具有自身運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的成像系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大致涉及成像系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于車輛的成像系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于車輛的成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括構(gòu)造成對(duì)車輛外部和前方的場(chǎng)景進(jìn)行成像并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所獲得的圖像的圖像數(shù)據(jù)的成像器?？刂破鞅粯?gòu)造成接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)并且分析連續(xù)的圖像幀之間的光流以便計(jì)算成像器與成像的場(chǎng)景之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其中，光流包括所關(guān)注的物體在連續(xù)的圖像幀中的視在運(yùn)動(dòng)的模式。
[0003]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車輛的成像方法。該方法包括以下步驟:提供成像器，該成像器用于對(duì)受控車輛的外部和前方的場(chǎng)景進(jìn)行成像并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所獲得的圖像的圖像數(shù)據(jù);提供用于接收以及分析圖像數(shù)據(jù)的控制器；以及基于連續(xù)的圖像幀之間的光流計(jì)算成像器與所成像的場(chǎng)景之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其中，光流包括所關(guān)注的物體在連續(xù)的圖像幀中的視在運(yùn)動(dòng)的模式。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。非暫時(shí)性可讀介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的軟件指令，軟件指令在通過處理器執(zhí)行時(shí)包括以下步驟:利用成像器以對(duì)受控車輛外部和前方的場(chǎng)景進(jìn)行成像并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所獲得的圖像的圖像數(shù)據(jù);接收并分析控制器中的圖像數(shù)據(jù)；以及基于連續(xù)的圖像幀之間的光流計(jì)算成像器與所成像的場(chǎng)景之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其中，光流包括所關(guān)注的物體在連續(xù)的圖像幀中的視在運(yùn)動(dòng)的模式。
[0005]本領(lǐng)域技術(shù)人員通過參考以下說明書、權(quán)利要求書和附圖將進(jìn)一步地理解和領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的這些以及其他特征、優(yōu)點(diǎn)和目的。
【附圖說明】
[0006]通過詳細(xì)說明和附圖將更加全面地理解本發(fā)明，其中:
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)造的受控車輛的成像系統(tǒng)的框圖；
[0008]圖2是結(jié)合根據(jù)圖1中所示的實(shí)施例的成像系統(tǒng)的后視鏡組件的局部截面；
[0009]圖3是示出用于計(jì)算用于根據(jù)圖1和圖2中所示的實(shí)施例的成像系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)的程序的流程圖；
[0010]圖4是表示連續(xù)的圖像幀之間的光流的圖示，其中，圖像幀被疊加以幫助說明垂直位置值的計(jì)算；以及
[0011 ]圖5是與圖4所示相同的圖示，但替代地示出垂直運(yùn)動(dòng)值的計(jì)算。
【具體實(shí)施方式】
[0012]現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例做出詳細(xì)的參考，這些實(shí)施例的例子在附圖中示出。只要可能，相同的附圖標(biāo)記將在整個(gè)附圖中被用于指代相同或類似的零件。在附圖中，所描述結(jié)構(gòu)元件并非按比例并且為了強(qiáng)調(diào)和理解一些部件相對(duì)于其他部件被放大。
[0013]本文中說明的實(shí)施例涉及用于車輛的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)可被用于檢測(cè)以及可選擇地分類車輛前方場(chǎng)景中的物體。為了幫助理解這些實(shí)施例的應(yīng)用，所提供的示例關(guān)于成像系統(tǒng)在外部燈控系統(tǒng)中的使用，用于響應(yīng)于從捕捉車輛前方圖像的圖像傳感器獲得的圖像數(shù)據(jù)控制受控車輛的外部燈?？刂茩C(jī)動(dòng)車輛前方的光束照明的自動(dòng)遠(yuǎn)光束(AHB)和交替方法通過識(shí)別對(duì)向車輛和在前車輛以及自動(dòng)控制遠(yuǎn)光束照明模式使晚上對(duì)遠(yuǎn)光束的使用最大化。這防止了對(duì)其他車輛的眩目，仍然保持遠(yuǎn)光束光分布以照亮未由其他車輛占用的區(qū)域。現(xiàn)有系統(tǒng)已知為用于響應(yīng)于車輛前方捕捉的圖像控制外部車燈。在這些現(xiàn)有系統(tǒng)中，控制器將分析捕捉的圖像并且確定任何在前或迎面車輛是否存在于采用該系統(tǒng)的車輛前方的眩目區(qū)域中。該“眩目區(qū)域”是如果外部燈處于遠(yuǎn)光束狀態(tài)(或除近光束狀態(tài)以外的一些狀態(tài))，外部燈將引起駕駛員的過度眩目的區(qū)域。如果車輛存在于眩目區(qū)域中，則控制器將通過改變外部燈的狀態(tài)做出響應(yīng)，以便不會(huì)對(duì)其他駕駛員引起眩目。這種系統(tǒng)的示例在以下美國專利中進(jìn)行了說明，Νο.5，837，994、Νο.5，990，469、Νο.6，008，486、Νο.6，049,171、Νο.6，130，421、Νο.6，130，448、Νο.6，166，698、Νο.6，255，639、Νο.6，379，013、Νο.6，403，942、Νο.6,587，573、Νο.6,593，698、Νο.6,611，610、Νο.6，631，316、Νο.6,653 ,614、Νο.6，728，393、Νο.6，774，988、Νο.6，861，809、Νο.6，906，467、Νο.6，947，577、Νο.7，321，112、Νο.7，417，221、Νο.7，565，006、Νο.7，567，291、Νο.7，653，215、Νο.7，683，326、Νο.7，881，839、Νο.8，045，760、Νο.8,120,652 和 Νο.8,543，254，上述專利的全部公開內(nèi)容通過參引結(jié)合到本文中。
[0014]在利用控制機(jī)動(dòng)車輛的前方的光束照明的AHB或可替代方法的現(xiàn)有系統(tǒng)的一些中，成像系統(tǒng)將對(duì)前方場(chǎng)景進(jìn)行成像，控制器將分析所捕獲的圖像以檢測(cè)車輛是否處于被充分地照亮的村莊(或城鎮(zhèn))中或是否進(jìn)入該村莊(或城鎮(zhèn))。控制器然后通常將外部燈設(shè)置在近光束狀態(tài)或者禁止遠(yuǎn)光束前燈的操作。當(dāng)退出村莊區(qū)域時(shí)，然后重新觸發(fā)遠(yuǎn)光束或可替代的光束照明。當(dāng)進(jìn)入村莊以確定是否觸發(fā)或重新觸發(fā)遠(yuǎn)光束前燈時(shí)，采用包括檢測(cè)街燈或測(cè)量環(huán)境亮度級(jí)的各種方法。這種系統(tǒng)的示例在美國專利N0.6，861，809、Νο.7，565，006和N0.8,045,760中說明，還在美國專利申請(qǐng)公開N0.US 20130320193Α1中公開，上述專利及專利申請(qǐng)公開的全部?jī)?nèi)容通過參引結(jié)合在本文中。
[0015]上述現(xiàn)有系統(tǒng)僅說明了其中可以響應(yīng)于改變駕駛條件來控制受控車輛的外部燈的幾種方式。一般地，這些以及其他相似系統(tǒng)的正確操作需要對(duì)所成像場(chǎng)景中的一個(gè)或更多個(gè)所關(guān)注物體的進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。根據(jù)該申請(qǐng)，這些所關(guān)注的物體可以是比如為街燈、車道標(biāo)線、標(biāo)記的靜止物體和/或比如為其他行駛車輛的前燈或尾燈的運(yùn)動(dòng)物體。如果成像系統(tǒng)相對(duì)于所成像場(chǎng)景的運(yùn)動(dòng)(在此稱為“自身運(yùn)動(dòng)”)是未知的，則可能影響所關(guān)注的物體的正確檢測(cè)。在日常駕駛情況期間，存在可以改變成像系統(tǒng)相對(duì)于所成像場(chǎng)景的運(yùn)動(dòng)的許多共用條件，比如崎嶇道路、急劇轉(zhuǎn)彎、傾斜/下降等等。這些條件可能使得所關(guān)注的靜止物體具有連續(xù)圖像幀的視在運(yùn)動(dòng)。因此，如果沒有考慮成像系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)，由于該系統(tǒng)可能不能確定哪個(gè)物體實(shí)際上在運(yùn)動(dòng)以及哪個(gè)物體由于成像系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)而僅僅看上去在運(yùn)動(dòng)并且達(dá)到與受控車輛的自身運(yùn)動(dòng)的相似程度，則成像系統(tǒng)可能難以執(zhí)行各種成像操作。因此，根據(jù)如上所述，受控車輛的成像系統(tǒng)有利地在本文中提供并被構(gòu)造成分析連續(xù)的圖像幀之間的光流，以估算其成像系統(tǒng)的自身運(yùn)動(dòng)以便修正所成像物體的視在運(yùn)動(dòng)。如本文中所使用的，“光流”被定義為所關(guān)注的物體在連續(xù)的圖像幀中的由成像系統(tǒng)與被成像的場(chǎng)景之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所引起的視在運(yùn)動(dòng)的模式。
[0016]圖1中示出成像系統(tǒng)10的第一實(shí)施例。可以提供一種用于控制受控車輛的外部燈80以及可選擇地控制受控車輛的其他設(shè)備(50、62)的成像系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括成像器20和控制器30。成像器20包括圖像傳感器(圖2中的201)，圖像傳感器構(gòu)造成對(duì)受控車輛的外部和前方場(chǎng)景進(jìn)行成像并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所獲得的圖像的圖像數(shù)據(jù)?？刂破?0接收并分析圖像數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生可被用于控制外部燈80的外部燈控制信號(hào)，以及可以產(chǎn)生控制任何附加設(shè)備(50、62)的控制