用于估计相机相对于路面的取向的方法和装置制造方法及图纸

用于估计相机相对于路面的取向的方法和装置。估计相机相对于表面的取向的方法，限定相机坐标系且与表面垂直的法向矢量由相机坐标系中的三个分量表示，该方法包括：提供由相机捕获的第一图像和随后第二图像；第一图像选择第一点且从第二图像选择第二点，第一和第二点表示相同目标；限定连接第一点和第二点的第一光流矢量；执行第一估计步骤，该步骤包括通过使用第一光流矢量估计法向矢量在相机坐标系中的两个分量且将参数空间限制到法向矢量的仅两个分量，提供从表示第一图像和第二图像之间的投影变换的单应矩阵导出的线性方程组，且通过求解线性方程组估计法向矢量在相机坐标系中的两个分量；且使用第一估计步骤的结果确定相机相对于表面的取向。

Method and apparatus for estimating the orientation of a camera relative to a road surface

Method and apparatus for estimating the orientation of a camera relative to a road surface. Estimation method of surface orientation relative to the camera, the camera coordinate system defined and perpendicular to the surface normal vector consists of three components in the camera coordinate system, the method includes providing a first image captured by the camera and then second images; first and second from the second point first image image selection, the first and the second some said the same goal; defining a first flow vector is connected to the first and second points; the first step of the estimation procedure execution, including through the use of the first optical flow vector estimation vector of two components in the camera coordinate system and the parameter space is restricted to normal only two component vector, from said projection transformation between the first and second images of the homography matrix derived from linear equations, and by solving linear equations to estimate the vector in the camera coordinate system in the The two component; and the orientation of the camera relative to the surface is determined by using the result of the first estimation step.

【技术实现步骤摘要】
用于估计相机相对于路面的取向的方法和装置
本专利技术涉及一种用于估计相机相对于表面(特别是路面)的取向的方法和装置。
技术介绍
许多基于视觉的高级驾驶员辅助系统(ADAS)算法都要求关于车载相机到路面的取向(特别是俯仰角(pitchangle)和滚转角(rollangle))的信息。例如，前方碰撞警告(FCW)系统确定自身车辆和前方车辆之间的距离。为了计算该距离，必须知道自身车辆到路面的取向。如果相机取向未被充分知晓，则FCW算法产生错误输出信号，其可能使驾驶员分心或导致危险转向或制动反应。通常的做法是在校准图案的帮助下确定针对静态车辆的静态相机取向、外在校准。当车辆移动时，相机到路面的取向不再是静止的而是时间依赖的。制动和加速操作以及路面不规则性导致快速且显著的相机取向变化。此外，可能由附加负载引起与静态校准不同的长时间取向偏移。相机到路面的取向可以通过单应性(homography)描述，单应性表示从两个不同相机位置捕获的相同平面(这里是路面)的两个不同图像之间的投影变换。从单应矩阵提取角度信息是可能的，但是由于参数不确定性而不推荐。
技术实现思路
本专利技术的基本目的是提供一种允许通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计相机(3)相对于表面(5)的取向的方法，其中，限定相机坐标系并且与所述表面(5)垂直的法向矢量由所述相机坐标系中的三个分量表示，所述方法包括：提供由所述相机(3)捕获的第一图像和随后第二图像；从所述第一图像选择第一点且从所述第二图像选择第二点，其中，所述第一点和所述第二点表示相同目标；限定连接所述第一点和所述第二点的第一光流矢量；执行第一估计步骤，所述第一估计步骤包括：通过使用所述第一光流矢量估计所述法向矢量在所述相机坐标系中的两个分量，并且将参数空间限制到所述法向矢量的仅所述两个分量，其中，提供从表示所述第一图像和所述第二图像之间的投影变换的单应矩阵导出的线性方程组，并且通过求解所述...

【技术特征摘要】
2016.01.15 EP 16151517.61.一种估计相机(3)相对于表面(5)的取向的方法，其中，限定相机坐标系并且与所述表面(5)垂直的法向矢量由所述相机坐标系中的三个分量表示，所述方法包括：提供由所述相机(3)捕获的第一图像和随后第二图像；从所述第一图像选择第一点且从所述第二图像选择第二点，其中，所述第一点和所述第二点表示相同目标；限定连接所述第一点和所述第二点的第一光流矢量；执行第一估计步骤，所述第一估计步骤包括：通过使用所述第一光流矢量估计所述法向矢量在所述相机坐标系中的两个分量，并且将参数空间限制到所述法向矢量的仅所述两个分量，其中，提供从表示所述第一图像和所述第二图像之间的投影变换的单应矩阵导出的线性方程组，并且通过求解所述线性方程组来估计所述法向矢量在所述相机坐标系中的所述两个分量；以及使用所述第一估计步骤的结果来确定所述相机(3)相对于所述表面(5)的所述取向。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：在所述第一估计步骤之后执行第二估计步骤，所述第二估计步骤包括：通过使用所述第一光流矢量并且将在所述第一估计步骤中忽略的所述法向矢量的所述分量设置为从所述第一估计步骤导出的值再次估计所述法向矢量在所述相机坐标系中的所述两个分量，其中，通过求解所述线性方程组来估计所述法向矢量在所述相机坐标系中的所述两个分量，并且通过使用在所述第二估计步骤中估计的所述法向矢量的所述分量来确定所述相机(3)相对于所述表面(5)的所述取向。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述第二估计步骤中，在所述第一估计步骤中忽略的所述法向矢量的所述分量被设置为从所述第一估计步骤导出的所述法向矢量的量的倒数。4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，所述方法包括：从所述第一图像选择第三点并且从所述第二图像选择第四点，其中，所述第三点和所述第四点表示相同目标；限定连接所述第三点和所述第四点的第二光流矢量；通过使用所述第一光流矢量和所述第二光流矢量在所述第一估计步骤中估计所述法向矢量在所述相机坐标系中的所述两个分量；以及特别地，通过使用所述第一光流矢量和所述第二光流矢量在所述第二估计步骤中估计所述法向矢量在所述相机坐标系中的所述两个分量。5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，所述方法包括：在所述第一估计步骤和/或所述第二估计步骤中使用线性最小二乘估计，以估计所述法向矢量在所述相机坐标系中的所述两个分量。6.根据前述权利要求中的一项的方法，所述方法包括：限定多个光流矢量，每个光流矢量连接所述第一图像中的相应点和所述第二图像中的相应点，其中，两个相应点表示相同目标；通过执行所述第一估计步骤并且特别...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·韦斯特霍夫，S·莱斯曼，M·莫伊特，J·西格蒙德，
申请(专利权)人：戴尔菲技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US