JPS583483A - Detector for mobile body - Google Patents

Detector for mobile body

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Publication number
JPS583483A
JPS583483A JP10269781A JP10269781A JPS583483A JP S583483 A JPS583483 A JP S583483A JP 10269781 A JP10269781 A JP 10269781A JP 10269781 A JP10269781 A JP 10269781A JP S583483 A JPS583483 A JP S583483A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
television camera
filter function
signal
component
Prior art date
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Pending
Application number
JP10269781A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Suzuki
正俊 鈴木
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Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
Priority to JP10269781A priority Critical patent/JPS583483A/en
Publication of JPS583483A publication Critical patent/JPS583483A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/36Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light

Abstract

PURPOSE:To cope with a travelling body which moves in a complicated high speed, by processing a real and an imaginary part of a space filter function from a memory and a video signal from a television camera. CONSTITUTION:A space filter function of a complex number is stored in response to each picture element of a television camera 1 by a memory 3. A control circuit 2 reads out a real part and an imaginary part of a space filter function in response to each picture element from the memory 3 in synchronizing with the scanning of the television camera 1 respectively. Each component of the read out space filter function and the video signal from the television camera 1 are respectively multiplied at a multiplication circuit 5 individually, integrated at an integration circuit 6, then inputted to a CPU4 via an A/D conversion circuit 7. The CPU4 calculates required travelling body information from the result of integration.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、移動体検出装置、さらに詳しくは、対象物
をテレビ・カメラで撮像し、テレビ・カメラから出力さ
れる映像信号を処理することにより、移動体の検知、そ
の速度の測定、および形状判別などを行なう移動体検出
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a moving object detection device, more specifically, a moving object detection device, which detects a moving object by capturing an image of an object with a television camera and processing a video signal output from the television camera. The present invention relates to a moving object detection device that measures the speed and determines the shape of a moving object.

移動体検出装置の1つに、空間フィル〉作用を利用した
ものがある。空間フィルタは、基本的には、赤外線また
は可視光を透過させる対物レンズまたは反射する反射鏡
の像面において構成され、視野内に含まれる対象以外の
背景からの放射の影響を抑制して、対象についての検出
能力を改善し、さらに速度測定のために有効に使用きれ
る。空間フィルタは具体的(は、光学系の像面に配置さ
れたレチクル、または互いに平行に配列された多数の光
電変換素子によって構成される検知器により、構成され
る。レチクルには、格子状のものの他に、不透明部分と
透明部分とが交互に配列した状態のまま一方向に移動す
るように制御される電気光学的レチクルもある。ところ
が、このようなレチクルまたは受光素子プレイでは、そ
れらの構成要素の配列の間隔が丁定してい^から、空間
周波数がその間隔によって規定される値に固定されてし
まい、対象物の特定の周波数成分しか検知できず汎用性
に欠けるという問題がある。
One type of moving object detection device is one that utilizes the spatial fill effect. A spatial filter is basically constructed at the image plane of an objective lens that transmits infrared or visible light or a reflector that reflects it, and suppresses the influence of radiation from the background other than the object included in the field of view. It can be used effectively for speed measurement. A spatial filter is constructed by a reticle placed on the image plane of an optical system, or a detector made up of a large number of photoelectric conversion elements arranged parallel to each other. There are also electro-optic reticles that are controlled to move in one direction with alternating opaque and transparent parts.However, in such reticles or photodetector plays, their configuration is Since the spacing of the array of elements is fixed, the spatial frequency is fixed to a value defined by the spacing, and there is a problem that only a specific frequency component of the object can be detected, resulting in a lack of versatility.

この発明の目的は、任意の空間周波数成分を選択するこ
とができ、汎用性に富む移動体検出装置この発明の他の
目的は、テレビ・カメラが1画面を走査する時間で移動
体の速度および方向を検出することができ、複雑な運動
をする移動体および高速の移動体にも対応できる移動体
検出装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a highly versatile moving object detection device that can select any spatial frequency component. It is an object of the present invention to provide a moving object detection device that can detect a direction and can handle moving objects that make complex movements and high-speed moving objects.

以下、図面を参照してこの発明の実施例について詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

この発明においては、対象物を把える検知器としてテレ
ビ・カメラが用いられる。レンズ系を通してテレビ・カ
メラに投影された対象物の映像パターンを関数f(x、
y)で表わす。この映像パターンの空間周波数の関数を
F(U、V)とすれば、これは次式で表わされる。
In this invention, a television camera is used as a detector for detecting an object. The image pattern of the object projected onto the television camera through the lens system is expressed as a function f(x,
y). If the spatial frequency function of this video pattern is F(U, V), it is expressed by the following equation.

F(U、V) ・dx−dy        ・・・(1)ここで、S
は積分する領域を示′し、テレビ・カメラに投影された
画像の領域またはそれよりも小さい領域である。exp
(−j (U−x+V・y))  を字間フィルタ関数
という。U、 VはそれぞれXIY方向への空間周波数
成分(角速度)であシ、λX、^yをそれぞれXIY方
向の波長とすれば、次式で表わされる。
F (U, V) ・dx-dy ... (1) Here, S
indicates the area to be integrated, which is the area of the image projected onto the television camera or a smaller area. exp
(-j (U-x+V・y)) is called an intercharacter filter function. U and V are spatial frequency components (angular velocities) in the XIY direction, respectively, and if λX and ^y are wavelengths in the XIY direction, they are expressed by the following equations.

U二2π/λX          ・・・(2)■=
2π/λy          ・・・(3)また、空
間周波数0およびそのベクトルのX軸方向を基準とする
方向θは次式で表わされる。
U22π/λX...(2)■=
2π/λy (3) Also, the spatial frequency 0 and the direction θ of its vector with respect to the X-axis direction are expressed by the following equation.

Φ=、S可7        ・・・(4)θ= ja
n ’佇        ・・・(5)第(1)式−を
三角関数を用いて表わすと、次式が得られる。
Φ=, S possible 7...(4) θ= ja
n' (5) Expressing equation (1) using trigonometric functions, the following equation is obtained.

F(U、V)    − ・(cos(U−x+V’y)−jsin(U−x+V
−y))・dx−dy ・・・(6) この関数F(U、V)は、後!rる電気回路によって等
測的に構成される空間フィルタの出力であるから、これ
を空間フィルタ出力という。この空間フ?、λ  − イル?D (u 、 v )は、テレビ・カメラの視野
内にある対象物が移動している場合には、対象物の移動
速度に比例した周波数で正弦波状に変化する。
F(U,V) − ・(cos(U−x+V′y)−jsin(U−x+V
-y))・dx-dy...(6) This function F(U, V) is later! Since this is the output of a spatial filter constructed isometrically by an electric circuit, this is called a spatial filter output. This space? , λ − il? When an object within the field of view of the television camera is moving, D (u, v) changes sinusoidally with a frequency proportional to the speed of movement of the object.

F(U、V)は複素数であるから、これを複素面上にベ
クトルで表わすと第1図に示すようになる。ここで ・・・(7) ・・・(8) R 9°゛°(9) この位相角αを1画面の走査ごとに求め、その変化分△
αを算出することにより、対象物の移動速度Wは、次式
で得られる。
Since F(U, V) is a complex number, it can be expressed as a vector on a complex plane as shown in FIG. Here...(7)...(8) R 9°゛°(9) Obtain this phase angle α for each scan of one screen, and calculate its change △
By calculating α, the moving speed W of the object can be obtained using the following equation.

ここでτは、1画面の走査時間であシ、1フイールドの
場合には約16.7msである。対象物の移動方向は、
△αの極性(正または負)により知ることができる。
Here, τ is the scanning time for one screen, and is approximately 16.7 ms in the case of one field. The direction of movement of the object is
This can be determined by the polarity (positive or negative) of Δα.

空間周波数の波長(空間フィルタのピッチ)をP1出力
F(U、V)の変化する周期をTとすれば、速度Wは次
式からも得られる。
If the wavelength of the spatial frequency (the pitch of the spatial filter) and the period at which the P1 output F (U, V) changes are T, then the speed W can also be obtained from the following equation.

キニP/T             ・・・aυただ
し、P二1/f「下7である。
Kini P/T...aυHowever, P21/f is "lower 7.

空間周波数0は、UおよびVの値によって規定されてい
るから、これらのU、Vを変えることにより空間周波数
0を変えることができる。これは、上述の空間フィルタ
を構成するレチクルや受光素子アレイの構成要素の間隔
を変えることと等価である。この発明では、以下に述べ
るように、Uおよび■の値を任意に設定することができ
るので、対象物の任意の空間周波数成分が得られ、汎用
性、があ名。
Since the spatial frequency 0 is defined by the values of U and V, the spatial frequency 0 can be changed by changing these U and V. This is equivalent to changing the interval between the components of the reticle and light receiving element array that constitute the above-mentioned spatial filter. In this invention, as described below, since the values of U and ■ can be arbitrarily set, any spatial frequency component of the object can be obtained, and the invention is known for its versatility.

第2図は、移動体検出装置の構成を示すブロック図であ
る。これらの各ブロックの出力信号が第8図に示されて
いる。第8a図には1フイールドの各信号が、第8b図
には水平1走査の信号が拡大されて、第8c図には1画
素の信号がさらに拡大されてそれぞれ示されている。テ
レビ・カメラ(1)は、対象物を撮像し、その映像信号
(5)を出力するものであって、制御回路(2)によシ
制御される。映像信号(A)は、上述の関数f(x、y
)を表わしている。映像信号(A)は、高帯域通過フィ
ルタOQでその低周波成分および直流成分が遮断され、
高周波成分のみの映像信号(A1)となる。第5図に破
線で示すように、映像信号(A)には低周波成分および
直流成分が多く含まれている。これは、主に対象物の背
景の明るさなどによる。フィルタQOを通過したのちの
映像信号(A1)が第5図に実線で示されている。抽出
しようとするy方向の空間周波数に相当する周波数以下
の成分をフィルタOOでカットすることが好ましい。テ
レビ・カメラ(1)の走査周波数(約60Hz)以下の
周波数成分をカットしても効果的である。フィルタOQ
は具体的には、第4図に示すように、コンデンサ(ト)
と抵抗Q→とからなる微分回路および増巾器Qカから構
成される。。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the moving object detection device. The output signals of each of these blocks are shown in FIG. FIG. 8a shows each signal of one field, FIG. 8b shows an enlarged signal of one horizontal scan, and FIG. 8c shows a further enlarged signal of one pixel. A television camera (1) images an object and outputs a video signal (5) thereof, and is controlled by a control circuit (2). The video signal (A) is the function f(x, y
). The video signal (A) has its low frequency components and DC components cut off by a high band pass filter OQ.
This results in a video signal (A1) containing only high frequency components. As shown by the broken line in FIG. 5, the video signal (A) contains many low frequency components and DC components. This mainly depends on the brightness of the background of the object. The video signal (A1) after passing through the filter QO is shown by a solid line in FIG. It is preferable that the filter OO cuts components having a frequency lower than the spatial frequency in the y direction to be extracted. It is also effective to cut frequency components below the scanning frequency (approximately 60 Hz) of the television camera (1). Filter OQ
Specifically, as shown in Figure 4, the capacitor (T)
It consists of a differentiator circuit consisting of a resistor Q and an amplifier Q. .

制御回路(2)は、垂直同期信号および水平同期信号を
出力してビデオ・カメラ(1)を制御するとともに、こ
れらの同期信号に同期した垂直アドレス信号(B)およ
び水平アドレス信号(C)を出力する。また、制御回路
(2)は後述するリセット信−号の)および領域指定信
号(E)を発生する。
The control circuit (2) outputs a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal to control the video camera (1), and also outputs a vertical address signal (B) and a horizontal address signal (C) in synchronization with these synchronization signals. Output. The control circuit (2) also generates a reset signal (-) and an area designation signal (E), which will be described later.

記憶装置(以下単にRAMという)(3)は、第(7)
および(8)式の(U−x+v−y)(ラジアン)の値
を記憶するものである。(U−x+v−y )は、Uお
よびVの値をあらかじめ定めておけば、変数Xおよびy
によって一義的に定まる。RAM (3)には、第6図
に示すように、テレビ・カメラ(1)の画素数に等しい
記憶場所があシ、各゛記憶場所はNx−Nyの数を表わ
すことのできるビット数の情報の記憶容量をもっている
。水平走査方向(X方向)の画素数(記憶場所数)をN
x、垂直走査方向(y方向)の画素数をNyとする。R
AM (3)の各記憶斐には、テレビ・カメラ(])の
対応する画素(x、y)における(U −x+V−y 
)の値が記憶されている。RAM’ (3)の各記憶場
所は、制御回路(2)から出力されるアドレス信号(B
) (C)によって指定され、カメラ(1)の走査に同
期して(U−x+v−y)の値が読出される。
Storage device (hereinafter simply referred to as RAM) (3) is No. (7)
And the value of (U-x+v-y) (radian) of equation (8) is stored. (U-x+v-y) can be expressed as variables X and y if the values of U and V are determined in advance.
Uniquely determined by The RAM (3) has storage locations equal to the number of pixels of the television camera (1), as shown in Figure 6, and each storage location has a number of bits that can represent the number Nx - Ny. It has information storage capacity. The number of pixels (number of memory locations) in the horizontal scanning direction (X direction) is N
x, and the number of pixels in the vertical scanning direction (y direction) is Ny. R
Each memory of AM (3) contains (U −x+V−y
) values are stored. Each memory location of RAM' (3) is controlled by an address signal (B) output from the control circuit (2).
) (C), and the value of (U-x+v-y) is read out in synchronization with the scanning of camera (1).

ROM (8)および(9)は、(IJ’x+v−y)
の値に応じてcos(U−x+V−y) (以下単に(
cos)で表わす)、および−5in(U−x+v−y
)  (以下単に(sin)で表わす)をそれぞれ記憶
するものである。(COS)または(sin)は正およ
び負の値をとる。ROM (8)または(9)内では(
cos)または(Si、)は、たとえば8ビツトで表わ
され、その最上位の数字(MSB)が正または負の符号
を表わし、それ以外の7ビツトの数字が(cos)また
は〔sin〕の絶対値を表わしている。
ROM (8) and (9) are (IJ'x+v-y)
Depending on the value of cos(U-x+V-y) (hereinafter simply (
cos)), and -5in (U-x+v-y
) (hereinafter simply expressed as (sin)). (COS) or (sin) takes positive and negative values. In ROM (8) or (9) (
cos) or (Si,) is represented by 8 bits, for example, the most significant digit (MSB) represents a positive or negative sign, and the other 7 bits represent (cos) or [sin]. It represents the absolute value.

ROM (8) (9)のより詳細な構成が第7図に示
されてい入力し、こぐで入力する(U−x+V−y)の
値から、その値に対応する(cos)または(sin)
が記憶されている場所を指定するアドレスが解読され、
この解読結果に〜よって指定されるアドレスの(cos
)または(sin)が読出される。読出されたデータが
信号(G)および卸である。
A more detailed configuration of ROM (8) (9) is shown in FIG.
The address specifying where is stored is decoded and
The result of this decoding is (cos
) or (sin) is read. The read data is the signal (G) and wholesale.

乗算回路(5)には、テレビ・カメラ(1)の映像信号
内)およびROM (8) (9)から読出された〔c
os〕または(sin)の値を示す信号(G) (H)
が入力しており、fcx。
The multiplier circuit (5) contains the video signal of the television camera (1)) and the data read from the ROM (8) (9) [c
Signal (G) (H) indicating the value of os] or (sin)
is input and fcx.

y)・〔cos〕またはf(x、y)(sin)が算出
される。
y)·[cos] or f(x, y)(sin) is calculated.

この乗算回路(5)の−例が第8図に示されている。An example of this multiplication circuit (5) is shown in FIG.

映像信号(Al)はアナログ信号であシ、(cos)お
よび(sin)はデジタル信号である。乗算回路(5)
 FiDA変換機能を有し、乗算結果をアナログ信号(
1) (J)として出力する。乗算回路(5)は、映像
信号(Al)を入力とし、8つの出力端子をもつ梯子状
抵抗回路0η、この抵抗回路0ηの各出力端子に接続さ
れ、かつ信号(G) (H)の各ビットによって制御さ
れるアナログ切換スイッチ翰〜翰、これらのスイッチの
端子(a)側の出力を加算する、反転増巾器(31)と
抵抗−とからなる第1の加算回路、ならびにこの第1の
加算回路の出力およびスイッチの端子(b)側の出力を
加算する、反転増巾器(32と抵抗(2)とからなる第
2の加算回路からなシ、第2の加算回路の出力が出力信
号(1)(J)となる。信号(G)(財)は、その各桁
に応じて重電 み(2の累″#)をもっている。抵抗回路0υは、映像
信号(A1)をこれらの重みに応じて分割するものであ
る。スイッチ(1)に流入する電流を1とすると、スイ
ッチ(財)には2’Iの電流が流入する。信号(G) 
(H)のうちのMSBのみは、NOT回路(2)で反転
されておシ、この反転ビットによってスイッチ(ロ)が
制御されている。信号(G)(H)のあるビットが0の
ときはスイッチ@を除いて、対応するアナログ・スイッ
チは(b)側に接続され、1のときには(a)側に切換
えられる。スイッチ(ホ)〜(イ)が第8図に図示の状
態は、信号(G) G()がooooooooの場合で
ある。そして、この場合に、信号(I) (J)が0と
なるように各抵抗−(財)および増幅器C(+1の出力
端子と増幅器@日の反転入力端子との間に接続された抵
抗(至)の値が定められている。入力信号(G)(また
はQ())の値に対応する信号(I) (tたは(J)
)の値の一例を挙げれば、次のようになる。ここでMS
Bが0のときは(COS)および(s in)は正であ
シ、lのときは負である。
The video signal (Al) is an analog signal, and (cos) and (sin) are digital signals. Multiplication circuit (5)
It has a FiDA conversion function and converts the multiplication result into an analog signal (
1) Output as (J). The multiplier circuit (5) receives the video signal (Al) as input, connects to a ladder-like resistance circuit 0η having eight output terminals, each output terminal of this resistance circuit 0η, and outputs each of the signals (G) (H). Analog changeover switches 翰 to 翰 controlled by bits, a first adding circuit consisting of an inverting amplifier (31) and a resistor, which adds the outputs of the terminals (a) of these switches, and this first adding circuit. The output of the second adding circuit is composed of an inverting amplifier (32) and a resistor (2), which adds the output of the adding circuit and the output of the terminal (b) side of the switch. The output signal is (1) (J). The signal (G) (goods) has a heavy current (2's "#") according to each digit. The resistor circuit 0υ outputs the video signal (A1). It is divided according to these weights.If the current flowing into the switch (1) is 1, a current of 2'I flows into the switch (goods).Signal (G)
Only the MSB of (H) is inverted by the NOT circuit (2), and the switch (B) is controlled by this inverted bit. When a certain bit of the signals (G) and (H) is 0, the corresponding analog switches except switch @ are connected to the (b) side, and when it is 1, they are switched to the (a) side. The state in which the switches (E) to (A) are shown in FIG. 8 is when the signal (G) G() is ooooooooo. In this case, a resistor () is connected between each resistor and the output terminal of the amplifier C (+1) and the inverting input terminal of the amplifier C (+1) so that the signal (I) (J) becomes 0. The value of the signal (I) (t or (J)) corresponding to the value of the input signal (G) (or Q()) is determined.
) is as follows. MS here
When B is 0, (COS) and (s in) are positive, and when B is l, they are negative.

(G)             (1’)0 1 1
 1 1 1 1 1   →CAI)  X  12
7/128?              1 0000 0 00 1  −+   (AI)  X
  1/128oooooooo   →      
 01 1 1 1 1 1.1 1   →  (A
t)  x  (”/128)/、         
   / 10000001  → (Al) x C!:1m?
/1゜8)10000000  7)   (A1)x
(−1)積分回路(6)は、乗算回路(5)の出力信号
(I)または(J)を積分するものである。積分回路(
6)の具体的な一例が第9図に示されている。積分回路
(6)は、演算増巾器11、その入力抵抗O2、増巾器
I11の反転入力端子と出力端子との間に接続されたコ
ンデンサ@噂、抵抗Oりと反転入力端子との間に接続さ
れたスイッチ@菊、およびコンデンサーを短絡するため
のスイ〜ツチ(9)から構成されている。リセット信号
Q))は一画面(1フイールドまたは1フレーム)の走
査の開始にあたって出力され、このリセット信号(DJ
によってスイッチ(9)がオンとされる。スイッチ(4
υがオンとなることによってコンデンサ0′3の電荷が
8電されるので、積分回路(6)はリセットされる。。
(G) (1')0 1 1
1 1 1 1 1 → CAI) X 12
7/128? 1 0000 0 00 1 −+ (AI) X
1/128ooooooooo →
01 1 1 1 1 1.1 1 → (A
t) x (”/128)/,
/ 10000001 → (Al) x C! :1m?
/1゜8)10000000 7) (A1)x
(-1) The integration circuit (6) integrates the output signal (I) or (J) of the multiplication circuit (5). Integrator circuit (
A specific example of 6) is shown in FIG. The integrating circuit (6) includes an operational amplifier 11, its input resistance O2, a capacitor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier I11, and a capacitor connected between the resistor O and the inverting input terminal. It consists of a switch @ chrysanthemum connected to the capacitor, and a switch (9) for shorting the capacitor. A reset signal Q)) is output at the start of scanning one screen (one field or one frame), and this reset signal (DJ
The switch (9) is turned on. switch (4
When υ is turned on, the charge on the capacitor 0'3 is increased by 8, so that the integrating circuit (6) is reset. .

1画面の走査期間には、映像信号がない帰線期間が含ま
れている。また、第3c図に示すように、RAM (3
)から(U−x+v−y)の読出しのための時間遅れ(
TDI)、  ROM(8)(9)からの(cos) 
、 (sin)の読出しのだめの時間遅れ(TD2)お
よび乗算回路(5)の遅れ(TD8 )が存在する。領
域指定信号(E)は、このような帰線期間および遅れ時
間を排除し、有効な入力信号のみを積分するよう積分期
間を定めるものであり、この積分期間のみスイッチ(ロ
)がオンとなって、信号(I)(J)が入力する。積分
回路(6)の出カメ)(L)は、それぞれ第(7) (
8)式の−Q、Rを表わしている。この出力信号四(L
)は、AD変換回路(7)でラジタル信号に変換され、
CPU (4)によって読込まれる。
The scanning period for one screen includes a blanking period in which there is no video signal. In addition, as shown in FIG. 3c, RAM (3
) for reading (U-x+v-y) from (
TDI), (cos) from ROM(8)(9)
, (sin) of the readout time delay (TD2) and the multiplier circuit (5) delay (TD8). The area designation signal (E) eliminates such retrace period and delay time and determines the integration period so that only valid input signals are integrated, and the switch (B) is turned on only during this integration period. Then, signals (I) and (J) are input. The output camera (L) of the integrating circuit (6) is the (7) (L), respectively.
8) represents -Q and R in the formula. This output signal 4 (L
) is converted into a digital signal by the AD conversion circuit (7),
Read by CPU (4).

上述のように(COS)および(sin)の値はデジタ
ル量であり、経済性を考慮すれば8ビット程度で表わす
のが適当である。ROM (8) (9)の各記憶場所
の容量を多くすれば、(cos)および(s in)は
それだけ正確に表わされる。しかしながら、ROMが高
値となり、また乗算回路(5)も複雑になる。映像信号
(5)は上述のようにアナログ信号であり、低周波成分
および直流成分を多く含んでいる。したがって、信号(
5)と信号(F)の乗算結果は、信号回申の低周波成分
および直流成分に左右され、しかも信号(G)(H)が
8ビツトの情報で表わされるおおまかな値であるから、
ややもすると、信号(1) U)および(K)(L)は
不正確になるきらいがある。・しかしながら、高帯域通
過フィルタ01)によって映像信号(8)の低周波成分
および直流成分が除去されているから、乗算結果(1)
 U)および積分結果(K) (L)は正確になる。
As mentioned above, the values of (COS) and (sin) are digital quantities, and considering economy, it is appropriate to represent them with about 8 bits. The larger the capacity of each memory location in ROM (8) (9), the more accurately (cos) and (s in) can be represented. However, the ROM becomes expensive and the multiplication circuit (5) becomes complex. The video signal (5) is an analog signal as described above, and contains many low frequency components and DC components. Therefore, the signal (
5) and the signal (F) depends on the low frequency component and DC component of the signal distribution, and since the signals (G) and (H) are approximate values expressed by 8-bit information,
If so, the signals (1) (U) and (K) (L) tend to become inaccurate. -However, since the low frequency components and DC components of the video signal (8) are removed by the high bandpass filter 01), the multiplication result (1)
U) and the integration result (K) (L) will be accurate.

CPU (中央処理装置)(4)は、RAM(3)への
(U−x十■・y)の書込みおよび仙変換回路(7)か
ら読込んだデータにもとづく対象物の移動速度算出処理
などを行なう。CPU (4)は好ましくはマイクロプ
ロセッサである。
The CPU (Central Processing Unit) (4) performs processing such as writing (U-x×y) into the RAM (3) and calculating the moving speed of the object based on the data read from the space conversion circuit (7). Do the following. CPU (4) is preferably a microprocessor.

第10図は、テレビ・カメラ(1)の視野1511と、
テレビ・カメラ(1)内のレンズ−と、テレビ・カメラ
(1)に結縁された画像に対応するRAM (3) i
示している。
FIG. 10 shows the field of view 1511 of the television camera (1),
The lens in the TV camera (1) and the RAM (3) corresponding to the image connected to the TV camera (1) i
It shows.

RAM (3)には、上述のように、テレビ・カメラ(
1)の画素数に等しい数(NxXNy)の記憶場所があ
る。
As mentioned above, RAM (3) contains the television camera (
There are a number (NxXNy) of storage locations equal to the number of pixels in 1).

−1画素の水平方向の長さに相当する視野藝υの長さを
MK+1画素の垂直方向の長さに相当する視野@υの長
さをMYで表わす。視野(ハ)I)の水平方向および垂
直方向の長さはそれぞれMx−Nx 、 My−Nyと
なる。
The length of the visual field υ corresponding to the horizontal length of -1 pixel is MK+The length of the visual field @υ corresponding to the vertical length of 1 pixel is expressed as MY. The horizontal and vertical lengths of the field of view (c) I) are Mx-Nx and My-Ny, respectively.

第11図は、CPU (4)によるRAM(3)への(
U−x+V’y)の書込み処理を示している。この処理
は、CPU (4)のイニシャル処理のときに行なわれ
る。RAM (3)の各記憶場所のX方向およびX方向
のアドレスを指定スるアドレス・カウンタをCx 、 
Cy で表わし、その内容を(Cx) 、 (Cy)で
それぞれ表わす。また上述の空部周波数成分U、  V
を2πで除した値は、第2図の回路で電気的に構成され
た空間フィルタのベア数を表わしている。とのUおよび
Vはあらかじめ設定されているものとする。また、上述
の倍率Mx、Myもあらかじめ設定されている。
Figure 11 shows the (
This shows the write processing of U-x+V'y). This process is performed during the initial process of the CPU (4). An address counter that specifies the X-direction and X-direction addresses of each memory location in RAM (3) is Cx,
It is represented by Cy, and its contents are represented by (Cx) and (Cy), respectively. In addition, the above-mentioned sky frequency components U, V
The value obtained by dividing .pi. by 2.pi. represents the bare number of the spatial filter electrically constructed with the circuit of FIG. It is assumed that U and V are set in advance. Further, the above-mentioned magnifications Mx and My are also set in advance.

第11図を゛参照して、各アドレス・カウンタCx。Referring to FIG. 11, each address counter Cx.

Cyに0がセットされ(ステップIυ(転))、これら
の゛−カウンタの内容(Cx ) (Cy )に倍率M
x、Myをそれぞれ乗じた値が、X、Yと置かれる(ス
テップ183) )。
Cy is set to 0 (step Iυ), and the contents of these counters (Cx) (Cy) are given a multiplier M.
The values obtained by multiplying x and My, respectively, are placed as X and Y (step 183).

これらのx、y、上述のU、V、Nx、NyおよびMx
These x, y, above-mentioned U, V, Nx, Ny and Mx
.

U          V Myを用いて、(Nx 0Mx −X+Ny 1My・
Y)が算出され、この結果が2と置かれる(ステップ−
)。ヌテツ7’ 141で得られたZが、アドレス・カ
ウンタCX、CyでアドレスされるRAM3)内の記憶
場所に書込まれる(ステップI6+il)。カウンタC
xの内容ニ+1され(ステップ−)、新たな(Cx)が
(Nx−1)を超えたかどうかが検査される(ステップ
171 )。ステップ旬でNoであればステップ−に戻
り、新たな(Cx )を用いて上述の処理が繰返えされ
る。ステップのηでYESであれば、水平方向の1走査
が終了したのであるから、カウンタcyの内容に+1さ
れ(ステップ繍)、この新たな(Cy)が(Ny−1)
を超えたかどうかが検査される(ステップII)。ステ
ップ−でNOであれば、ステツブ轄に戻シ、(Cx)を
0にして、ステップ國〜藺の処理が取囲繰返えされる。
Using UV My, (Nx 0Mx −X+Ny 1My・
Y) is calculated and this result is set as 2 (step -
). The Z obtained in Nut7' 141 is written to the memory location in RAM 3) addressed by the address counters CX, Cy (step I6+il). counter C
The contents of x are incremented by 1 (step -), and it is checked whether the new (Cx) exceeds (Nx-1) (step 171). If the step is ready and the answer is No, the process returns to step -, and the above-described process is repeated using a new (Cx). If step η is YES, one horizontal scan has been completed, so the contents of the counter cy are incremented by 1 (step embroidery), and this new (Cy) becomes (Ny-1).
is exceeded (step II). If NO in step -, the process is returned to the control of the step, (Cx) is set to 0, and the processes from step to step are repeated.

ステップ−でYESとなれば、RAM (3)の全記憶
場所についての(U−x+v−y)の書込みが終了する
If YES in step -, writing of (U-x+v-y) to all memory locations in RAM (3) is completed.

第12図は、CPU (4)による対象物の移動速度W
の算出処理を示して・いる。この処理は、テレビ・カメ
ラ(1)による1画面の走査終了ごとにAD変換回路(
7)から入力する割込みによって5開始され、かつ割込
みごとに実行される。1画面の走査周期を上述のように
τC1たとえば16.7ms )とする。各側込みごと
にり変換回路(7)から読込んだ、信号■(L)にそま
た、空間フィルタのピッチPは、 かじめ算出されているものとする。さらに、前回の画面
走査時に算出した位相角をα1とする。
FIG. 12 shows the moving speed W of the object by the CPU (4).
It shows the calculation process. This process is performed by the AD conversion circuit (
5) is started by an interrupt input from 7) and is executed for each interrupt. As mentioned above, the scanning period of one screen is set to τC1 (for example, 16.7 ms). It is assumed that the pitch P of the spatial filter has been calculated in advance for the signal (L) read from the slope conversion circuit (7) for each side filter. Furthermore, let α1 be the phase angle calculated during the previous screen scan.

第12図を参照して、油変換回路(7)からAD変換さ
しfc 7’ −fi (AD)K 、 (AD)L 
カ読込まれ、CPU (4)内のレジスタRa、Rbに
それぞれロードされる(ステップff11−)。次に、
各レジスタRa 、 Rhのデータを用いて第(9)式
によシ位相角αが算出される(ステップ(72)。この
位相角αと前回の位相角α1とからその変化分△αが算
出され(ステップ關)、今回の位相角が次回の演算のた
めにα1として記憶される(ステップσ41)。そして
、第Ql)式の演算によって速度Wが算出される(ステ
ップ四)。対象物の移動方向は△αの極性を調べること
によシ検出できるのは上述した通シである。
Referring to FIG. 12, from the oil conversion circuit (7) to the AD conversion point fc 7' -fi (AD)K, (AD)L
are read and loaded into registers Ra and Rb in CPU (4), respectively (step ff11-). next,
Using the data in each register Ra, Rh, the phase angle α is calculated according to equation (9) (step (72). From this phase angle α and the previous phase angle α1, the change Δα is calculated. (step 9), and the current phase angle is stored as α1 for the next calculation (step σ41). Then, the velocity W is calculated by the calculation of the equation Q1) (step 4). As mentioned above, the moving direction of the object can be detected by checking the polarity of Δα.

上記実施例では、RAM (3)に(U−x+v−y)
が記憶されているが、このような朧を2台設け、これら
に(cos) 、 [5in)を記憶してROM (8
) (9)を省略するようにしてもよい。また、第(7
)および(8)式の演算が乗算回路(5)および積分回
路(6)によって行なわれているが、映像信号(A1)
をAD変換してCPU (4)に取込んだのち、これら
の演算をCPU (4)で行なうようにすることもでき
る。
In the above embodiment, (U-x+v-y) is stored in RAM (3).
However, two such Oboro units are provided, and (cos) and [5in) are stored in the ROM (8
) (9) may be omitted. Also, the 7th
) and (8) are performed by the multiplication circuit (5) and the integration circuit (6), but the video signal (A1)
It is also possible to perform these calculations on the CPU (4) after AD converting the data and importing the data into the CPU (4).

以上詳細に説明したように、この発明によれば、ピッチ
U、Vを任意に設定することができるので、従来の空間
フィルタを用いた移動体検出装置に比べてはるかに汎用
性がある。またテレビ・カメラの走査時間は、通常1フ
ィールド約16.7ms+ 17レーム約88.8ms
であって、1画面の走査情報から、少なくとも移動体の
移動速度および方向を検出することができ、高速処理が
可能である。したがって、複雑な運動をする移動体:や
高、速で動く移動体にも即応できる。さらに、得られた
空間フィルタ出力の解析によって対象物の形状判別も可
能とな
As described in detail above, according to the present invention, the pitches U and V can be set arbitrarily, so that the present invention is much more versatile than a moving object detection device using a conventional spatial filter. Also, the scanning time of a TV camera is usually about 16.7ms for one field + about 88.8ms for 17 frames.
Therefore, at least the moving speed and direction of the moving body can be detected from the scanning information of one screen, and high-speed processing is possible. Therefore, it can immediately respond to moving objects that make complex movements or move at high speeds. Furthermore, it is also possible to determine the shape of the object by analyzing the obtained spatial filter output.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、空間フィルタ出力のベクトルを示す説明図、
第2図は、この発明の実施例を示すブロック図、第8図
は、第2図の各ブロックの出力信号を示すタイム・チャ
ート、第4図は高帯域通過フィルタの一例を示す回路図
、第5図は映像信号の周波数成分を示すグラフ、第6図
は傭の構成を示す図、第7図はROMの構成を示十図、
第8図は乗算回路の一例を示す回路図、第9図は積分回
路の一例を示す回路図、第10図は、テレビ・カメラの
視野とRAMの関係を示す図、第11図はRAMへの書
込み処理の手順を示すフロー・チャート、第12図は移
動速度測定の処理手順を示すフロー・チャートである。 ゛(1)・・・テレビカメラ、(2)・・・制御回路、
(3)・・・RAM 。 (4)・・・CPU、(5)・・・乗算回路、(6)・
・・積分回路、(8) (9)・・・ROM。 以  上 特許出願人  立石電機株式会社 第1図 第5図 JXIJ数
FIG. 1 is an explanatory diagram showing vectors of spatial filter output;
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a time chart showing output signals of each block in FIG. 2, and FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a high band pass filter. Figure 5 is a graph showing the frequency components of the video signal, Figure 6 is a diagram showing the configuration of the ROM, Figure 7 is a graph showing the configuration of the ROM,
Fig. 8 is a circuit diagram showing an example of a multiplication circuit, Fig. 9 is a circuit diagram showing an example of an integrating circuit, Fig. 10 is a diagram showing the relationship between the field of view of a television camera and RAM, and Fig. 11 is a circuit diagram showing an example of an integrating circuit. FIG. 12 is a flowchart showing the procedure for writing processing. FIG. 12 is a flowchart showing the procedure for measuring moving speed.゛(1)...Television camera, (2)...Control circuit,
(3)...RAM. (4)...CPU, (5)...Multiplication circuit, (6)...
...Integrator circuit, (8) (9)...ROM. Patent Applicant: Tateishi Electric Co., Ltd. Figure 1 Figure 5 JXIJ Number

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ビ・カメラの各画素に対応して複素数の空間フィルタ関
数を記憶するメモリ、テレビ・カメラの走査に同期して
メモリから各画素に対応した空間フィルタ関数の実数成
分および虚数成分をそれぞれ読出す手段、読出された空
間フィルタ関数の各成分とテレビ・カメラからの映像信
号とをそれぞれ別個に乗算する乗算手段、乗算された各
成分ごとの信号を所要の領域についてそれぞれ別個に積
分する積分手段、およびこれらの積分結果から所要の移
動体情報を算出する演算手段、からなる移動体検出装置
。 (2)演算手段が、テレビカメ2の1画面についての実
数成分および虚数成分の積分結果から位相角を算出し、
この位相角の変化分から、移動体の速度および移動方向
を特徴する特許請求の範囲第(1)項記載の移動体検出
装置。
[Claims] A memory that stores a spatial filter function of complex numbers corresponding to each pixel of a TV camera, a real number component and an imaginary number of the spatial filter function corresponding to each pixel from the memory in synchronization with the scanning of the TV camera. means for reading out each component; multiplication means for separately multiplying each component of the read spatial filter function by a video signal from a television camera; A moving object detection device comprising an integrating means for integrating, and an arithmetic means for calculating required moving object information from the results of these integrations. (2) the calculation means calculates the phase angle from the integration result of the real component and the imaginary component for one screen of the television camera 2;
The moving object detection device according to claim 1, wherein the speed and direction of movement of the moving object are determined from the change in the phase angle.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60163186A (en) * 1984-02-02 1985-08-26 Nec Corp Inter-pattern length calculating device

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