DE4109159A1 - Verfahren und vorrichtung zum verfolgen eines fahrzeugs - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum verfolgen eines fahrzeugsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Verfolgen eines Fahrzeuges, wonach ein
Fahrzeug in der Lage ist, einem vorausfahrenden Fahrzeug
auf automatischer Art zu folgen, während ein geeigneter
Abstand dazu eingehalten wird.
Einige typische Beispiele einer
Fahrzeugabstandmeßvorrichtung, die für die Verfolgung
eines Fahrzeuges einsetzbar sind, sind in den japanischen
Patentveröffentlichungen Nr. 63-38 085 und 63-46 363
offenbart. Die darin offenbarten Vorrichtungen haben ein
erstes und zweites paralleles optisches System mit zwei
konvexen Linsen 101, 102, die in einem horizontal
ausgerichteten Verhältnis in einem vorgegebenen Abstand L
voneinander entfernt angeordnet sind, wie in Fig. 4
dargestellt ist. Zwei getrennte Bildsensoren 103, 104 sind
horizontal in den Brennpunkten der Linsen 101, 102
angeordnet und von den Orten der jeweiligen Linsen 101,
102 um einen Brennpunktabstand f beabstandet zur Erzeugung
entsprechender Bildsignale an einen gemeinsamen
Signalprozessor 120. Der Signalprozessor 120 verschiebt
die Bildsignale von den Bildsensoren 103, 104 und
überlagert sie elektrisch übereinander, so daß der Abstand
R von den Linsen 101, 102 zu einem Gegenstand 121 auf der
Grundlage des Prinzips der Dreiecksmessung berechnet wird,
wobei die folgende Formel verwendet wird:
R = (f × L)/d (1)
wobei d ein Verschiebeabstand ist, um den die Bildsignale
verschoben werden, um die beste Übereinstimmung zu
erzielen.
Andererseits ist ein typisches Verfahren zum Verfolgen
eines vorausfahrenden Fahrzeuges unter Einsatz eines
Bildsensors oder ähnlichem veröffentlicht in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60-33 352. Bei
diesem Verfahren hat ein Bediener zum Zweck des Verfolgens
eines Ziels auf einem Anzeigebildschirm ein Folgetor oder
-fenster auf dem Anzeigebildschirm einzustellen, daß das
zu verfolgende Ziel einschließt, während er auf den
Bildschirm schaut.
Obwohl es in Erwägung gezogen wurde, die zuvor
beschriebenen Fahrzeugabstandmeßvorrichtungen, die
arbeiten, um aufeinanderfolgend den Abstand von einem
Fahrzeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug unter Einsatz
einer optischen Abstandsmeßeinrichtung, die mit einem
Bildsensor ausgestattet ist, zu erfassen, mit dem zuvor
beschriebenen Fahrzeugfolgeverfahren zu kombinieren, ist
es in der Praxis nahezu unmöglich für den Fahrer, ein
Fenster (window) oder ein Verfolgefeld, das in seinem
Aufbau dem Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs
entspricht, mit Hilfe eines Steuerknüppels (joy stick),
einer Steuerkugel (track ball), einer Mauszeigevorrichtung
(mouse) oder ähnlichem zu formen, während er das Fahrzeug
fährt, wie in der japanischen Patentveröffentlichung
60-33 352 beschrieben wurde,
insbesondere im Hinblick auf die Fahrsicherheit.
Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, die zuvor erwähnten Probleme zu beseitigen, die
sich einstellen durch Anwendung der bekannten
Fahrzeugabstandmeßvorrichtungen in Kombination mit der
bekannten Fahrzeugfolgemethode.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, neues und verbessertes
Verfahren und eine Vorrichtung zum Verfolgen eines
Fahrzeugs anzugeben, durch das bzw. durch die der Abstand
von einem Fahrzeug zu einem vorausfahrenden Zielfahrzeug
exakt gemessen werden kann und, basierend auf dem derart
gemessenen Abstand, ein geeignetes Fahrzeugfolgefenster
automatisch im Bezug auf ein Zielbildabbild des
vorausfahrenden Fahrzeugs zu Beginn der Fahrzeugverfolgung
automatisch eingestellt werden kann.
Um die zuvor erwähnten Aufgaben zu lösen ist gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum
Verfolgen eines Fahrzeugs geschaffen worden, das die
folgenden Schritte umfaßt:
Aufeinanderfolgendes Aufnehmen von Bildern von Objekten einschließlich einem vorausfahrenden Fahrzeug vor einem Fahrzeug von zwei unterschiedlichen Punkten;
Messen des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Grundlage der derart von zwei Punkten aufgenommenen Bilder;
Bestimmung der Größe eines Bildfolgefensters, basierend auf dem gemessenen Abstand, das innerhalb der Bilder einzustellen ist, die auf einem Bildschirm einer Anzeige für die Verfolgung des vorausfahrenden Fahrzeugs angezeigt werden;
Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter den verschiedenen Bildern der Objekte, die auf dem Bildschirm angezeigt werden und Einstellen der Position des Fensters auf dem Bildschirm, so daß es das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im Inneren enthält;
zeitweises Abspeichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
Erfassen, aus den verschiedenen Bildern von Objekten, die momentan von einem der zwei Punkte aus erfaßt werden, eines neuen Bildes eines Gegenstandes, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im letzten Fenster am meisten entspricht, das in dem Speicher abgespeichert ist, und, basierend auf dem neuen Bild Einstellen eines neuen Fensters das es auf dem Bildschirm enthält;
Einstellen der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird; und
Wiederholen aller obigen Schritten.
Aufeinanderfolgendes Aufnehmen von Bildern von Objekten einschließlich einem vorausfahrenden Fahrzeug vor einem Fahrzeug von zwei unterschiedlichen Punkten;
Messen des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Grundlage der derart von zwei Punkten aufgenommenen Bilder;
Bestimmung der Größe eines Bildfolgefensters, basierend auf dem gemessenen Abstand, das innerhalb der Bilder einzustellen ist, die auf einem Bildschirm einer Anzeige für die Verfolgung des vorausfahrenden Fahrzeugs angezeigt werden;
Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter den verschiedenen Bildern der Objekte, die auf dem Bildschirm angezeigt werden und Einstellen der Position des Fensters auf dem Bildschirm, so daß es das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im Inneren enthält;
zeitweises Abspeichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
Erfassen, aus den verschiedenen Bildern von Objekten, die momentan von einem der zwei Punkte aus erfaßt werden, eines neuen Bildes eines Gegenstandes, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im letzten Fenster am meisten entspricht, das in dem Speicher abgespeichert ist, und, basierend auf dem neuen Bild Einstellen eines neuen Fensters das es auf dem Bildschirm enthält;
Einstellen der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird; und
Wiederholen aller obigen Schritten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
eine Vorrichtung zum Verfolgen eines Fahrzeuges
geschaffen, mit:
einer Bilderfassungseinrichtung zum aufeinanderfolgenden Erfassen von Bildern von Objekten einschließlich einem vorausfahrenden Fahrzeug vor einem Fahrzeug von zwei unterschiedlichen Punkten;
einer Abstandsmesseinrichtung zur Messung des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Grundlage der derart von zwei Punkten aufgenommenen Bilder;
eine Fenstergrößebestimmungseinrichtung zur Bestimmung, basierend auf dem gemessenen Abstand, der Größe eines Bildfolgefensters auf einem Bildschirm einer Anzeige zum Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs;
eine Fensterpositioneinstelleinrichtung zum Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter verschiedenen Bildern von Objekten auf dem Bildschirm und zur Einstellung der Position des Fensters auf dem Bildschirm, so daß das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs darin enthalten ist;
eine Einrichtung zum zwischenzeitlichen Speichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
einer Vergleichseinrichtung zur Ermittlung, aus verschiedenen Bildern, die momentan von einem der zwei Punkte erfaßt werden, eines neuen Bildes eines Objekts, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs in dem letzten in dem Speicher abgespeicherten Fenster am meisten entspricht, und zum Einstellen, basierend auf dem neuen Bild, eines neuen Fensters, das es enthält, auf dem Bildschirm; und
einer Fensterpositionjustiereinrichtung zur Justierung der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird.
einer Bilderfassungseinrichtung zum aufeinanderfolgenden Erfassen von Bildern von Objekten einschließlich einem vorausfahrenden Fahrzeug vor einem Fahrzeug von zwei unterschiedlichen Punkten;
einer Abstandsmesseinrichtung zur Messung des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Grundlage der derart von zwei Punkten aufgenommenen Bilder;
eine Fenstergrößebestimmungseinrichtung zur Bestimmung, basierend auf dem gemessenen Abstand, der Größe eines Bildfolgefensters auf einem Bildschirm einer Anzeige zum Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs;
eine Fensterpositioneinstelleinrichtung zum Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter verschiedenen Bildern von Objekten auf dem Bildschirm und zur Einstellung der Position des Fensters auf dem Bildschirm, so daß das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs darin enthalten ist;
eine Einrichtung zum zwischenzeitlichen Speichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
einer Vergleichseinrichtung zur Ermittlung, aus verschiedenen Bildern, die momentan von einem der zwei Punkte erfaßt werden, eines neuen Bildes eines Objekts, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs in dem letzten in dem Speicher abgespeicherten Fenster am meisten entspricht, und zum Einstellen, basierend auf dem neuen Bild, eines neuen Fensters, das es enthält, auf dem Bildschirm; und
einer Fensterpositionjustiereinrichtung zur Justierung der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird.
Vorzugsweise findet die Fensterpositioneinstelleinrichtung
ein Bild, das in Bezug auf dessen vertikale Mittellinie am
symmetrischsten ist.
Vorzugsweise umfaßt die Abstandsmeßeinrichtung:
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich der Bilder des vorausfahrenden Fahrzeugs, die an den unterschiedlichen Punkten aufgenommen werden, miteinander, um so einen Verschiebeabstand zu erhalten, um den eines der Bilder zum anderen hin verschoben wird, um vollständig darauf überlagert zu werden; und
eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung des Abstandes des vorausfahrenden Fahrzeuges auf der Grundlage des derart erhaltenen Verschiebeabstandes.
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich der Bilder des vorausfahrenden Fahrzeugs, die an den unterschiedlichen Punkten aufgenommen werden, miteinander, um so einen Verschiebeabstand zu erhalten, um den eines der Bilder zum anderen hin verschoben wird, um vollständig darauf überlagert zu werden; und
eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung des Abstandes des vorausfahrenden Fahrzeuges auf der Grundlage des derart erhaltenen Verschiebeabstandes.
Die obigen und andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile
der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
detaillierten Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den
beiliegenden Zeichnungen genauer hervor, in denen zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugfolgevorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung,;
Fig. 2a) eine erläuternde Darstellung, die ein
Referenzbild eines vorausfahrenden Fahrzeugs in
einem Fahrzeugfolgefenster in einem Speicher 5
von Fig. 1 zeigt, das am Beginn der
Fahrzeugverfolgung durch die Vorrichtung aus
Fig. 1 zuerst gebildet wird;
Fig 2b) eine erläuternde Darstellung, die einen
Bildbereich in einem Speicher 6 von Fig. 1
zeigt, der mit dem Referenzbild aus Fig. 2a) zu
vergleichen ist;
Fig. 2c) eine erläuternde Darstellung, die ein neu
eingestelltes Fenster in dem Speicher 5 zeigt,
basierend auf dem Abstand zu dem vorausfahrenden
Fahrzeug, wie unmittelbar nach dem Start der
Fahrzeugverfolgung gemessen;
Fig. 3a) eine erläuternde Darstellung, die ein
Fahrzeugfolgefenster, das während der
Fahrzeugverfolgung durch die Vorrichtung aus
Fig. 1 nacheinander eingestellt wird;
Fig. 3b) eine erläuternde Darstellung, die die Justierung
des Fensters während der Fahrzeugverfolgung
durch die Vorrichtung aus Fig. 1 darstellt; und
Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm des generellen
Aufbaus einer bekannten Abstandsmeßvorrichtung.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung
zum Verfolgen eines vorausfahrenden Fahrzeuges gemäß der
vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Vorrichtung
umfaßt erste und zweite parallele optische Systeme mit
zwei konvexen Linsen 1, 2, die in einem horizontal
ausgerichteten Verhältnis zueinander in einem vorgegebenen
Abstand L voneinander entfernt angeordnet sind. Zwei
getrennte erste und zweite (oder linke und rechte)
Bildsensoren 3, 4 sind horizontal in den
Brennpunkten der Linsen 1, 2 in einem Abstand f von den
arten der entsprechenden Linsen 1, 2 angeordnet zur
Erzeugung entsprechender Bildsignale jeweils in Form eines
Analogsignals, das einem 2-dimensionalen Bildabbild
entspricht, zu einem Paar von entsprechenden ersten und
zweiten Speichern 5, 6. Ein dritter Speicher 7 speichert
Bilder vom ersten Speicher 5, die von einem Mikrocomputer
8 verarbeitet werden und dorthin über einen Bus übertragen
werden. Ein Bildprozessor 9 ist mit den ersten bis dritten
Speichern 5 bis 7 dem Mikrocomputer 8 und einer Anzeige 10
verbunden, zur Durchführung einer Bildverarbeitung der
Daten, die in den Speichern 5 bis 7 abgespeichert sind,
unter Steuerung des Mikrocomputers 8. Die Anzeige 10 ist
mit dem Bildprozessor 9 und dem Mikrocomputer 8 zur
Anzeige eines Bildes eines vorausfahrenden Fahrzeugs 13
verbunden, das durch den Bildprozessor 9 unter der
Steuerung des Mikrocomputers 8 gebildet wird. Die
Vorrichtung umfaßt ferner eine Bildfolgefenster-
Bildungseinrichtung 11, die mit dem Mikrocomputer 8
verbunden ist und einen Bildfolgeschalter 12, der von dem
Fahrer des Fahrzeugs betätigt wird, zum Ein- und
Ausschalten der Bildfolgefenster-Bildungseinrichtung 11.
Der Betrieb der zuvor beschriebenen Vorrichtung wird nun
unter besonderem Bezug auf die Fig. 2a) bis 2c) und
die Fig. 3a) und 3b) beschrieben. Zuerst wird ein
Bild eines vorausfahrenden Fahrzeugs 13 durch die
Bildsensoren 3, 4 aufgenommen und in die Speicher 5, 6
eingegeben. Das derart eingegebene Bild des
vorausfahrenden Fahrzeugs 13 wird dann von den Speichern
6, 7 zu der Anzeige 10 übertragen, wo es auf einem
Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre angezeigt wird.
Wenn der Fahrer den Bildfolgeschalter 12 einschaltet wird
die Bildfolgefenster-Bildungseinrichtung 11 betätigt, um
zuerst ein Bildfolgefenster mit einer vorgegebenen Größe
oder Abmessung einzustellen, so daß Bilder von Objekten
innerhalb des Fensters durch den Mikrocomputer 8
ausgelesen und auf dem Bildschirm der Anzeige 10 angezeigt
werden. Gleichzeitig damit bestimmt der Mikrocomputer 10
entsprechende Adressen der Bilder von Gegenständen in den
Speichern 5, 6.
Die Prozeduren zum Verfolgen eines vorausfahrenden
Fahrzeugs und zum Messen des Abstandes dorthin während der
Einstellung eines Bildfolgefensters im Zeitpunkt t0 wird
im folgenden im einzelnen unter besonderer Bezugnahme auf
die Fig. 2a) bis 2c) beschrieben. In diesen Figuren
sind die vertikale Richtung und die horizontale Richtung
des vorausfahrenden Fahrzeugs gekennzeichnet durch
Bezugszeichen i bzw. j.
Wenn der Bildfolgeschalter 12 durch den Fahrer
eingeschaltet wird, stellt die Bildfolgefenster-
Bildungseinrichtung 11 ein Fenster 14, wie in Fig. 2a)
dargestellt ist, ein, das einen rechteckigen Bereich
aufweist, der eine vertikale Länge von s0 und eine
horizontale Länge von t0 (das durch Schraffur
gekennzeichnet ist und auf das im folgenden Bezug genommen
wird als Abmessungen von s0×t0) mit dem Punkt
(p0, q0) als Referenzpunkt oder Ursprung der
Koordinaten aufweist. Dann bestimmt der Mikrocomputer
korrespondierende Adressen des Fensters 14 im Speicher 5.
Darauf folgend liest der Mikrocomputer 8, wie in Fig. 2b)
dargestellt, nacheinander aus einem Bereich 15 im Speicher
6, der sich vom Punkt (P0) bis zum Punkt (P0+s0)
erstreckt, einen Bildbereich aus, der den Abmessungen von
s0×t0 des Fensters 14 entspricht, zum Vergleich mit
dem Fenster 14 im Speicher 5. Das heißt, unter der
Annahme, daß linke und rechte Bildsignale vom ersten und
zweiten Speicher 5, 6 durch Si, j und Ti, j
representiert werden, daß eine Gesamtsumme Ak der
absoluten Werte der Differenzen zwischen den linken und
rechten Bildsignalen (Si, j-Ti, j) berechnet wird
durch den Bildprozessor 9 wie folgt:
Als Ergebnis dieser Berechnung wird der Betrag der
Verschiebung a aus Formel (1) gleich der Differenz
zwischen k und p0, wobei k einen Wert annimmt, der den
Absolutwert Ak minimiert. Unter Verwendung der derart
berechneten Größe der Verschiebung a berechnet der
Mikrocomputer 8 den Abstand R zum vorausfahrenden Fahrzeug
13.
Basierend auf dem Abstand R bestimmt der Mikrocomputer 8
dannach die Größe oder Abmessungen des Fensters 14. Es sei
angenommen, daß der Brennpunktabstand f der ersten und
zweiten Linse 1, 2 konstant ist und daß ein Fenster 14 mit
den Abmessungen s0×t0 für einen
Zwischenfahrzeugsabstand (d. h. den Abstand zu dem
vorausfahrenden Fahrzeug 13) R0 eingestellt ist. In
diesem Fall wird, falls ein neuer momentan gemessener
Abstand zwischen den Fahrzeugen gleich R ist, die Größe
des Fensters 14 dann auf die Amessungen von (s0×
R0R)×(t0×R/0R) zurückgesetzt. Diese Berechnung
wird durch den Mikrocomputer 8 durchgeführt.
Für den Fall der Messung des Abstandes zu einem Automobil
wird danach ein Objekt, das in Bezug auf seine
Längs-Mittellinie in Bezug auf andere Objekte, die von den
Bildsensoren 3, 4 abgebildet werden, am meisten
symmetrisch ist, angenommen, daß es sich um das Bild eines
vorausfahrenden Fahrzeugs handelt, da derartige Fahrzeuge
im allgemeinen symmetrisch in bezug auf ihre
Längs-Mittellinie sind, wenn sie von hinten gesehen
werden. Demnach wird das am meisten symmetrische Bild
gesucht und aus den vielen Bildern, die in dem Speicher 5
abgespeichert sind zur Bestimmung einer geeigneten
Einstellung der Fensterstellung gefunden. Das heißt, unter
der Annahme, daß die Größe des auf die zuvor beschriebenen
Art bestimmten Fensters s×t ist, wird der Referenzpunkt
oder der Ursprung der Koordinaten Bk1 für das Fenster
durch die folgende Formel gegeben:
wobei r=1+t/2 ist. Durch aufeinander folgendes
Verändern von k und 1 in Gleichung (3) berechnet der
Bildprozessor 9 Bk1. Als Ergebnis dieser Berechnungen
ergeben die Werte von k und 1, die Bk1 minimieren, das
symmetrischste Bild. Demnach wird unter der Annahme, daß
die Werte k und 1, die ein Minimum für Bk1 ergeben, p
bzw. q sind, wie in Fig. 2c) dargestellt, ein neues
Fenster 14a in dem Speicher 5 mit dem Punkt (p, q) als
Referenzpunkt eingestellt.
Darauf folgend werden Bildsignale vom Speicher 5 zum
Speicher 7 übertragen und dann nach Ablauf einer
bestimmten vorgegebenen Zeit nach der Signalübertragung
(ein Zeitpunkt t1 kurz nach dem Zeitpunkt t0) werden
Bildsignale von den Bildsensoren 1, 2 in die Speicher 5, 6
aufgenommen. Die Bilder von Objekten, die derart in den
Speicher 5 aufgenommen wurden, werden mit dem Bild des
vorausfahrenden Fahrzeugs 13 innerhalb des Fensters 14a
verglichen, das zum Zeitpunkt t0 eingestellt und im
Speicher 7 abgespeichert wurde, um so das ähnlichste zu
finden. Auf diese Art kann die Position des
vorausfahrenden Fahrzeugs innerhalb der Bilder in dem
Speicher 5 zum Zeitpunkt t1 bestimmt werden. Das
bedeutet, daß unter der Annahme, daß die neuen Bildsignale
im Speicher 5 zum Zeitpunkt t1 Si, j sind, das zuvor
eingestellte Fenster 14a einen Referenzpunkt (p, q) und
die Größe von s×t besitzt, so daß ein neuer
Referenzpunkt Ck1 durch die folgende Formel erzielt wird:
Bei Gleichung (4) berechnet der Bildprozessor 9 Ck1
durch aufeinander folgendes Verändern von k und 1. Die
Werte von k und 1, die Ck1 minimieren, geben die Größe
der Fensterverschiebung an. Demnach wird zum Zeitpunkt
t1 ein Fenster 14a vorläufig eingestellt, das einen
Referenzpunkt (p+k), (q+1) und die Größe von s×t
besitzt, wie in Fig. 3a) dargestellt ist.
Ferner wird das Fenster 14a nacheinander Stück für Stück
um diese ursprünglich eingestellte Position in
horizontaler und vertikaler Richtung bewegt, so daß die
Symmetrie des Bildes darin in Bezug auf dessen
Longitudinale (vertikal in dem dargestellten Beispiel)
Mittellinie in jeder der derart bewegten Fensterpositionen
auf die oben beschriebene Art, basierend auf Gleichung (3)
bestimmt wird, um so den geeignetsten Bezugspunkt (p1,
q1) zu finden. Auf diese Art wird die Einstellung des
Fensters 14a geeignet justiert und Punkt (p1, q1) zum
neuen Bezugspunkt gemacht. Als Ergebnis kann ein genaues
Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs 13 durchgeführt
werden.
Nachdem das neue Fenster 14a auf diese Art eingestellt
wurde, wird der Abstand R zum vorausfahrenden Fahrzeug 13
erneut gemessen unter Verwendung des
Abstandsmeßverfahrens, das durch Gleichung (2) ausgedrückt
wird.
Obwohl im obigen Ausführungsbeispiel zwei optischer
Systeme in horizontal symmetrischem Verhältnis angeordnet
sind, ist nicht beabsichtigt, die optischen Systeme auf
eine derartige Anordnung zu beschränken. Tatsächlich
können sie statt dessen in einem vertikal symmetrischen
Verhältnis angeordnet werden, in einem schräg verlaufend
symmetrischem Verhältnis oder auf andere Art, solange sie
im wesentlichen dieselben Ergebnisse wie oben erwähnt,
bereitstellen können.
Ferner kann, obwohl in dem obigen Ausführungsbeispiel zwei
getrennte Bildsensoren 3, 4 wie in Fig. 1 dargestellt,
eingesetzt werden, kann ein einzelner Bildsensor verwendet
werden, der zwei Bilderfassungsbereiche oder einen
einzelnen Bilderfassungsbereich aufweist, der in zwei
geteilt ist.
Wie zuvor beschrieben, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Fenster innerhalb von Abbildungen von
Objekten eingestellt, die durch eine
Bilderfassungseinrichtung erfaßt werden, und die Bilder
von Objekten innerhalb des Fensters zu einem bestimmten
Zeitpunkt werden fortlaufend mit solchen zu einem späteren
Zeitpunkt verglichen, um so gegenseitig entsprechende
Bildabbildungen zu finden. Dann wird die Symmetrie von
jedem der gefunden Bild gesucht, so daß eines, das die
beste Symmetrie besitzt, bestimmt wird, um ein
vorausfahrendes Fahrzeug zu sein. Basierend auf dieser
Bestimmung wird ein neues Fenster für die Verfolgung des
vorausfahrenden Fahrzeugs eingestellt. Als Ergebnis ist es
möglich, dem vorausfahrenden Fahrzeug auf automatische Art
zu folgen, während der Abstand dazu gemessen wird.
Zusätzlich wird beim Start der Fahrzeugverfolgung der
Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, das sich
bereits zuvor vor der Bilderfassungseinrichtung und somit
an einer Stelle in der Nähe des Mittelpunktes eines
Folgefensters befindet, provisorisch gemessen. Ein
Bildfolgefenster wird zuerst eingestellt, das eine Größe
besitzt, die auf der Grundlage des derart gemessenen
vorläufigen Abstandes bestinmt wird, um darauf folgend ein
symmetrisches Bild unter den anderen verschiedenen Bildern
von Objekten zu finden, von denen angenommen wird, daß sie
dem vorausfahrenden Fahrzeug entsprechen. Auf diese Art
wird das vorausfahrende Fahrzeug automatisch gefunden, so
daß der Fahrer nur einen Bildfolgeschalter zu betätigen
hat zur Einstellung eines geeigneten
Fahrzeugfolgefensters. Das reduziert wesentlich die
Möglichkeit, daß die Einstellung eines geeigneten
Folgefensters durch den Fahrer das sichere Fahren
beeinträchtigen könnte.
Claims (7)
1. Verfahren zum Verfolgen eines Fahrzeugs mit den
folgenden Schritten:
aufeinanderfolgendes Aufnehmen von Bildern von Objekten einschließlich einem vorausfahrenden Fahrzeug vor einem Fahrzeug von zwei unterschiedlichen Punkten aus;
Messen des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Grundlage der derart von zwei Punkten aus aufgenommenen Bilder;
Bestimmung der Größe eines Bildfolgefensters, basierend auf dem gemessenen Abstand, das innerhalb der Bilder einzustellen ist, die auf einem Bildschirm einer Anzeige für die Verfolgung des vorausfahrenden Fahrzeugs angezeigt werden;
Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter den verschiedenen Bildern der Objekte, die auf dem Bildschirm angezeigt werden und Einstellen der Position des Fensters auf dem Bildschirm, so daß es das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im Inneren enthält;
zeitweises Abspeichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
Erfassen, aus den verschiedenen Bildern von Objekten, die momentan von einem der zwei Punkte aus erfaßt werden, eines neuen Bildes eines Objektes, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im letzten Fenster am meisten entspricht, das in dem Speicher abgespeichert ist, und Einstellen, basierend auf dem neuen Bild, eines neuen Fensters, das es auf dem Bildschirm enthält;
Einstellen der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird; und
Wiederholen aller obigen Schritten.
aufeinanderfolgendes Aufnehmen von Bildern von Objekten einschließlich einem vorausfahrenden Fahrzeug vor einem Fahrzeug von zwei unterschiedlichen Punkten aus;
Messen des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Grundlage der derart von zwei Punkten aus aufgenommenen Bilder;
Bestimmung der Größe eines Bildfolgefensters, basierend auf dem gemessenen Abstand, das innerhalb der Bilder einzustellen ist, die auf einem Bildschirm einer Anzeige für die Verfolgung des vorausfahrenden Fahrzeugs angezeigt werden;
Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter den verschiedenen Bildern der Objekte, die auf dem Bildschirm angezeigt werden und Einstellen der Position des Fensters auf dem Bildschirm, so daß es das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im Inneren enthält;
zeitweises Abspeichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
Erfassen, aus den verschiedenen Bildern von Objekten, die momentan von einem der zwei Punkte aus erfaßt werden, eines neuen Bildes eines Objektes, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im letzten Fenster am meisten entspricht, das in dem Speicher abgespeichert ist, und Einstellen, basierend auf dem neuen Bild, eines neuen Fensters, das es auf dem Bildschirm enthält;
Einstellen der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird; und
Wiederholen aller obigen Schritten.
2. Verfahren zum Verfolgen eines Fahrzeugs nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Findens des Bildes des vorausfahrenden
Fahrzeugs das Finden eines Bildes eines Objektes
umfaßt, der in bezug auf seine vertikale Mittellinie
am symmetrischsten ist.
3. Verfahren zum Verfolgen eines Fahrzeugs nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Messens des Abstandes zum
vorausfahrenden Fahrzeug umfaßt:
Vergleichen der beiden Bilder des vorausfahrenden Fahrzeugs, die an den beiden verschiedenen Punkten aufgenommen wurden, miteinander, um so einen Verschiebeabstand zu erhalten, um den eines der Bilder zum anderen hin bewegt wird, um vollständig diesem überlagert zu werden; und
Berechnen des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug basierend auf dem derart erhaltenen Verschiebeabstand.
Vergleichen der beiden Bilder des vorausfahrenden Fahrzeugs, die an den beiden verschiedenen Punkten aufgenommen wurden, miteinander, um so einen Verschiebeabstand zu erhalten, um den eines der Bilder zum anderen hin bewegt wird, um vollständig diesem überlagert zu werden; und
Berechnen des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug basierend auf dem derart erhaltenen Verschiebeabstand.
4. Vorrichtung zum Verfolgen eines Fahrzeugs mit:
einer Bilderfassungseinrichtung zur sukzessiven Aufzeichnung von Bildern von Objekten, die ein vorausfahrendes Fahrzeug vor einem Fahrzeug einschließen, von zwei unterschiedlichen Punkten aus;
eine Abstandsmeßeinrichtung für die Messung des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, basierend auf den derart von den beiden Punkten aus aufgenommenen Bildern;
eine Fenstergröße-Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, basierend auf dem gemessenen Abstand, der Größe eines Bildfolgefensters auf einem Bildschirm einer Anzeige zum Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs;
eine Fensterposition-Einstelleinrichtung zum Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter verschiedenen Bildern von Objekten auf dem Bildschirm, so daß das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs darin enthalten ist;
eine Einrichtung zum zeitweiligen Abspeichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
einer Vergleichseinrichtung zur Bestimmung, unter verschiedenen Bildern, die momentan von einem der beiden Punkte aus aufgezeichnet werden, eines neuen Bildes eines Objektes, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im letzten in dem Speicher abgespeicherten Fenster entspricht, und
Einstellen basierend auf dem neuen Bild, eines neuen Fensters, das es enthält, auf dem Bildschirm; und
eine Fensterposition-Justiereinrichtung zur Justierung der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird.
einer Bilderfassungseinrichtung zur sukzessiven Aufzeichnung von Bildern von Objekten, die ein vorausfahrendes Fahrzeug vor einem Fahrzeug einschließen, von zwei unterschiedlichen Punkten aus;
eine Abstandsmeßeinrichtung für die Messung des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, basierend auf den derart von den beiden Punkten aus aufgenommenen Bildern;
eine Fenstergröße-Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, basierend auf dem gemessenen Abstand, der Größe eines Bildfolgefensters auf einem Bildschirm einer Anzeige zum Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs;
eine Fensterposition-Einstelleinrichtung zum Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter verschiedenen Bildern von Objekten auf dem Bildschirm, so daß das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs darin enthalten ist;
eine Einrichtung zum zeitweiligen Abspeichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
einer Vergleichseinrichtung zur Bestimmung, unter verschiedenen Bildern, die momentan von einem der beiden Punkte aus aufgezeichnet werden, eines neuen Bildes eines Objektes, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs im letzten in dem Speicher abgespeicherten Fenster entspricht, und
Einstellen basierend auf dem neuen Bild, eines neuen Fensters, das es enthält, auf dem Bildschirm; und
eine Fensterposition-Justiereinrichtung zur Justierung der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird.
5. Vorrichtung zum Verfolgen eines Fahrzeugs nach
Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Fensterposition-Einstelleinrichtung ein Bild
findet, das im Bezug auf seine vertikale Mittellinie
das symmetrischste ist.
6. Vorrichtung zum Verfolgen eines Fahrzeugs nach
Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstandmeßeinrichtung umfaßt:
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich der Bilder des vorausfahrenden Fahrzeugs, die von den beiden unterschiedlichen Punkten aus aufgenommen wurden, miteinander, um so einen Verschiebeabstand zu erhalten, um den eines der Bilder zum anderen hin verschoben wird, um darüber vollständig überlagert zu sein; und
einer Berechnungseinrichtung zur Berechnung des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug, basierend auf dem derart erhaltenen Verschiebeabstand.
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich der Bilder des vorausfahrenden Fahrzeugs, die von den beiden unterschiedlichen Punkten aus aufgenommen wurden, miteinander, um so einen Verschiebeabstand zu erhalten, um den eines der Bilder zum anderen hin verschoben wird, um darüber vollständig überlagert zu sein; und
einer Berechnungseinrichtung zur Berechnung des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug, basierend auf dem derart erhaltenen Verschiebeabstand.
7. Fahrzeugfolgevorrichtung für die Verwendung in einem
Automobil mit:
einer Bilderfassungseinrichtung zum aufeinanderfolgenden Erfassen von Bildern von Objekten einschließlich einem vorausfahrenden Fahrzeug vor einem Fahrzeug von zwei unterschiedlichen Punkten aus;
einer Abstandsmesseinrichtung zur Messung des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Grundlage der derart von zwei Punkten aus aufgenommenen Bilder;
einer Fenstergröße-Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, basierend auf dem gemessenen Abstand, der Größe eines Bildfolgefensters auf einem Bildschirm einer Anzeige zum Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs;
eine Fensterposition-Einstelleinrichtung zum Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter verschiedenen Bildern von Objekten auf dem Bildschirm und zur Einstellung der Position des Fensters auf dem Bildschirm, so daß das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs darin enthalten ist;
eine Einrichtung zum zwischenzeitlichen Speichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
einer Vergleichseinrichtung zur Ermittlung, aus verschiedenen Bildern, die momentan von einem der zwei Punkte aus erfaßt werden, eines neuen Bildes eines Objekts, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs in dem letzten in dem Speicher abgespeicherten Fenster am meisten entspricht, und zum Einstellen, basierend auf dem neuen Bild, eines neuen Fensters, das es enthält, auf dem Bildschirm; und
eine Fensterposition-Justiereinrichtung zur Justierung der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird.
einer Bilderfassungseinrichtung zum aufeinanderfolgenden Erfassen von Bildern von Objekten einschließlich einem vorausfahrenden Fahrzeug vor einem Fahrzeug von zwei unterschiedlichen Punkten aus;
einer Abstandsmesseinrichtung zur Messung des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Grundlage der derart von zwei Punkten aus aufgenommenen Bilder;
einer Fenstergröße-Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, basierend auf dem gemessenen Abstand, der Größe eines Bildfolgefensters auf einem Bildschirm einer Anzeige zum Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs;
eine Fensterposition-Einstelleinrichtung zum Finden des Bildes des vorausfahrenden Fahrzeugs unter verschiedenen Bildern von Objekten auf dem Bildschirm und zur Einstellung der Position des Fensters auf dem Bildschirm, so daß das Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs darin enthalten ist;
eine Einrichtung zum zwischenzeitlichen Speichern des derart eingestellten Fensters in einem Speicher;
einer Vergleichseinrichtung zur Ermittlung, aus verschiedenen Bildern, die momentan von einem der zwei Punkte aus erfaßt werden, eines neuen Bildes eines Objekts, das dem Bild des vorausfahrenden Fahrzeugs in dem letzten in dem Speicher abgespeicherten Fenster am meisten entspricht, und zum Einstellen, basierend auf dem neuen Bild, eines neuen Fensters, das es enthält, auf dem Bildschirm; und
eine Fensterposition-Justiereinrichtung zur Justierung der Position des neuen Fensters auf eine Stelle, an der die beste Symmetrie des Bildes innerhalb des neuen Fensters erzielt wird, während das Fenster schrittweise verschoben wird.
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