KR930004880B1 - 추미식 차간거리 측정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

추미식 차간거리 측정장치

제1도는 본원 발명의 실시예에 의한 거리측정장치의 구성도.

제2도는 윈도우내의 화상을 비교하는 설명도.

제3a도, 제3b도는 각각 제1 및 제2의 실시예의 시각이 t=t₀와 다음 시각 t=t₁과의 화상을 비교하여 새로운 윈도우를 설정해서 좌우의 화상을 비교하는 설명도.

제4도는 종래의 거리측정장치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1),(2) : 렌즈 (3),(4) : 이미지센서

(5) : 대상물 (8),(9) : 메모리

(10) : 마이크로콤퓨터 (12) : 윈도우형성장치

(13) : 윈도우

본원 발명은 예를들면 자동차 등의 이동하는 대상물을 연속적으로 측정하는 거리측정장치에 관한 것이다.

종래, 예를들면 일본국 특공소 63(1988)-46,363호 공보에 개시되어 있는 거리측정장치의 구성도가 제4도에 도시되어 있다. 도면에 있어서, 좌우의 광학계는 기선(基線)길이 L만큼 떨어져서 렌즈(1), (2)가 배치되고, 각 렌즈(1), (2)의 초점거리 f의 위치에 이미지센서 (3), (4)가 각각 배치되어 있다. 상기 렌즈(1), (2)로부터 R의 거리에 있는 대상물(5)의 상은 각각의 렌즈(1), (2)에 의해 이미지센서 (3), (4)위에 결상(結像)된다. 그리고, 이미지센서(3), (4)위의 화상신호는 각각 아날로그, 디지탈변환기(6), (7)에서 디지탈신호로 변환되고, 메모리(8), (9)에 기억된다. (10)은 메모리(8), (9)에 기억된 화상신호를 처리해서 대상물(5)까지의 거리를 구하는 마이크로 프로세서이다.

다음에, 동작에 대해서 설명한다. 마이크로프로세서(10)는 메모리(8)에서 먼저 한쪽의 이미지센서(3)의 좌상단에 상당하는 화소신호를 독출하고, 다음에 메모리(9)로부터 다른쪽의 이미지센서(4)의 좌상단에 상당하는 화소신호를 독출하고, 양 신호의 차의 절대치를 연산한다. 이어서, 각각의 이미지센서(3), (4)의 오른쪽옆의 화소신호를 독출하고, 상기와 같이 그차의 절대치를 연산하고, 최초의 값에 누적한다. 이 조작을 차례로 화면 전체의 화소에 대해서 행하고, 그 누적치를 구하여 제1의 값으로 한다. 다음에, 상기와같이 해서 이미지센서(3)의 좌상단에 상당하는 화소신호와 이미지센서(4)의 좌상단으로부터 1화소 오른편의 화소에 상당하는 화소신호를 메모리(9)로부터 독출해서 비교한다.

이와같이, 전체에 1화소 오른편으로 어긋나게 한 화소신호와의 차를 각각의 화소신호로 하여 누적된 값을 구하여 제2의 값으로 한다. 이와같이, 1화소씩 차례로 오른편으로 어긋나게 한 화소신호의 각각의 화소신호의 차를 취하고, 누적된 값을 순차로 구해간다. 이 누적된 값이 최소가 될때가 좌우의 화상의 어긋남을 나타내고 있다. 이 어긋남이 n화소이며, 화소피치 P라고 하면, 어긋남의 값은 nP이며, 여기에서 대상물(5)까지의 거리 R은 다음 식으로 구해진다.

종래의 거리측정장치는 상기와 같이 구성되어 있으므로, 장치의 광축방향에 존재하는 대상물까지의 거리밖에 측정할 수 없었다. 따라서, 움직이고 있는 대상물까지의 거리를 측정하는 데는 대상물의 방향으로 장치를 향하게 하고, 그 움직임에 따라 장치를 이동할 필요가 있었다.

본원 발명은 상기와 같은 과제를 해소하기 위해 이루어진 것으로, 일단 대상물을 정하면 이것이 움직여도 시야내에 있는 한 연속적으로 대상물까지의 거리를 측정하여 방향을 구할 수 있는 추미식(追尾式)차간거리 측정장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본원 발명에 관한 제1의 실시예의 추미식 차간거리측정장치는 좌우 1쌍의 광학계에 의해 이미지센서위에 결상된 좌우의 화상신호를 비교하고, 화상의 광측으로부터의 어긋남을 전기적으로 검출하여 3각측량의 원리로 거리를 측정하는 거리측정장치에 있어서, 상기 좌우 어느 한쪽의 화상신호의 특정부분에 윈도우를 설정하는 수단과, 설정된 윈도우내의 화상신호를 기준으로 해서 좌우의 화상신호를 비교하여 거리를 구하는 수단과, 소정의 시간간격으로 화상신호를 샘플링하고, 어떤 시각의 윈도우내의 화상신호와 다음의 시각의 화상신호를 비교하여 그 신호가 가장 잘 일치되는 부분을 새로운 윈도우로서 기준화상신호를 설정하고, 그 변화량으로부터 대상물의 이동방향과 이동량을 구하는 수단을 구비하는 것이다.

본원 발명에 관한 제2의 실시예의 추미식 차간거리측정장치는 좌우 1쌍의 광학계에 의해 이미지센서위에 결상된 좌우의 화상신호를 비교하고, 양 화상의 광측으로부터의 어긋남을 전기적으로 검출하여 3각측량의 원리로 거리를 측정하는 거리측정장치에 있어서, 상기 좌우 어느 한쪽의 화상신호의 특정부분에 윈도우를 설정하는 수단과, 소정시간 간격으로 화상신호를 샘플링하고, 어떤 시각의 윈도우내의 화상 신호와 다음의 시각의 화상신호의 차속에 대응해서 한정된 부분과 비교하여 그 신호가 가장 잘 일치되는 부분을 새로운 윈도우로서 설정하고, 그 변화량으로부터 대상물의 이동방향과 이동량을 구하는 동시에, 앞의 시각에서 구한 거리데이타를 기초로 해서 윈도우내 기준화상신호와 다른쪽의 화상신호의 비교에 있어서 비교영역을 차속에 따라 한정하는 수단을 구비하는 것이다.

본원 발명에 있어서는 좌우 1쌍의 광학계에 의해 결상되는 화상을 검출하는 2차원의 이미지센서를 갖는 동시에, 특정의 화상을 지정하는 윈도우 기능을 가지며, 지정된 화상신호를 기준으로 하여 좌우의 화상신호를 비교하고, 그 신호가 가장 잘 일치될때의 좌우 광학계의 화상의 광측으로부터의 어긋남에 의해 3각측량의 윈리로 거리를 연산하는 동시에, 그 화상신호를 어떤 시간간격으로 샘플링하고, 어떤 시각의 화상신호와 다음의 시각의 화상신호를 비교하여, 대상물이 이동한 방향과 양을 검출하고, 다음 시각의 거리연산의 기준을 갱신하도록 한 것으로, 이것으로 거리계를 움직이지 않고 이동하는 대상물까지의 거리를 구할 수 있으며, 또한, 대상물의 이동량 및 이동방향도 검출할 수 있다. 또한, 비교하는 화상 신호영역을 차속에 따라 한정함으로써 처리시간을 짧게 할 수 있다.

이하, 본원 발명의 제1의 실시예를 도면에 대해서 설명한다. 제1도는 본원 발명에 의한 거리측정장치의 구성도이며, 보호(1)-(10)은 제4도에 도시한 종래예의 장치와 동일하므로 설명은 생략한다. (11)은 화상을 표시하는 디스플레이이며, 마이크로콤퓨터(10)에 의해 제어된다. (12)는 윈도우를 형성하기 위한 장치이며, 운전자가 조작함으로써, 윈도우의 크기나 위치를 디스플레이(11)를 보면서 설정할 수 있다.

다음에, 본원 발명의 동작에 대해서 설명한다. 지금, 이미지센서(3)의 화상을 제2도에 도시된 바와같이 디스플레이(11)에 표시했다고하면, 운전자는 윈도우형성장치(12)를 조작해서 윈도우(13)를 형성한다. 이 신호는 마이크로콤퓨터(10)에 입력되어 메모리(8)의 어느 부분이 화소신호를 거리연산의 기준으로서의 화소신호로 하면 되는지를 알 수 있다. 따라서, 비교하는 메모리(8), (9)의 영역을 마이크로콤퓨터(10)가 선택해서 좌측의 기준화상신호에 대해서 우측의 화상신호를 1화소씩 차례로 시프트하면서, 각 화소마다 신호의 차의 절대치의 총화를 연산해 간다. 이때, 연산에 관여하는 영역은 제2도에 도시된 바와같이 좌측의 윈도우(13)에 대해서 우측화상은 영역(14)이 대응한다. 이와같이, 좌,우의 화소를 비교하여 그 차신호의 절대치의 총화가 최소가 될 때의 화소의 시프트량을 n화소, 화소피치를 P로하고, 렌즈(1), (2)의 기준길이를 L, 렌즈(1), (2)의 초점거리를 f, 대상물(5)까지의 거리를 R로 하면, R은 다음 식으로 구해진다.

다음에, 어떤 짧은 시간이 경과한 다음의 시각에서는 대상물(5)은 이동하고 있으며, 그 화상은 이미지센서위에서 앞의 샘플링시각과는 다른 위치에 결상되어 있다. 이것은 예를 들면 다음과 같이 해서 위치를 구한다. 즉, 앞의 샘플링시각을 t₀, 그후 단시간 경과해서 샘플링한 시각을 t₁이라하면, t₀에서 설정한 윈도우(13)를 기준의 화상신호로서 시각 t₁에서 샘플링한 화상전체를 차례로 1화소씩 시프트시키면서, 각 화소의 차의 절대치의 총화를 연산해 가고, 그 값이 가장 작아진 영역이 대상물이 이동한 위치라는 것을 알 수 있다. 그래서, 새로 시각 t₁에서 윈도우를 제3a도와 같이 t₁시의 윈도우(13)로서 설정하고, 좌우의 이미지센서의 신호를 사용해서 대상물까지의 거리를 연산한다. 이와같이 해서 일단 설정된 대상물까지의 거리를 비록 대상물이 이동해도 이 대상물을 추미해서 구할 수 있는 동시에, 이동의 방향이나 이동량 등도 구할 수 있다.

다음에, 본원 발명의 제2의 실시예에 대해서 설명한다. 이 실시예에 있어서, 상기 제1의 실시예와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.

즉, 제3b도에 있어서, 앞의 샘플링시각을 t_0,그후 단시간 경과해서 샘플링한 시각을 t₁이라 하면, t₀에서 설정한 윈도우(13)를 기준의 화상신호로서 시각 t₁에서 샘플링한 화상중 차속에 따라 설정한 영역(16)을 순차적으로 1화소씩 시프트시키면서, 각 화소의 차의 절대치의 총화를 연산해가고, 그 값이 가장 작아진 영역이 대상물이 이동한 위치인 것을 알 수 있다. 그래서, 세로 시각 t₁에서의 윈도우를 제3b도와 같이 t₁시의 윈도우(13)로서 설정하고, 좌우의 이미지센서의 신호를 사용해서 대상물까지의 거리를 연산한다. 이때, 시각 t₀에서의 거리데이터가 있으며, 시각 t₁에서도 거리는 거의 변화되지 않으므로, 비교하는 화상신호의 영역(17)으로 한정할 수 있다. 이와같이, 일단 설정한 대상물까지의 거리를 구하는 처리시간을 단축하고, 짧은 시간 간격으로 샘플링할 수 있도록 하였으므로, 비록 대상물이 이동해서 이 대상물을 추미해서 거리를 구할 수 있는 동시에, 이동의 방향이나 이동량등도 구할 수 있다.

또한, 광학계로서의 렌즈(1), (2)는 좌우 1쌍으로 했으나, 이것에 한정되는 것이 아니고 상하 1쌍 또는 경사방향으로 1쌍으로해도 되며, 이것은 기선을 수평으로 하느냐 수직으로 하느냐, 또는 경사지게 하느냐의 문제이며, 모두 상기와 같은 작용을 얻을 수 있다. 또한, 이미지센서(3), (4)는 좌우 각각의 센서로 되어 있으나, 1개의 센서의 영역을 좌우로 분할해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본원 발명에 의하면, 화상위에 윈도우를 설정할 수 있게 하여, 소정의 시간간격으로 샘플링한 화상신호로 어떤 시각에서의 윈도우내의 화상과 다음의 시각에서의 화상을 비교하여, 그 이동방향 및 이동량을 검출해서 새로운 윈도우를 설정하는 것을 계속함으로써 대상물이 이동을 추미하고, 대상물까지의 거리를 짧은 시간 간격으로 계속해서 검출할 수 있도록 하였으므로, 움직이고 있는 대상물이 시야내에 있는한 대상물까지의 거리를 계측하여 방향을 구할 수 있으며, 이로써 선행 자동차를 추미할 경우에 큰 효과가 있다.

Claims (2)

1. 좌우 1쌍의 광학계에 의해 이미지센서위에 결상된 좌우의 화상신호를 비교하고, 화상의 광측으로부터의 어긋남을 전기적으로 검출하여 3각측량의 원리로 거리를 측정하는 거리측정장치에 있어서, 상기 좌우 어느 한쪽의 화상신호의 특정부분에 윈도우를 설정하는 수단과, 설정된 윈도우내의 화상신호를 기준으로 해서 좌우의 화상신호를 비교하여 거리를 구하는 수단과, 소정의 시간간격으로 화상신호를 샘플링하고, 어떤 시각의 윈도우내의 화상신호와 다음 시각의 화상신호를 비교하여 그 신호가 가장 잘 일치되는 부분을 새로운 윈도우로서 기준화상신호를 설정하고, 그 변화량으로부터 대상물의 이동방향과 이동량을 구하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 추미식 차간거리측정장치.
2. 좌우 1쌍의 광학계에 의해 이미지센서위에 결상된 좌우의 화상신호를 비교하고, 양 화상의 광측으로부터의 어긋남을 전기적으로 검출하여 3각측량의 원리로 거리를 측정하는 거리측정장치에 있어서, 상기 좌우 어느 한쪽의 화상신호의 특정부분에 윈도우를 설정하는 수단과, 소정의 시간간격으로 화상신호를 샘플링하고, 어떤 시각의 윈도우내의 화상신호와 다음의 시각의 화상신호의 차속에 대응해서 한정된 부분과 비교하여 그 신호가 가장 잘 일치되는 부분을 새로운 윈도우로서 설정하고, 그 변화량으로부터 대상물의 이동방향과 이동량을 구하는 동시에, 앞의 시각에서 구한 거리데이타를 기초로 해서 윈도우내 기준화상신호와 다른쪽의 화상신호의 비교에 있어서 비교영역을 차속에 따라 한정하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 추미식 차간거리 측정장치.

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