HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Bilderfassungssystem für einen Wagen und insbesondere ein System zum
Erfassen und Verarbeiten des Bildes einer Fernsehkamera, die
an einem Wagen angebracht ist.
-
Bisher wurde ein System erforscht und entwickelt, in
dem eine Fernsehkamera an einem Wagen als
Bilderfassungseinrichtung angebracht ist, um Hindernisse auf der Straße vor
oder hinter dem Wagen herauszufinden, wodurch ein Alarm an
einen Fahrer abgegeben wird oder eine Bremse oder ein
Lenkgetriebe automatisch betrieben wird.
-
Bei diesem System kann die Fernsehkamera einerseits
außerhalb eines Wagens oder andererseits innerhalb eines
Wagens angebracht sein.
-
Im ersten Fall ist es nachteilig, daß im Falle von
Regen usw. Regentropfen oder Staub an der Oberfläche des
Objektivs der Fernsehkamera anhaften und hierbei ein
deutliches Bild stören.
-
Ein System zum Entfernen von Regentropfen oder Staub,
die somit an der Oberfläche des Objektivs der Fernsehkamera
anhaften, ist in der offengelegten, japanischen
Gebrauchsmusteranmeldung JP-U-5925528 offenbart. Dieses System ist
jedoch dahingehend von Nachteil, daß das Objektiv der
Fernsehkamera
jedesmal gedreht werden muß, wenn man wünscht,
Regentropfen oder Staub auf dem Objektiv zu reinigen, was
Zeit verbraucht und ein aufgenommenes Bild unfähig macht, in
der Zwischenzeit benutzt zu werden.
-
Außerdem ist im letztgenannten Fall, wo die
Fernsehkamera außerhalb eines Wagens angebracht ist, die
Fernsehkamera ihrerseits den Regentropfen oder dem Staub ausgesetzt, so
daß ihre Funktion leicht geschädigt werden kann, was zu
einer kurzen Lebensdauer führt.
-
Deshalb ist eine innerhalb eines Wagens angebrachte
Fernsehkamera gegenüber einer, die außerhalb eines Wagens
angebracht ist, vorzuziehen.
-
Sie ist jedoch auch dahingehend nachteilig, daß das
Bild eines Wischers zum Entfernen von Regentropfen oder
Staub in Bilder eindringt, die von der Fernsehkamera erfaßt
werden. Wenn deshalb die Verarbeitung eines Bildes so
durchgeführt wird, wie es ist, weist eine Windschutzscheibe, die
das Wischerbild umfaßt, keinen Zusammenhang mit den
benachbarten Scheiben auf, so daß das Wischerbild als nächstes
Hindernis zu erfassen ist.
-
Somit wird eine nutzlose Bildverarbeitung mit einem
solchen unverwendbaren Bild durchgeführt, um den Wagen
irrtümlich zu veranlassen, automatisch ein Objekt zu verfolgen.
-
Angesichts dieser Probleme schlägt die JP-A-1 273 114
ein Bilderfassungssystem vor, das das Wischerbild
unterdrückt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es ist dementsprechend ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, ein verbessertes Bilderfassungssystem für einen Wagen
vorzusehen, mit einer Fernsehkamera, die im Inneren eines
Wagens angebracht ist und ständig deutliche Bilder liefert,
die unbeeinflußt von einem Wischerbild zur Verfügung stehen.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfaßt eine
Bilderfassungseinrichtung ständig ein Bild vor einem Wischer und
liefert es an eine Bild-Aktualisierungs-Speichereinrichtung
sowie eine Umschalteinrichtung in Form von Daten.
-
Während der Wischer von der Antriebseinrichtung
angetrieben wird, bestimmt, wenn der Antriebswinkel der
Antriebseinrichtung von der
Antriebswinkel-Erfassungseinrichtung erfaßt wird und für die Steuereinrichtung
bereitgestellt wird, die Steuereinrichtung, ob der erfaßte
Antriebswinkel des Wischers innerhalb eines vorbestimmten
Bildaufnahmewinkels der Bilderfassungseinrichtung liegt oder nicht
und steuert die Umschalteinrichtung zur Seite der
Bild-Aktualisierungs-Speichereinrichtung. Gleichzeitig veranlaßt
die Steuereinrichtung die
Aktualisierungs-Speichereinrichtung, das Bild als Datenausgabe vorzusehen.
-
Somit wird, wie in Fig. 2 gezeigt, dann, wenn der
Wischer sich außerhalb des vorbestimmten Bildaufnahmewinkels β&sub1;
β&sub2; befindet, das dynamische Bild A, das von der
Bilderfassungseinrichtung erfaßt wird, unmittelbar als Ausgabe ohne
Umschaltung geliefert, während dann, wenn sich der Wischer
innerhalb des vorbestimmten Bildaufnahmewinkels β&sub1; β&sub2;
befindet, das dynamische Bild nicht zur Verfügung steht, so
daß ein aktualisiertes Bild A', das in der
Bild-Aktualisierungs-Speichereinrichtung aus der B i lderfassungseinrichtung
aktualisiert und gespeichert wurde, insoweit als eine
statische Bildausgabe vorgesehen wird.
-
Demnach wird ein deutliches Bild unbeeinflußt vom
Wischerbild selbst bei regnerischem Wetter usw. erfaßt und
eine nutzlose Verarbeitungszeit kann bei der
Bildverarbeitung
und -erkennung und dergleichen ausgeräumt werden, die
für die vorgesehenen Bilddaten durchgeführt werden.
-
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird normalerweise zum Zweck der genaueren Erkennung
(Objektverfolgung) einer optischen Information rund um den
Wagen in bezug auf den Bereich des erfaßten Bildes A, wie in
Fig. 2 gezeigt, die Bilderfassungseinrichtung in den
Richtungen nach oben, unten, rechts und links innerhalb eines
gewissen, festgelegten Bereiches durch eine
Schwenkeinrichtung geschwenkt, um ein gewünschtes Bild zu erhalten.
-
Da die Bilderfassungseinrichtung somit nach oben,
unten, rechts und links durch die Schwenkeinrichtung
geschwenkt wird, wird das erfaßte, dynamische Bild A in Fig. 2
relativ entsprechend der Schwenkung der
Bilderfassungseinrichtung bewegt, selbst wenn dennoch der Bewegungsbereich
des Wischers festgelegt ist.
-
Wenn deshalb der Schwenkbereich des erfaßten
dynamischen Bildes A so ist, wie er durch gestrichelte Linien in
Fig. 5 gezeigt ist, und im Fall, in dem das erfaßte,
dynamische Bild A nach oben, unten, rechts und links durch die
Schwenkeinrichtung in die beispielsweise bewegte untere
linke Position geschwenkt wird, die durch schräge Linien in
Fig. 6 gezeigt ist, dann hat es sich als notwendig
herausgestellt, daß der Wischerwinkel β&sub2; - β&sub1; des ungültigen Bildes
vor dem Schwenken für die Verarbeitung auf einen Winkel γ&sub1; +
γ&sub2; korrigiert wird.
-
Daraufhin berücksichtigt die Steuereinrichtung nicht
nur den Antriebswinkel der Antriebseinrichtung, sondern auch
den Schwenkwinkel von der Schwenkeinrichtung her, wobei der
Vergleich und die Bestimmung zwischen dem vorbestimmten
Bildaufnahmewinkelbereich, der aus dem oben vermerkten,
vorbestimmten Bildaufnahmewinkelbereich β&sub1; β&sub2; entsprechend
dem Schwenkwinkel korrigiert wurde, und dem Antriebswinkel
der Antriebseinrichtung vorgenommen werden, wodurch das
dynamische Bild A auf das dynamische Bild A' umgewechselt
wird.
-
Somit wird selbst wenn somit die
Bilderfassungseinrichtung nach oben, unten, links und rechts irgendwie geschwenkt
wurde, ein deutliches Bild erhalten, unbeeinflußt vom
Wischerbild und irgendeiner Schwenklage, in die die
Bilderfassungseinrichtung gesteuert wird, um ein Objekt zu verfolgen.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
werden die Abtastlinien eines Bildes, das von der
Bilderfassungseinrichtung erfaßt wird, in der Richtung festgesetzt,
die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung
(Reinigungsrichtung) des Wischers verläuft, wie in Fig. 9 gezeigt.
-
Daraufhin bestimmt, da der Wischer eine bestimmte
Breite hat, wie durch schräge Linien in Fig. 9 gezeigt ist, die
Bildverarbeitungseinrichtung, die das erfaßte Bild aus der
Bilderfassungseinrichtung aufgenommen hat, die Abtastlinien
im Maskierungsbereich für den Wischer auf der Grundlage des
Antriebswinkels der Antriebseinrichtung in einem Bereich,
der das erfaßte Bild des Wischers in Abtastlinien kreuzt,
die das erfaßte Bild bilden.
-
Dann deckt die Bildverarbeitungseinrichtung nur die
Abtastlinien im Maskierungsbereich ab und sorgt für sie als
Leerdatenausgabe und liefert als Ausgabe das erfaßte Bild
hinsichtlich der anderen Abtastlinien so, wie es ist.
-
Hierdurch wird, wenn das Wischerbild in die
Bildverarbeitungseinrichtung in Form des erfaßten Bildes eindringt,
der Anteil der Abtastlinien, die nicht das Bild des Wischers
kreuzen, als eine Ausgabe vorgesehen, während nur der Anteil
der Abtastlinien, die dasselbe überkreuzen, abgedeckt wird
und erst dann als Ausgabe geliefert wird.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die
Bildverarbeitungseinrichtung anstelle des obigen Abdeckvorganges ein
aktualisiertes, statistisches, erfaßtes Bild in einem
gültigen Bereich der Abtastlinie, die nicht das Wischerbild
umfaßt, für das Bild der Abtastlinien im abzudeckenden Bereich
ersetzen. Deshalb werden nur anstelle des Bildes der
Abtastlinien im abgedeckten Bereich statische Bilddaten für die
entsprechenden Abtastlinien aus einem aktualisierten,
erfaßten Bild transplantiert, das nicht das Wischerbild umfaßt.
-
Somit wird die Verschlechterung der Qualität der
Bilddaten infolge des Wischerbildes in regnerischem Wetter usw.
auf einem äußerst beschränkten, minimalen Bereich gehalten,
in dem der Wischer auf dem erfaßten Bild vorliegen kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die vorliegende Erfindung wird nun für den Fachmann aus
den beigefügten Zeichnungen noch näher ersichtlich, in
denen:
-
Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das eine
Systemanordnung eines Ausführungsbeispiels eines Bilderfassungssystems
für einen Wagen gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
-
Fig. 2 ein Grundlagendiagramm für die Darstellung der
Zuordnung zwischen dem Betriebswinkel eines Wischers und
einem erfaßten Bild in der vorliegenden Erfindung ist;
-
Fig. 3 ein Flußdiagramm ist, das den
Verarbeitungsalgorithmus eines Reglers zeigt, der in Fig. 1 verwendet wird;
-
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Systemanordnung eines
anderen Ausführungsbeispiels eines Bilderfassungssystems für
einen Wagen gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
-
Fig. 5 ein Diagramm für die Darstellung eines
beweglichen Bereichs eines Bildaufnahmebereichs einer
Fernsehkameraeinheit zum Zeitpunkt der Schwenkbewegung im
Ausführungsbeispiel in Fig. 4 ist;
-
Fig. 6 ein Grundlagendiagramm ist, das die Zuordnung
zwischen einem Betriebswinkel eines Wischers und einem
beweglichen Bildaufnahmebereich zeigt, wenn die
Fernsehkameraeinheit in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 geschwenkt
wird;
-
Fig. 7 ein Flußdiagramm ist, das den
Verarbeitungsalgorithmus eines Reglers zeigt, der im Ausführungsbeispiel in
Fig. 4 verwendet wird;
-
Fig. 8 ein Blockschaltbild ist, das eine
Systemanordnung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Bilderfassungssystems für einen Wagen gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
Fig. 9 ein Diagramm für die Darstellung der Zuordnung
zwischen dem Bild eines Wischers und den Abtastlinien einer
Fernsehkameraeinheit im Ausführungsbeispiel in Fig. 8 ist;
-
Fig. 10 ein Grundlagendiagramm für die Darstellung
einer Methode zum Erfassen eines Abtastlinienbereichs ist,
der im Ausführungsbeispiel in Fig. 8 abzudecken ist; und
-
Fig. 11 ein Flußdiagramm ist, das den
Abdeckungsalgorithmus des Ausführungsbeispiels in Fig. 8 zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Anordnung eines
Ausführungsbeispiels einer Streckenmeßeinrichtung
entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt, worin ein
nichtreflektierendes Schutzglas 1 ein Frontfenster (oder unter
Umständen ein Rückfenster) eines Wagens (nicht gezeigt)
bildet, ein Wischer 2 außerhalb des Schutzglases 1 vorgesehen
ist, um Regentropfen oder Staub zu entfernen, die am
Schutzglas 1 anhaften, ein Wischermotor 3 mit dem Wischer 2
verbunden ist und als Einrichtung zum Antreiben des Wischers 2
dient, und ein Winkelfühler 4 vorgesehen ist, um einen
Antriebswinkel des Wischermotors 3 zu erfassen.
-
Ein Regler 5 ist mit dem Winkelfühler 4 verbunden und
dient als Umschalt-Steuereinrichtung, um ein Steuersignal
auf der Grundlage des Ausgabesignals des Winkelfühlers 4 zu
erzeugen. Eine Fernsehkameraeinheit 6 ist vorgesehen, um ein
Bild vor dem Wischer 2 zu erfassen und umfaßt einen A/D-
(Analog-/Digital-)Wandler, der die erfaßten Bilddaten in
digitale Daten umwandelt. Ein Bildspeicher 7, der einen
Bildspeicher 71 und einen Ausgabebildspeicher 72 umfaßt, ist
mit der Fernsehkameraeinheit 6 verbunden und dient als
Mittel zum Aktualisieren und Speichern (nachfolgend abgekürzt
als Aktualisieren-Speichern) der Ausgabedaten der
Fernsehkameraeinheit 6. Ein Umschalter 8 ist mit der
Fernsehkameraeinheit 6 und dem Bildspeicher 7 verbunden und schaltet den
Bildspeicher 7 auf die Fernsehkameraeinheit 6 um. Der
Bildspeicher 7 und der Umschalter 8 befinden sich unter der
Steuerung des Reglers 5.
-
Als nächstes wird die Wirkungsweise des obigen
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig. 2 und Fig. 3
beschrieben, die den Prozeßalgorithmus des Reglers 5 zeigen.
-
Die Fernsehkameraeinheit 6 erfaßt ein Bild A (Fig. 2)
vor dem Wischer 2, wandelt es in digitale Daten am
A/D-Wandler 61 um, der hierin enthalten ist, und gibt ständig die
Daten an den Bildspeicher 71 des Bildspeichers 7 sowie an
den Umschalter 8 ab. Zu diesem Zeitpunkt wird der
Bildspeicher 71, während er die Daten von der Fernsehkameraeinheit 6
speichert, auf die letzten Bilddaten aktualisiert.
-
In diesem Zustand wurden die Daten des Bildspeichers 71
noch nicht auf den Ausgabebildspeicher 72 übertragen.
-
In der Zwischenzeit wurde der Wischer 2 vom
Wischermotor 3 angetrieben und dessen Antriebswinkel β wird vom
Winkelfühler 4 erfaßt und in den Regler 5 eingelesen, wie im
Schritt S1 in Fig. 3 gezeigt ist.
-
Der Regler 5 bestimmt dann, ob der Antriebswinkel β
innerhalb eines vorbestimmten Bildaufnahmewinkelbereichs β&sub1;
β&sub2; liegt oder nicht, der in Fig. 2 der Fernsehkameraeinheit
6 gezeigt ist, wie im Schritt S2 gezeigt ist.
-
Als Ergebnis dieser Bestimmung veranlaßt, wenn sich
herausgestellt hat, daß der Antriebswinkel β des Wischers 2
im Winkelbereich (β&sub0; < β ≤ β&sub1; oder β&sub2; < β ≤ β&sub3;) liegt, der
durch die schrägen Linien in Fig. 2 gezeigt ist, was
bedeutet, daß das erfaßte Bild A nicht vom Wischer 2 gestört
wird, der Regler 5 den Umschalter 8, zur Seite der
Femsehkameraeinheit 6 umzuschalten, um die erfaßten Bilddaten als
Ausgabe vorzusehen, wie im Schritt S3 gezeigt.
-
Wenn sich herausgestellt hat, daß der Antriebswinkel β
des Wischers 2 im Winkelbereich (β&sub1; < β < β&sub2;) liegt, und zwar
nicht im Abschnitt mit schrägen Linien in Fig. 2, dann wird
das erfaßte Bild A vom Wischer 2 gesteuert, so daß es nicht
so benutzt werden kann, wie es ist. Es sollte vermerkt
werden, daß der Winkelbereich β&sub1; β&sub2; im Regler 5 so
voreingestellt
werden kann, daß er als Bezug mit dem erfaßten Bild A
übereinstimmt.
-
Deshalb veranlaßt der Regler 5 den Umschalter 8, auf
die Seite des Bildspeichers 7 umzuschalten, wie im Schritt
S4 gezeigt ist.
-
Dann veranlaßt der Regler 5, daß die aktualisierten
Bilddaten, die stets im Bildspeicher 71 des Bildspeichers 7
aktualisiert und gespeichert werden, an den
Ausgabebildspeicher 72 übertragen werden, wie im Schritt S5 gezeigt, und
veranlaßt, daß die Daten des Ausgabebildspeichers 72 als
eine Ausgabe durch den Umschalter 8 geliefert werden, wie im
Schritt S6 gezeigt ist.
-
Wenn somit der Wischer 2 außerhalb des Winkelbereiches
β&sub1; β&sub2; liegt, wird das erfaßte Bild A aus der
Fernsehkameraeinheit 6 unmittelbar als dynamische Bilddatenausgabe ohne
Änderung geliefert, und wenn der Wischer 2 innerhalb des
Aufnahmewinkelbereichs β&sub1; β&sub2; liegt, dann wird das
aktualisierte Bild A', das, während es aktualisiert wurde, im
Bildspeicher 71 gespeichert wurde, aufeinanderfolgend als
statisches Bild an den Ausgabebildspeicher 72 für einen
Zeitzwischenraum übertragen, den der Wischer 2 in Anspruch nimmt,
um den Winkelbereich β&sub1; β&sub2; zu durchlaufen. Dann werden die
statischen Bilddaten des Ausgabebildspeichers 72 abgelesen
und als Ausgabe durch den Umschalter 8 geliefert.
-
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das die Anordnung eines
anderen Ausführungsbeispiels eines Bilderfassungssystems
gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, zum Zweck, ein
Objekt vor dem Wagen durch Benutzung eines Bildes zu
verfolgen, das von der Fernsehkameraeinheit 6 aufgenommen
wurde.
-
Zu diesem Zweck ist die Fernsehkameraeinheit 6 an einem
Schwenkkopf 60 angebracht, der als Schwenkeinrichtung dient,
um die Fernsehkameraeinheit 6 in den Richtungen nach oben
und unten sowie nach rechts und links zu schwenken, und der
als Ausgabe ein Winkelsignal in den entsprechenden
Richtungen zum Zeitpunkt der Schwenkung liefert. So erzeugt der
Regler 5, der als Umschaltregeleinrichtung dient, ein
Steuersignal für den Speicher 7 und den Umschalter 8, indem er
einen vorbestimmten Bildaufnahme-Winkelbereich, wie in Fig.
2 für die Fernsehkameraeinheit 6 gezeigt, der durch den
Schwenkwinkel korrigiert wurde, der vom Schwenkkopf 60
geliefert wurde, mit dem Winkel des Wischers 2 vergleicht, der
vom Winkelfühler 4 erfaßt wurde. Es muß vermerkt werden, daß
ein Steuersignal, das durch die gestrichelte Linie in Fig. 4
gezeigt ist, für den Schwenkkopf 60 vorgesehen wird, wenn
eine Steuereinheit (nicht gezeigt) es notwendig findet, die
Fernsehkameraeinheit 6 als Ergebnis der Verarbeitung der
Bilddaten aus dem Umschalter 8 zu schwenken, und daß andere
Elemente den Elementen entsprechen, die durch dieselben
Bezugszeichen in Fig. 1 gezeigt sind.
-
Als nächstes wird die Wirkungsweise des obigen
Ausführungsbeispiels in Fig. 4 unter Bezugnahme auf Fig. 2 und
Fig. 5 bis 7 beschrieben.
-
Es wird nun davon ausgegangen, daß die
Fernsehkameraeinheit 6, die vom Schwenkkopf 60 getragen ist, bis zum
maximalen Winkel ± α&sub1; in den Aufnahmerichtungen nach oben und
unten und zum maximalen Winkel i e&sub1; in den Aufnahmerichtungen
nach rechts und links in bezug auf den Ursprung 0 schwenken
kann, wie in Fig. 5 gezeigt. Es kann sich nämlich ein
Aufnahmebild A, das durch schräge Linien gezeigt ist und das
dem erfaßten dynamischen Bild A in Fig. 2 entspricht, sich
innerhalb eines Bereiches bewegen, der durch die
gestrichelte Linie gezeigt ist.
-
Zu diesem Zeitpunkt liefert der Schwenkkopf 60 ständig
als eine Ausgabe für den Regler 5 mittels eines
Potentiometers oder eines Drehcodierers, der hierin enthalten ist, die
Winkel α (α ≤ α&sub1;) bzw. Θ (Θ ≤ Θ&sub1;) in der Richtung nach oben
und unten sowie nach links und rechts zum Zeitpunkt der
Schwenkbewegung. Es muß vermerkt werden, daß eine solche
Winkelerfassung durch verschiedenartige bekannte Techniken
ausgeführt werden kann.
-
Die Fernsehkameraeinheit 6 auf dem Schwenkkopf 60 nimmt
ein Bild A (siehe Fig. 2) vor dem Wischer 2 auf, wandelt es
in digitale Daten am A/D-Wandler 61 um und liefert ständig
die Daten an den Bildspeicher 71 des Bildspeichers 7 sowie
den Umschalter 8.
-
Zu diesem Zeitpunkt wird unter Speicherung der
Bilddaten aus der Fernsehkameraeinheit 6 der Bildspeicher 71
ständig durch die letzten Bilddaten aktualisiert. In diesem
Zustand wurden die Daten des Bildspeichers 71 noch nicht an
den Ausgabebildspeicher 72 übertragen.
-
In der Zwischenzeit wird der Wischer 2 vom Wischermotor
3 angetrieben, dessen Antriebswinkel β vom Winkelfühler 4
erfaßt wird und für den Regler 5 vorgesehen wird, gezeigt am
Schritt S11 im Flußdiagramm des Reglers 5 in Fig. 7.
-
Es wird auch der Regler 5 mit einem Auf-/Ab-Winkel α
und einem Rechts-/Links-Winkel Θ beliefert, die die
Schwenkwinkel der Fernsehkameraeinheit 6 sind, wie in Schritt S12
gezeigt.
-
Aus diesen Winkeln erkennt der Regler 5 die
Aufnahmerichtung der Fernsehkameraeinheit 6 und wandelt entsprechend
den vorbestimmten Winkelbereich β&sub1; β&sub2; des erfaßten
dynamischen Bildes A, das durch schräge Linien in Fig. 5 gezeigt
ist, in einen Winkel Yi um, der die Interferenz mit dem
Wischer 2 beginnt, und einen Winkel γ&sub2;, der die Interferenz des
Aufnahmebereichs A bestimmt, wie in Fig. 6 gezeigt, wie beim
Schritt S13 folgt:
-
Als erstes werden unter der Annahme, daß der Abstand
von der Schwenkachse 60a des Schwenkkopfes 60 zur
Reinigungsfläche des Wischers δ sein soll, die Größe des
Aufnahmebereiches A L&sub1; lang und L&sub2; breit sein soll und ein Abstand
zwischen der Schwenkachse des Wischers 2 und dem Ursprung 0
des Aufnahmebereiches A H sein soll, die Winkel γ&sub1;, γ&sub2; durch
die folgende Gleichung vorgegeben:
-
Deshalb werden entsprechend dem Auf-/Ab-Winkel α und
dem Rechts-/Links-Winkel Θ des Schwenkwinkels die
Aufnahmewinkel k&sub1;, k&sub2; vom Bezugswinkelbereich β&sub1; β&sub2; (siehe Fig. 2)
ausgehend korrigiert wie folgt:
-
k&sub1; = 90º - γ&sub1;
-
k&sub2; = 90º + γ&sub2;
-
Im Winkelbereich k&sub1; k&sub2; gelangt das Wischerbild nämlich
in den Aufnahmebereich.
-
Es muß vermerkt werden, daß die Größe L&sub1;, L&sub2; des
Aufnahmebereichs A durch den oben erwähnten Abstand δ und den
Aufnahmewinkel der Fernsehkameraeinheit 6 vorbestimmt werden
kann.
-
Der Regler 5, der somit den korrigierten Winkelbereich
k&sub1; k&sub2; berechnet hat, bestimmt, ob der Antriebswinkel β aus
dem Winkelfühler 4 innerhalb des korrigierten Winkelbereichs
k&sub1; k&sub2; der Fernsehkameraeinheit 6 liegt oder nicht, wie beim
Schritt S14 gezeigt.
-
Als Ergebnis dieser Bestimmung veranlaßt, wenn der
Antriebswinkel β des Wischers 2 im Winkelbereich (β ≤ k&sub1; oder
k&sub2; ≤ β) liegt, der durch die schrägen Linien in Fig. 6
gezeigt ist, was bedeutet, daß der erfaßte dynamische Bild A
nicht vom Wischer 2 gestört wird, der Regler 5 den
Umschalter 8, auf die Seite der Fernsehkameraeinheit 6
umzuschalten, um als Ausgabe die erfaßten Bilddaten ohne Änderungen
vorzusehen, wie im Schritt S15 gezeigt ist.
-
Wenn andererseits der Antriebswinkel β des Wischers 2
im Winkelbereich (k&sub1; < β < k&sub2;) innerhalb des Abschnitts mit
schrägen Linien in Fig. 6 liegt, dann wird das erfaßte Bild
A vom Wischer 2 so gestört, daß es nicht so benutzt werden
kann, wie es ist.
-
Deshalb veranlaßt der Regler 5 den Umschalter 8, auf
die Seite des Bildspeichers 7 umzuschalten, wie beim Schritt
S16 gezeigt.
-
Dann veranlaßt der Regler 5 die aktualisierten
Bilddaten, die stets im Bildspeicher 71 des Bildspeichers 7
aktualisiert und gespeichert sind, an den Ausgabespeicher 72
übertragen zu werden, wie beim Schritt S17 gezeigt, und
veranlaßt die Daten des statischen Bildes A' des
Ausgabespeichers 72, als eine Ausgabe durch den Umschalter 8
vorgesehen zu werden, wie im Schritt S18 gezeigt.
-
Wenn somit der Wischer 2 außerhalb des vorbestimmten
Bildaufnahmewinkelbereichs k&sub1; k&sub2; liegt, der entsprechend
dem Schwenkwinkel der Fernsehkameraeinheit 6 korrigiert
wurde, wird das erfaßte dynamische Bild A unmittelbar als
dynamische Bilddaten ohne Änderungen vorgesehen. Wenn jedoch
der Wischer 2 innerhalb des Aufnahmewinkelbereichs k&sub1; k&sub2;
liegt, dann wird das aktualisierte statische Bild A', das,
während es aktualisiert wurde, im Bildspeicher 71
gespeichert wurde, aufeinanderfolgend als statische Bilddaten an
den Ausgabebildspeicher 72 für einen Zeitintervall
übertragen, den der Wischer 2 in Anspruch nimmt, um durch den
Aufnahmewinkel k&sub1; k&sub2; hindurchzulaufen. Dann werden die Daten
des Ausgabebildspeichers 72 von hier aus ausgelesen und als
Ausgaben durch den Umschalter 8 geliefert.
-
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das die Anordnung eines
weiteren Ausführungsbeispiels eines Bilderfassungssystems
gemäß der vorliegenden Erfindung zu dem Zweck des Ersetzens
des Bildes des Wischers während der Bewegung durch
vorbestimmte Daten darstellt.
-
Zu diesem Zweck ist eine Bildverarbeitungsschaltung 50
mit der Fernsehkameraeinheit 6 und dem Winkelfühler 4
verbunden und dient als Bildverarbeitungseinrichtung, die den
Bereich der Abtastlinien bestimmt, die mit einem
Winkelsignal aus dem Winkelfühler 4 abgedeckt werden müssen, und
deckt den Abschnitt der Abtastlinien im abgedeckten Bereich
in bezug auf einen Bildbereich ab, der aus der
Fernsehkameraeinheit 6 erhalten wird.
-
Die Bildverarbeitungsschaltung so ist aus einer
horizontalen Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 51 zum
Erfassen eines horizontalen Synchronisierungssignals im
Bildsignal aus der Fernsehkameraeinheit 6, einem
Abtastlinienzähler 52 zum Abzählen der Abtastlinienzahl des erfaßten
Bildsignals auf der Grundlage des horizontalen
Synchronisierungssignals, das in der horizontalen Synchronisierungs-
Erfassungsschaltung 51 erfaßt wurde, einem A/D-Wandler 53
zum Umwandeln der Bildelementsignale in entsprechende
digitale
Signale zwischen benachbarten Abtastlinien, einem
Pufferspeicher 54 zum Speichern der Ausgabedaten aus dem A/D-
Wandler 53 und einer zentralen Verarbeitungseinheit 55
gebildet, die auf die Abtastlinienzahl aus dem Zähler 52 und
den Wischerwinkel e aus dem Winkelfühler 4 anspricht, um den
A/D-Wandler 53 und den Pufferspeicher 54 zu steuern. Es muß
vermerkt werden, daß andere Elemente den Elementen
entsprechen, die mit denselben Bezugszeichen in den Fig. 1 und 4
gezeigt sind.
-
Als nächstes wird die Wirkungsweise des obigen
Ausführungsbeispiels in Fig. 8 unter Bezugnahme auf die Fig. 9-11
beschrieben.
-
Die Fernsehkameraeinheit 6 erfaßt ein Bild A eines
Objekts (siehe Fig. 8) vor dem Wischer 2 und gibt ständig
das Bildsignal an die Bildverarbeitungsschaltung 50 ab, wie
im Schritt 512 im Flußdiagramm der
Bildverarbeitungsschaltung 50 in Fig. 11 gezeigt.
-
Andererseits wird der Wischer 2 elektrisch vom
Wischermotor 3 angetrieben, und ein Signal, das einen
Antriebswinkel Θ des Wischermotors 3 bezeichnet, wird vom Winkelfühler
4 erfaßt, der mit dem Wischermotor 3 verblockt ist, und wird
dann an die Bildverarbeitungsschaltung 50 geliefert, wie
beim Schritt S22 gezeigt.
-
Es muß vermerkt werden, daß die Lage der Kamera so
voreingestellt ist, daß die Richtung der Abtastlinien der
Fernsehkameraeinheit 6 senkrecht sind zur Richtung der
Bewegung (Reinigung) des Wischers 2, wie durch schräge Linien in
Fig. 9 gezeigt.
-
Dann wird das Bild des Wischers 2 während der
Reinigungstätigkeit von der Fernsehkameraeinheit 6 erfaßt. Wenn
das Wischerbild in einer solchen Lage angeordnet ist, wie
sie durch schräge Linien in Fig. 9 gezeigt ist, und wenn
davon ausgegangen wird, daß die Anzahl ungültiger
Abtastlinien, die das Bild des Wischers kreuzt und ein Bildsignal
bildet, n sein soll, dann berechnet die zentrale
Verarbeitungseinheit 65 der Bildverarbeitungsschaltung 50 die
Abtastlinienzahl j+1 sowie j+n im Abtastlinienbereich auf der
Grundlage des Antriebswinkels Θ des Wischers 2, der erfaßt
ist vom Winkelfühler 4, wie im Schritt S23 gezeigt. Es muß
vermerkt werden, daß der Antriebswinkel zum Zeitpunkt, wenn
der Wischer 2 den Bildaufnahmebereich A durchläuft, der
durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 9 gezeigt ist, aus
der gegenseitigen Lagezuordnung des Wischers 2 und der
Fernsehkamera 6 so vorbestimmt ist, daß dort, wo in das Bild,
das von der Fernsehkamera 6 aufgenommen wird, das Bild des
Wischers 2 eindringt, es aus dem Antriebswinkel Θ des
Winkelfühlers 4 herausgefunden werden muß.
-
Nachfolgend wird die Methode der Berechnung der oben
vermerkten Abtastlinienzahl j+1 sowie j+n aus dem
Antriebswinkel des Wischers 2 unter Bezugnahme auf Fig. 10
beschrieben.
-
In Fig. 10 geht man davon aus, daß die Größe des
Aufnahmebereichs L&sub1; lang und L&sub2; breit sein soll und der Abstand
zwischen der Drehmitte des Wischers 2 und dem Ursprung 0 des
Aufnahmebereichs A H sein soll, und die horizontalen
Abstände l&sub1;, l&sub2; vom Ursprung 0 im Bereich der Abtastlinien j+1
j+n (gezeigt durch schräge Linien), bei denen man daran
denkt, daß sie den Wischer 2 kreuzen, durch die jeweiligen
Gleichungen gegeben sind:
-
l&sub1; = {H - (L&sub1;/2)} tan Θ
-
l&sub2; = {H + (L&sub1;/2)} tan Θ
-
Wenn nämlich die Breitenstrecke L&sub2; des Aufnahmebereichs
von N Abtastlinien gebildet ist, dann liegt die Lage der
Abtastlinien des Bildes des Wischers 2 zwischen den
Abständen l&sub1; und l&sub2;.
-
Dementsprechend sind die Abtastlinienzahlen j+1 sowie
j+n entsprechend dem Abstandsbereich l&sub1; l&sub2; vorgegeben durch
die folgenden Gleichungen, weil L&sub2; N entspricht, l&sub1; j+1
entspricht bzw. l&sub2; j+n entspricht:
-
j+1 = N {(1/2) - (l&sub1;/L&sub2;)}
-
j+n = N {(1/2) - (l&sub1;/L&sub2;)}
-
Es muß vermerkt werden, daß in der Praxis ein Rand
vorgegeben werden kann, der oberhalb j+1 und j+n liegt,
wobei man dem Umstand Rechnung trägt, daß der Wischer 2
einen Arm oder ein Blatt aufweist, der bzw. das infolge
ihrer Verformung unbeabsichtigt bewegt werden kann.
-
Dann wird die folgende Maskierungstätigkeit in bezug
auf die j+1te Abtastlinie j+nte Abtastlinie durchgeführt,
die abgedeckt werden soll, wie oben vermerkt, unter allen
den Abtastlinien, die das Bildsignal bilden, das als eine
Ausgabe von der Fernsehkameraeinheit 6 geliefert wird.
-
Als erstes erfaßt die horizonale Synchronisierungs-
Erfassungsschaltung 51 der Bildverarbeitungsschaltung 50 ein
horizontales Synchronisierungssignal aus dem erfaßten
Bildsignal der Fernsehkameraeinheit 6, wie im Schritt S24
gezeigt.
-
Dann zählt der Abtastlinienzähler 52 die Abtastlinien
von der Anzahl 1 bis zum Maximum N ab, die im horizontalen
Synchronisierungssignal enthalten sind, wie es erfaßt ist,
und die Zählung wird an die zentrale Verarbeitungseinheit 55
abgegeben, die die folgende Verarbeitung in den jeweiligen
Fällen durchführt, in denen die Zählung a so ist, daß j+1 ≤
a ≤ j+n, a < j+1 oder j+n < a, wie im Schritt S25 gezeigt
ist.
-
Als erstes wird in dem Fall, in dem eine Zählung a so
ist, daß j+1 ≤ a ≤ j+n, eine Reihe von Leerdaten
entsprechend den Bildelementen der Abtastlinie am Pufferspeicher 54
gespeichert, wie im Schritt S26 gezeigt. Es muß vermerkt
werden, daß die Leerdaten "1" sein können, wenn "0" für
tatsächliche Wischerbilder erfaßt wird. Andere
verschiedenartige Leerdaten können ebenfalls, wenn vorbestimmt, benutzt
werden.
-
In dem Fall, wo die Zählung a so ist, daß a < j+1 oder
j+n < a, veranlaßt die zentrale Verarbeitungseinheit 55 den
A/D-Wandler 53, die Bildelementsignale in entsprechende
digitale Daten in den Abtastlinien umzuwandeln, wie im
Schritt S27 gezeigt, und speichert die Datenreihe im
Pufferspeicher 54 in Übereinstimmung mit den Abtastlinien, wie im
Schritt S28 gezeigt.
-
Die zentrale Verarbeitungseinheit 55 liest
aufeinanderfolgend die Datenreihe für jede Abtastlinie aus dem
Pufferspeicher 54 ab, wie im Schritt S29 gezeigt, und liefert
sie als Bilddatenausgabe für einen Bildschirm nach dem
Abdeckvorgang, während der Wischerabschnitt keinen Anlaß zu
einem Verarbeitungsfehler gibt, weil die Leerdaten für die
folgende Datenverarbeitung unbeachtet bleiben.
-
Es muß vermerkt werden, daß die Abtastlinien, die das
Bild bilden, das in Fig. 9 gezeigt ist, aus 525 Abtastlinien
(= N Abtastlinien) entsprechend dem NTSC-System (System des
US-Fernsehausschusses) gebildet sind. In diesem Fall ist der
Bereich der Abtastlinien 1 j+1 und j+n 525 als gültiger
Bildbereich vorgesehen, wenn kein Bild des Wischers 2
enthalten ist.
-
Als nächstes wird das Verfahren der vorliegenden
Erfindung beschrieben, worin statt des Abtastlinienabschnitts,
der in der obigen Abdecktätigkeit abgedeckt wurde, Leerdaten
ausgegeben werden, wobei dieser Abschnitt durch Daten vor
der Abdeckung ersetzt wird. Es muß vermerkt werden, daß der
Verarbeitungsfluß dieser Alternative durch gestrichelte
Linien gezeigt ist.
-
Die zentrale Verarbeitungseinheit 55 veranlaßt jede
Bildelement-Datenreihe für jede der Abtastlinien nach der
A/D-Umwandlung, die als Daten im Pufferspeicher 64
abgespeichert wurden, im Rahmenspeicher 56 für einen Rahmen des
Bildschirms abgespeichert zu werden, falls die Zählung a so
ist, daß a < j+1 oder j+n < a, wie im Schritt S30 gezeigt.
Die Bildelementdaten für jede der Abtastlinien, die im
Rahmenspeicher 66 gespeichert sind, werden nämlich die nicht
abgedeckten Daten aktualisieren.
-
Deshalb liest die zentrale Verarbeitungseinheit 55 die
Bildelement-Datenreihen der Abtastlinien entsprechend der
Zählung des Abtastlinienzählers 52 aus dem Rahmenspeicher 56
aus, falls die Zählung a so ist, daß j+1 ≤ a ≤ j+n, wie im
Schritt S31 gezeigt.
-
Dann wird die Bildelementdatenreihe, wie sie ausgelesen
wurde, wiederum im Pufferspeicher 54 gespeichert, wie im
Schritt S32 gezeigt.
-
Nachfolgend werden die Daten des Pufferspeichers 54 als
Ausgaben vorgesehen, wie oben erwähnt, wie im Schritt S29
gezeigt, wobei man durch die unmittelbar vorher abgedeckten
Daten in den abzudeckenden Abtastlinienabschnitt
transplantiert.
-
Somit wird das Bild des Wischers 2, der in das erfaßte
Bild eindringt, maskiert und leer angezeigt oder von den
Bilddaten unmittelbar vor der Maskierung ersetzt, wodurch
ein Abschnitt, der keinen Wischer anzeigt, d.h. ein
nichtmaskierter Abschnitt, als Ausgangsdatenausgabe aus dem
Pufferspeicher 64 vorgesehen wird, weil er gültig ist.
-
Während eine Anzahl von Alternativen und Abänderungen
oben erörtert wurden, wird ausdrücklich darauf hingewiesen,
daß die Erfindung alle Formen und Varianten innerhalb des
Umfangs der beigefügten Ansprüche umfaßt.