum aufweist.

3. Entfernungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10A) einen Bildvergleichsbereich (17) innerhalb des zweiten Bildes auswählt und die Bildelemente des momentanen Fensterbereichs (15) des ersten Bildes so lange bezogen auf den Bildvergleichsbereich (17) unter Ableitung eines Verschiebebetrags verschiebt, bis die Summe der Differenzen der Signale überlappender Bildelemente ein Minimum aufweist.

4. Entfernungssensorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10A) die Summen der Differenzen der Signale überlappender Bildelemente zu jedem Abtastzeitpunkt während der Verschiebung überwacht und dann, wenn zu einem Abtastzeitpunkt t1 eine Differenz zwischen einem Maximum und dem Minimum der bei jeder Verschiebung berechneten Summe kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, die zum Abtastzeitpunkt t1 gewonnenen Bildelementsignale vernachlässigt und zu einem nachfolgenden Abtastzeitpunkt t2 den momentanen Fensterbereich (15) nach Maßgabe des Fensterbereichs auswählt, der zum letzten Abtastzeitpunkt t0 vor dem Abtastzeitpunkt t1 ausgewählt wurde, bei dem die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum der bei jeder Verschiebung berechneten Summe überlappender Bildelemente nicht kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

5. Entfernungssensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10A) dann, wenn die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum der bei jeder Verschiebung berechneten Summe überlappender Bildelementsignale über eine vorgegebene Zeitdauer unter dem vorbestimmten Wert liegt, den Fensterbereich zur manuellen Einstellung freigibt und die Bestimmung der Entfernung zum Objekt abbricht.