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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- Japan
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- image
- circuit
- signal
- monitoring device
- forward monitoring
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- 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 |