JPS63300400A - 前方監視装置 - Google Patents
前方監視装置Info
- Publication number
- JPS63300400A JPS63300400A JP13351387A JP13351387A JPS63300400A JP S63300400 A JPS63300400 A JP S63300400A JP 13351387 A JP13351387 A JP 13351387A JP 13351387 A JP13351387 A JP 13351387A JP S63300400 A JPS63300400 A JP S63300400A
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- JP
- Japan
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- image
- circuit
- signal
- monitoring device
- forward monitoring
- Prior art date
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- Granted
Links
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims description 18
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 7
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は従来にない全く新規な前方監視装置に関する
ものである。
ものである。
多様な装置が実用化されている０例えば、監視画面の前
方に現われた物体をコンピュータで画像処理する方法や
人間の視覚による監視方法などがある。一般に高速で移
動している物体の監視は、高速処理の必要性から大型の
コンピュータで行なっていた。
方に現われた物体をコンピュータで画像処理する方法や
人間の視覚による監視方法などがある。一般に高速で移
動している物体の監視は、高速処理の必要性から大型の
コンピュータで行なっていた。
しかるに、車やジェット機、ロケットのように非常に高
速で移動する物体上での監視は車等に大型コンピュータ
を搭載することが不可能であるため小型のコンピュータ
を搭載することになるが、これら高速移動物体上での監
視や非常に高速で移動又は飛来してくる物体の監視には
、その認識と対処、すなわち移動物体の認識から制御信
号出力にいたるまでの時間が極端に短いことが要求され
ており、小型軽量のコンピュータを用いた従来の画像処
理技術２画像認識技術ではまだ対処できる段階には到っ
ていない、従って良く訓練された人の目による監視や対
応動作には、まだはるかにおよばず、主に人手に頼らな
ければならないという問題点があった。
速で移動する物体上での監視は車等に大型コンピュータ
を搭載することが不可能であるため小型のコンピュータ
を搭載することになるが、これら高速移動物体上での監
視や非常に高速で移動又は飛来してくる物体の監視には
、その認識と対処、すなわち移動物体の認識から制御信
号出力にいたるまでの時間が極端に短いことが要求され
ており、小型軽量のコンピュータを用いた従来の画像処
理技術２画像認識技術ではまだ対処できる段階には到っ
ていない、従って良く訓練された人の目による監視や対
応動作には、まだはるかにおよばず、主に人手に頼らな
ければならないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高速画像処理を可能ならしめる小型軽量な前
方監視装置を提供することを目的としている。
たもので、高速画像処理を可能ならしめる小型軽量な前
方監視装置を提供することを目的としている。
本発明に係る前方監視装置は、イメージセンサによりと
らえた画像を各画素毎に並列処理してデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路からの信号
を記憶するメモリ回路と、各画素毎の時系列的な信号を
比較する比較回路と、画面内に時間の変化とともに現れ
た差異を全画素にわたって演算処理し、その差異の度合
に応じた前方監視信号を出力する演算回路とを設けたも
のである。
らえた画像を各画素毎に並列処理してデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路からの信号
を記憶するメモリ回路と、各画素毎の時系列的な信号を
比較する比較回路と、画面内に時間の変化とともに現れ
た差異を全画素にわたって演算処理し、その差異の度合
に応じた前方監視信号を出力する演算回路とを設けたも
のである。
（作用〕
この発明においては、上記構成によって画像を各画素毎
に並列処理するようにしたので、装置全体をコンパクト
にでき、しかも画像処理を高速化することができる。
に並列処理するようにしたので、装置全体をコンパクト
にでき、しかも画像処理を高速化することができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による前方監視装置を示し、
図において、１は監視装置全体を示す。
図において、１は監視装置全体を示す。
２は複数の素子が積層され、レンズ系６からの画像信号
を受けてこれを各画素毎に並列処理し、画面内の変化に
応じた制御信号を出力する三次元回路素子、３はＣＰＵ
機器、４は映像監視装置、５は本装置が搭載されている
飛行機等の移動物体を駆動する駆動系、６はレンズ系、
Ａはレンズ系６のズームフォーカス信号、Ｂは駆動系制
御信号、Ｃは異常検出信号である。
を受けてこれを各画素毎に並列処理し、画面内の変化に
応じた制御信号を出力する三次元回路素子、３はＣＰＵ
機器、４は映像監視装置、５は本装置が搭載されている
飛行機等の移動物体を駆動する駆動系、６はレンズ系、
Ａはレンズ系６のズームフォーカス信号、Ｂは駆動系制
御信号、Ｃは異常検出信号である。
第２図は第１図装置の三次元回路素子２の構成の一例を
示す詳細図である０本実施例では、これは４層の積層構
造であり、Ｓｉ半導体を主材料とする素子を示している
。
示す詳細図である０本実施例では、これは４層の積層構
造であり、Ｓｉ半導体を主材料とする素子を示している
。
第２図において、三次元回路素子の最上層である第１層
にはフォトダイオード１０ａを構成要素とし、画像信号
が入力されるイメージセンサ１０が設けられている。前
方監視装置としては２５６×２５６程度の画素数のもの
で良い。第１層の下層には絶縁層を介して、それぞれの
画素毎にフォトダイオード１０ａからのアナログ信号の
階調をそれぞれデジタル化するＡ／Ｄコンバータｌｌａ
を有するＡ／Ｄコンバータ回路１１からなる第２層が設
けられている。ここでこのＡ／Ｄコンバータ１１ａの個
数は必ずしもフォトダイオード１０ａの個数と同じでな
くてもよく、これより少なくてもよい。Ａ／Ｄコンバー
タ１１のピント数は使用目的によって異なる。通常４〜
８ビツトであるが、状況によっては２ビツトでもよい、
第２層の下層には絶縁層を介して、各Ａ／Ｄコンバータ
１１からの出力信号を記憶するメモリ回路１２を形成し
た第３層が設けられている。このメモリ回路１２には、
さらに下層の第４層のマイクロプロセッサ（ＭＰ）から
の指令信号によって数クロック分のＡ／Ｄコンバータか
らの出力信号を積算し、平均化する機能が付加されてい
る。この層には、各Ａ／Ｄコンバータｌｌａの出力信号
と、あらかじめ記憶されている、現在の画像信号入力以
前の該Ａ／Ｄコンバータｔｉａの出力信号とを比較する
比較回路１３．ａを有する比較論理回路１３が設けられ
ている。ここでこの比較回路１３ａの個数も必ずしもＡ
／Ｄコンバータｌｌａの個数と同じでなくてもよく、こ
れより少なくてもよい。またこれは機能切換信号により
隣接画素間の信号比較も行なえる。最下層の第４層には
各比較回路１３の出力を全画素分について総合演算する
マイクロプロセッサ１４と、その出力信号をコード化す
るエンコーダー、出カバソファ回路の他、ＣＰＵ機器と
信号授受を行なうデコーダ、マイクロプロセッサ。
にはフォトダイオード１０ａを構成要素とし、画像信号
が入力されるイメージセンサ１０が設けられている。前
方監視装置としては２５６×２５６程度の画素数のもの
で良い。第１層の下層には絶縁層を介して、それぞれの
画素毎にフォトダイオード１０ａからのアナログ信号の
階調をそれぞれデジタル化するＡ／Ｄコンバータｌｌａ
を有するＡ／Ｄコンバータ回路１１からなる第２層が設
けられている。ここでこのＡ／Ｄコンバータ１１ａの個
数は必ずしもフォトダイオード１０ａの個数と同じでな
くてもよく、これより少なくてもよい。Ａ／Ｄコンバー
タ１１のピント数は使用目的によって異なる。通常４〜
８ビツトであるが、状況によっては２ビツトでもよい、
第２層の下層には絶縁層を介して、各Ａ／Ｄコンバータ
１１からの出力信号を記憶するメモリ回路１２を形成し
た第３層が設けられている。このメモリ回路１２には、
さらに下層の第４層のマイクロプロセッサ（ＭＰ）から
の指令信号によって数クロック分のＡ／Ｄコンバータか
らの出力信号を積算し、平均化する機能が付加されてい
る。この層には、各Ａ／Ｄコンバータｌｌａの出力信号
と、あらかじめ記憶されている、現在の画像信号入力以
前の該Ａ／Ｄコンバータｔｉａの出力信号とを比較する
比較回路１３．ａを有する比較論理回路１３が設けられ
ている。ここでこの比較回路１３ａの個数も必ずしもＡ
／Ｄコンバータｌｌａの個数と同じでなくてもよく、こ
れより少なくてもよい。またこれは機能切換信号により
隣接画素間の信号比較も行なえる。最下層の第４層には
各比較回路１３の出力を全画素分について総合演算する
マイクロプロセッサ１４と、その出力信号をコード化す
るエンコーダー、出カバソファ回路の他、ＣＰＵ機器と
信号授受を行なうデコーダ、マイクロプロセッサ。
この三次元回路素子２の電源回路等が設けられている。
次に、本実施例装置の動作について説明する。
最上層のイメージセンサの各フォトダイオード１０ａは
、典型的な動作周波数として５ＫＨｚで動作される。す
なわち各フォトダイオード１０ａは０゜０５ミリ秒で所
定の電圧印加状態に置かれ、次の０゜１ミリ秒で画面情
報の取込みを行い、次の０．０５ミリ秒で信号出力を行
う、１サイクルが０．２ ミリ秒である。従って前方監
視の場合の時系列的信号の最小時間単位は０．２ ミリ
秒である。この時間では、例えばマツハ３（約３０００
Ｋｓ ７時）で移動する物体は約１６．７ｃ＋＊移動す
ることになり、十分本実施例装置の画面毎の変化の中で
連続的に物体の移動を認知できる。この各時間ごとの信
号は下層のＡ／Ｄコンバータ１１に送られ、デジタル化
される。その後、さらに下層のメモリ回路１２へ送られ
該回路内にストアされる。この時、ノイズなどを除去す
る目的で、３〜８画面分を槓算し、平均化する機能を設
ければより正確な論理演算結果が得られる。このメモリ
された前画面の信号は次画面の信号と、この層内の比較
回路１３で比較される。その結果は下層のマイクロプロ
セッサ１４に集められ、全画素についてあらかじめ定め
られた数基下の差異であれば、各画素信号はメモリに加
えられる以前のデータを放出して入れ換わる。また、差
異のある画面数が所定の数より多ければ、異常検出信号
Ｃと駆動系５を制御する制御信号Ｂを出力して映像監視
装置４に異常を発見したときの画像を表示するか、又は
前画面信号と次画面信号の間の引算により得られる異常
物体のみの画像表示を行なう。さらにこの表示の際の他
の機能として、対象とする画面の倍率を変化させ、異常
物体に対するズーム機能をレンズ系６に持たせれば、さ
らに正確を期することができる。また下層部のＡ／Ｄコ
ンバータ伯の各種論理回路は、フォトダイオードの動作
周波数が５ＫＨｚであるのに対し、ＩＭＨｚ〜１０ＭＨ
ｚ程度のクロックで十分な動作が可能であるので、本実
施例装置の時間分解能はフォトダイオードの動作周波数
で決定されているといってよい。
、典型的な動作周波数として５ＫＨｚで動作される。す
なわち各フォトダイオード１０ａは０゜０５ミリ秒で所
定の電圧印加状態に置かれ、次の０゜１ミリ秒で画面情
報の取込みを行い、次の０．０５ミリ秒で信号出力を行
う、１サイクルが０．２ ミリ秒である。従って前方監
視の場合の時系列的信号の最小時間単位は０．２ ミリ
秒である。この時間では、例えばマツハ３（約３０００
Ｋｓ ７時）で移動する物体は約１６．７ｃ＋＊移動す
ることになり、十分本実施例装置の画面毎の変化の中で
連続的に物体の移動を認知できる。この各時間ごとの信
号は下層のＡ／Ｄコンバータ１１に送られ、デジタル化
される。その後、さらに下層のメモリ回路１２へ送られ
該回路内にストアされる。この時、ノイズなどを除去す
る目的で、３〜８画面分を槓算し、平均化する機能を設
ければより正確な論理演算結果が得られる。このメモリ
された前画面の信号は次画面の信号と、この層内の比較
回路１３で比較される。その結果は下層のマイクロプロ
セッサ１４に集められ、全画素についてあらかじめ定め
られた数基下の差異であれば、各画素信号はメモリに加
えられる以前のデータを放出して入れ換わる。また、差
異のある画面数が所定の数より多ければ、異常検出信号
Ｃと駆動系５を制御する制御信号Ｂを出力して映像監視
装置４に異常を発見したときの画像を表示するか、又は
前画面信号と次画面信号の間の引算により得られる異常
物体のみの画像表示を行なう。さらにこの表示の際の他
の機能として、対象とする画面の倍率を変化させ、異常
物体に対するズーム機能をレンズ系６に持たせれば、さ
らに正確を期することができる。また下層部のＡ／Ｄコ
ンバータ伯の各種論理回路は、フォトダイオードの動作
周波数が５ＫＨｚであるのに対し、ＩＭＨｚ〜１０ＭＨ
ｚ程度のクロックで十分な動作が可能であるので、本実
施例装置の時間分解能はフォトダイオードの動作周波数
で決定されているといってよい。
このような本実施例では、フォトダイオードの動作周波
数でとらえられるようなすべての物体の移動を、画像信
号の差異を論理演算することにより監視することができ
、環境監視の精度及び信頼性を著しく向上させることが
可能である。
数でとらえられるようなすべての物体の移動を、画像信
号の差異を論理演算することにより監視することができ
、環境監視の精度及び信頼性を著しく向上させることが
可能である。
以上のようにこの発明に係る前方監視装置によれば、画
像を画素に分割し、各画素毎に並列的に信号処理を行な
う積層構造の三次元回路素子を設けたので、環境監視の
時間的応答性、信頼性及び精度を飛躍的に向上でき、し
かも装置を安価かつコンパクトにすることができる効果
がある。
像を画素に分割し、各画素毎に並列的に信号処理を行な
う積層構造の三次元回路素子を設けたので、環境監視の
時間的応答性、信頼性及び精度を飛躍的に向上でき、し
かも装置を安価かつコンパクトにすることができる効果
がある。
第１図は本発明の一実施例による前方監視装置の概要を
示すブロック図、第２図は本発明の一実施例による前方
監視装置に使用される三次元回路素子の機能ブロック図
を示す。 １・・・監視装置、２・・・三次元回路素子、３・・・
ｃｐＵ機器、４・・・映像監視装置、５・・・駆動系、
６・・・レンズ系、１０・・・イメージセンサ、１１・
・・Ａ／Ｄコンバータ、１２・・・メモリ、１３・・・
比較回路、１４・・・マイクロプロセッサ、１０ａ・・
・フォトダイオード、ｌｌａ・ ４ビー／）Ａ／Ｄコン
バータ、１２ａ・・・メモリ、１２ｂ・・・積算回路、
１２ｃ・・・シフトレジスタ、１３ａ・・・比較回路、
１４ａ・・・マイクロプロセッサ。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
示すブロック図、第２図は本発明の一実施例による前方
監視装置に使用される三次元回路素子の機能ブロック図
を示す。 １・・・監視装置、２・・・三次元回路素子、３・・・
ｃｐＵ機器、４・・・映像監視装置、５・・・駆動系、
６・・・レンズ系、１０・・・イメージセンサ、１１・
・・Ａ／Ｄコンバータ、１２・・・メモリ、１３・・・
比較回路、１４・・・マイクロプロセッサ、１０ａ・・
・フォトダイオード、ｌｌａ・ ４ビー／）Ａ／Ｄコン
バータ、１２ａ・・・メモリ、１２ｂ・・・積算回路、
１２ｃ・・・シフトレジスタ、１３ａ・・・比較回路、
１４ａ・・・マイクロプロセッサ。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (4)
- （１）画像をレンズ系を介して入力するイメージセンサ
と、 該イメージセンサからのアナログ画像信号を画素毎にデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換
回路からのデジタル出力信号を記憶するメモリ回路と、 上記画像信号の入力前及び入力後の上記メモリ回路の記
憶信号を各画素毎に比較する比較回路と、上記画像信号
の入力前と入力後の画面情報の差異を示す画素毎の上記
比較回路の出力信号から画面の変化を検出し前方監視信
号を出力する演算回路とを備えたことを特徴とする前方
監視装置。 - （２）上記イメージセンサ、Ａ／Ｄコンバータ、メモリ
回路、比較回路、及び演算回路はそれぞれ、複数の層か
らなる積層体を構成する各層のいずれかの層内に形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
前方監視装置。 - （３）上記前方監視信号の出力があったときは、異常を
発見したときの画像あるいは前画面信号と次画面信号と
の引算による異常物体のみの画像を表示するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の前方監視装置。 - （４）上記レンズ系は上記演算回路の出力に応じて作動
するズーム機能を有するものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の前
方監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13351387A JPS63300400A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 前方監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13351387A JPS63300400A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 前方監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63300400A true JPS63300400A (ja) | 1988-12-07 |
| JPH0431438B2 JPH0431438B2 (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=15106539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13351387A Granted JPS63300400A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 前方監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63300400A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0548465A2 (en) * | 1991-12-23 | 1993-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Laser disk player |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS547798U (ja) * | 1977-06-15 | 1979-01-19 |
-
1987
- 1987-05-30 JP JP13351387A patent/JPS63300400A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS547798U (ja) * | 1977-06-15 | 1979-01-19 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0548465A2 (en) * | 1991-12-23 | 1993-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Laser disk player |
| EP0548465A3 (ja) * | 1991-12-23 | 1994-01-05 | Samsung Electronics Co Ltd | |
| US5365506A (en) * | 1991-12-23 | 1994-11-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Laser disk player |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431438B2 (ja) | 1992-05-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |