立体选通成像系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于改善捕获场景图像及从其获得的数据的系统。该系统包括：被配置为基于预定的选通参数以特定的方向利用脉冲光照射场景的光源；被配置为捕获场景图像的两个或两个以上的捕获设备，捕获设备中的每一个从不同的空间位置捕获场景图像，其中，至少一个捕获与脉冲光同步，以便于针对同步的捕获产生场景的立体融合选通图像；以及被配置为通过使用从选通图像获得的数据和选通参数来改善捕获的计算机处理器。在另一个实施例中，不存在光源且至少一个传感器被配置为应用多次曝光用于单次读取，以产生用于改善捕获的增强的图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景1.
本专利技术涉及成像和测距系统的领域，更具体地，涉及在白天、夜间和恶劣天气条件下通过主动选通成像进行立体成像。2.相关技术讨论立体成像被汽车制造商广泛用于高级驾驶辅助系统(ADAS)功能，诸如夜视支持、交通信号识别、物体识别、车道线识别等等。立体成像与单个相机相比，提供了两个主要优势：至少两个不同的场景图像(由车辆中的不同位置处的相机捕获，且每个相机可具有不同光电特性，诸如视场、敏感度，等)，以及第二个优势是通过三角测量呈现三维信息(即，测距能力、立体观测)。题为“stereo camera for a motor vehicle”、欧洲专利号为EP 1,831,718 B1的专利描述了基于至少两个相机的设备，该至少两个相机彼此间关于至少一个性能而不相同，该至少一个性能诸如光敏感度、像素尺寸、滤色器阵列等。此外，前述设备实施了ADAS功能，诸如夜视支持和/或交通信号识别和/或物体识别和/或道路边界识别和/或车道线识别等等。然而，前述设备解决不了若干重要的方面，诸如对于用于夜视支持的专用近红外(NIR)光源的需求，解决不了机动车辆的外部安装，以及解决不了由于车辆光源(如，前大灯、夜视支持的NIR光源等)与大气中的微粒(诸如雨、雪、冰雹等)相互作用产生的后向散射。此外，前述设备并未简化安装相机的要求(需要如通过三角测量获得的三维信息)。被动立体(即，基于三角测量的三维信息)深度信息的精度可以通过等式(1)估计出。Δd=d2l·hΔx---(1)]]>其中，Δd是深度信息估计，d是深度，l是基线的长度(即，相机之间的距离)，h是图像平面与通过两个相机的中央投影的中心的平面之间的距离，以及Δx是差距(即，从每个相机的中心到所察看的场景中的所投影的特定点的距离和)。该深度信息估计限制基于每个被动立体的系统，即在较长的观看距离和在基线被限制于短的长度时。简述根据本专利技术的一些实施例，提供了一种用于改善捕获场景的图像的过程和从其中获得数据的系统，所述系统包括：光源，所述光源被配置为基于预定的选通参数利用脉冲光以特定的方向照射场景；两个或两个以上的捕获设备，所述两个或两个以上的捕获设备被配置为捕获场景的图像，捕获设备中的每个捕获设备从不同的空间位置捕获图像，其中至少一个捕获是与脉冲光同步的，以便于针对同步的捕获产生场景的立体融合选通图像；以及计算机处理器，所述计算机处理器被配置为，通过使用从选通图像和选通参数获得的数据改善捕获。本专利技术的这些方面和/或优势、其他的和/或另外的方面和/或优势是：如下文详细描述中所述的；根据详细描述可推知的；和/或通过本专利技术的实践可学习到的。附图简述根据结合附图所进行的关于本专利技术的实施方案的详细描述，将较容易理解本专利技术，其中：图1是根据本专利技术的一些实施例在车辆中安装的立体选通成像系统的大概的顶视图说明；图2描述的是根据本专利技术的一些实施例的立体选通成像系统框图；图3和图4描述的是根据本专利技术的一些实施例的立体选通成像系统景深(DOF)的实施例的示意性实例；图5描述的是根据本专利技术的一些实施例的立体选通成像单脉冲串时序。详细描述在详细阐述本专利技术的至少一个实施例之前，要理解的是本专利技术并不将其应用限于在以下描述中所阐述的或在附图中所示出的元素的构成和布置的细节。本专利技术可应用于其他的实施例或以不同的方式进行实践或被执行。而且，要理解的是，本文所采用的术语和措辞是出于描述的目的，而不应被认为是限制。本领域所熟知的优选的选通成像系统被描述于美国专利号为7,733,464 B2题为“vehicle mounted night vision imaging system and method”的专利。光源脉冲(在自由空间中)被定义为：其中在下面的索引中定义了参数。选通相机开通时间(在自由空间中)被定义为选通相机关闭时间(在自由空间中)被定义为其中c是光速，R0、R最小和R最大是特定的距离。选通成像被用于以通过T激光、TII和T关闭的时间同步的距离函数创建敏感度。后文单个的“选通(Gate)”(即，在至少单个光源脉冲照射之后至少单个相机/传感器曝光每个单个读数)利用如以上所定义的特定的T激光、TII和T关闭时序。后文“选通(Gate)”/“选通参数(Gateparameter)”(即，在单个光源脉冲照射的至少单个序列之后单个相机/传感器曝光且在单个光源脉冲照射之后单个相机/传感器曝光结束序列的单个读数)利用每个连续的如以上所定义的特定的T激光、TII和T关闭时序。后文景深(“片(Slice)”)利用至少单个选通或选通提供所察看的场景的特定的累积的图像。一种用于在白天条件下、夜间条件和恶劣的可见条件立体选通成像和测距系统。此外，基于具有关于积累的目标的自动警报机构条件的选择性的景深(“片”)和/或实时立体成像特性，实现具有低误检的高概率目标检测(即，任何类型的物体，诸如小汽车、摩托车、行人等)。立体选通成像系统可以是手持式的、装配在静态平台的和/或移动的平台的。立体选通成像系统甚至可以用于水下平台、地面平台或空中平台。用于本文中的立体选通成像系统的优选平台是车辆。照射参数包括以下中的至少一个：T激光、脉冲幅度、脉冲持续时间、脉冲频率、脉冲形状、脉冲相位、和脉冲占空比。传感器参数包括以下中的至少一个：TII、T关闭、增益、曝光持续时间、曝光频率、曝光的上升时间/下降时间、累积脉冲的极化、和曝光的占空比。这些参数可用于整个传感器/相机阵列或可用于传感器/相机阵列的部件。图1和图2说明的是汽车装配的立体选通成像和测距系统60，其可至少包括非可见光谱中的单一的选通(脉冲)光源10(如，由LED发射的NIR和/或激光源)，以便照射例如车辆20的前方的环境50。此外，立体选通成像和测距系统还可包括至少两个相机/传感器40，而其中至少一个相机/传感器适用于图像选通。立体选通成像相机可以内部地位于车辆中的镜子后面、由雨刷清洗的区域。选通相机/传感器可以是增强型的CCD、增强型的CMOS(其中CCD/CMOS被耦合到图像增强器)、电子倍增CCD、电子轰击的CMOS、混合FPA(CCD或CMOS，其中相机具有两个主要部件：读取集成电路和成像基板)、雪崩光电二极管FPA等。优选的选通相机/传感器可以是基于选通互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改善场景图像捕获过程及从其获得的数据的方法，所述方法包括：基于预定的选通参数以特定的方向利用脉冲光照射所述场景；从至少两个不同的空间位置捕获所述场景的图像，其中，至少一个所述捕获与所述脉冲光同步，以便于针对同步的捕获产生所述场景的立体融合图像；以及通过使用从所述立体融合图像获得的数据和所述选通参数改善所述捕获过程。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.09 US 61/669,1811.一种用于改善场景图像捕获过程及从其获得的数据的方法，所述
方法包括：
基于预定的选通参数以特定的方向利用脉冲光照射所述场景；
从至少两个不同的空间位置捕获所述场景的图像，其中，至少一个所
述捕获与所述脉冲光同步，以便于针对同步的捕获产生所述场景的立体融
合图像；以及
通过使用从所述立体融合图像获得的数据和所述选通参数改善所述
捕获过程。
2.如权利要求1中所述的方法，其中，所述捕获是关于两个范围执
行的：第一范围和第二范围，所述第一范围产生所述立体融合图像，所述
第二范围产生单视场选通图像。
3.如权利要求2中所述的方法，其中，所述范围之间的阀值由所述
捕获过程的敏感度确定。
4.如权利要求1中所述的方法，其中，至少一个所述捕获与所述脉
冲光不同步，以便使用选通图像和非选通图像执行所述改善。
5.如权利要求1中所述的方法，其中，所述捕获与所述脉冲光同步，
使得基于第一组选通参数同步第一捕获和基于第二组选通参数同步第二
捕获。
6.如权利要求1中所述的方法，其中，所述选通参数包括以下中的
至少一个：照射参数和传感器参数。
7.如权利要求1中所述的方法，还包括：分析所捕获的图像，以及
基于所述分析，利用更新的、影响所述同步的传感器选通参数组重复所述
捕获。
8.如权利要求1中所述的方法，还包括：分析所捕获的图像，以及
利用更新的、影响所述选通的参数组重复对所述场景的照射。
9.如权利要求1中所述的方法，还包括：基于所述立体图像和所述
选通图像之间的数据融合，获得所述场景中一个或多个物体的范围。
10.如权利要求1中所述的方法，其中，所述捕获是在多光谱范围执
行的。
11.如权利要求1中所述的方法，其中，所述照射和所述捕获是在偏
振光中执行的。
12.如权利要求1中所述的方法，其中，所述照射和所述捕获中的至
少一个是在车辆的外面执行的。
13.一种用于改善场景图像捕获过程及从其获得的数据的系统，所述
系统包括：
光源，所述光源被配置为基于预定的选通参数以特定的方向利用脉冲
光照射所述场景；
两个或两个以上的捕获设备，所述两个或两个以上的捕获设备被配置
为捕获所述场景的图像，所述捕获设备中的每一个从不同的空间位置捕获
所述场景的图像，其中，至少一个所述捕获与所述脉冲光同步，以便于针
对同步的捕获产生所述场景的立体融合选通图像；以及
计算机处理器，所述计算机处理器被配置为通过使用从所述立体融合
图像获得的数据和所述选通参数改善所述捕获。
14.如权利要求13所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：约阿夫·格劳尔，奥弗·大卫，伊亚尔·列维，亚阿拉·大卫，海姆·加滕，艾伦·克雷勃伊姆，莎伦·利夫希茨，奥伦·谢赫，
申请(专利权)人：布莱特瓦维森有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL