【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种用于仿真风挡的光学质量对数字图像记录设备、特别是用于先进或自动化驾驶者辅助系统的数字图像记录设备的图像记录质量的影响的方法。
技术介绍
1、先进/自动驾驶者辅助系统（adas）帮助驾驶者控制他们的载具改进他们的安全性和外部周围环境的安全性。adas是机载系统，其能够提供有关道路交通的状态和/或关于载具的机械和/或电气设备和组件状态的实时信息，评估驾驶者的疲劳或分心的状态，检测并且预测来自载具的外部环境的可能威胁，或帮助驾驶者执行特定困难机动。
2、当前adas的突出功能是现在强制履行euro ncap 5* 要求的功能（例如，自适应巡航控制、车道保持、紧急制动以及更先进的功能（例如，交通标志检测或防碰撞））。
3、为了执行这些功能，adas集成大量设备或传感器以收集关于驾驶者、载具和/或其环境的数据。具体而言，它们嵌入一个或多个数字图像记录设备，以用于实时记录外部环境的图像和/或视频。记录设备一般安装在载具内部、风挡后面，风挡进而充当防护屏障。
4、adas取决于期望的功能处理所记录的图像。例如，对于夜间驾驶者辅助，红外摄像机记录外部环境的视频，其然后实时显示在载具的仪表板上。对于自动驾驶或紧急制动，相机记录图像和/或视频，其可以通过计算机视觉方法（例如，物体检测和分类算法）加以处理，以提取有关数据，有关数据然后馈送到自动控制单元以启动特定任务。
5、来自adas记录设备的高质量图像和/或视频对于adas的优化操作是强制的。作为说明性示例，adas可以包括物体检测和分
6、adas的光路免于可能使所记录的图像或/视频质量降级的光学畸变于是成为强烈要求。在该范围内，已经做出并且仍然正作出很多努力以改进风挡的光学质量，因为它们是adas光学系统中的关键组件并且在其整体性能方面具有关键作用。
7、此外，虽然风挡尽其可能而是高效的，但是自身仍然保持为带有自己的光学性质和限制的光学系统。于是已经开发用于adas的校准工具，其尝试评估并管理风挡对adas所记录的图像和/或视频的影响。
8、ep 3 293 701 b1描述一种用于adas补偿来自风挡的光学畸变的校准方法。从比较通过和超出参考风挡的平面棋盘图案的所记录的图像计算光学畸变。仅静态参数（即，对于给定产品类别的所有风挡认为是相同的参数）加以校正，并且一旦得以校正，就也对于同一类别的所有未测量的风挡得以校正。静态参数受限于倾斜角、折射率或窗格的厚度。
9、在该方法中，每个单独风挡的固有非静态光学性质完全被忽略，这在长期使用中可能引起低效校准，特别是如果风挡关于光学畸变与参考风挡偏离太多。实际上，同一种类的风挡一般归因于制造工艺的正常公差而显示其光学性质的相应分布的变化，或者因为它们出自不同的生产线，或者在同一生产线内，因为弯曲工艺的正常公差、炉温的异质性、在层压期间的缺陷、涂覆（如果存在）……。
10、在同一类或种类内，这种光学性质的分布随着风挡而不同并且因此，这些光学性质按定义是非静态的，这意味着它们并非可以对于该类或种类的所有风挡认为是相同的。于此，每个风挡自身必须认为是不同于其他风挡的光学系统，并且其固有光学性质必须不被忽略。
11、fr 3 032 820 a1描述一种用于adas补偿来自安装在其前面的风挡的光学畸变的校准方法。据从静态物体通过风挡的所记录的图像所测量的所述物体的位置与对于所述物体的所预测的位置之间的偏差在汽车正行驶时计算校正参数。
12、该方法展现若干缺点。一旦adas已经安装于或使用于载具上，并且在载具正在行驶的同时，就必须执行此操作。这可能很难实现于生产线上。包括用于执行方法的校准设备和用于记录道路的图像的设施二者的用于校准adas的系统在操作场所必须是可用的，这在工业情境中可能变得乏味且昂贵。
13、作为替代方案，wo 2020164841 a1提供一种计算机实现的方法，其用于形成包含通过风挡观看到的仿真图像的训练数据集，仿真图像可以稍后馈送到adas以用于校准或用于风挡鉴定。在该方法中，由应用于数据集的图像上的光学滤波器仿真不同风挡的影响。
14、使用光学滤波器以仿真风挡的影响并非始终是用于准确仿真特定光学性质的影响的适当策略。具体而言，作为同质滤波器，它不能解释所述光功率沿着风挡的变化。由于光学滤波器用作静态光学滤波器，因此每个单独风挡的固有光学性质的影响被忽视，具有以上提及的相同缺点。
15、在adas领域，特别是因为风挡的影响在校准期间一般被忽视和/或风挡被错误地认为是可忽略的组件，所以对用于风挡的光学规格进行要求也普遍实践，这在将来可能是很难履行的，特别是关于数字图像记录设备的视区中的光功率。在该范围中，通过在adas校准期间更好地考虑风挡的特殊性来预测这种技术限制可能是非常有价值的。
技术实现思路
1、技术问题
2、需要一种解决所有上述问题的方法。具体而言，需要一种用于仿真风挡的畸变对数字图像记录设备的图像记录质量的影响的方法，其准确解释单独考虑的每个风挡的固有光学特性，能够提供所述影响的有价值的信息以用于校准adas，而不需要累赘的校准系统。
3、通过促进其实现和/或通过在相对短时间内提供输出结果，该方法应与风挡和/或机动车工业中的生产/制造吞吐量兼容。具体而言，它不应要求高计算和数据存储资源，因为这些资源一般是昂贵的和/或在制造设施现场是不可用的。
4、此外，该方法应能够在短时间延迟内仿真风挡的畸变对图像记录质量的影响，以允许实现实时应用。
5、对技术问题的解决方案
6、本公开涉及一种用于仿真风挡的光学畸变对数字图像记录设备的图像记录质量的影响的方法，如权利要求中所描述的那样。
7、根据本公开的方法基于所适配的随机光线追踪方法和卷积图像处理的组合，以仿真风挡的光学畸变对数字图像记录设备的图像记录质量的影响。从与这些光学畸变有关的风挡的所测量的光学质量函数执行仿真。
8、因此，本公开的第一方面涉及用于生成点扩散函数卷积核的映射的第一计算机实现的方法，其仿真风挡的光学畸变对数字图像记录设备的图像记录质量的影响。该第一方法实现用于生成所述点扩散函数卷积核的映射的所适配的随机光线追踪方法。
9、因此，本公开的第二方面涉及用于仿真风挡的光学畸变对数字图像记录设备的图像记录质量的影响的第二计算机实现的方法。该第二方法基于点扩散函数卷积核的映射实现卷积运算，其进而能够在相对短时间内从作为输入提供的景观的图像本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于生成仿真风挡的光学畸变对数字图像记录设备的图像记录质量的影响的点扩散函数卷积核（PSF-CK）的映射的计算机实现的方法（3000），
2.如权利要求1所述的计算机实现的方法（3000），其中，所述方法（3001）还包括步骤：在步骤（c）之后，从与位于网格（2001）的源点（2001（1）-2001（n））之间的附加非投影点源的相邻投影点源关联的点扩散函数卷积核内插用于所述非投影点源的点扩散函数卷积核。
3.如权利要求1所述的计算机实现的方法（3000），其中，仅从与相邻投影点源关联的点扩散函数卷积核的选定参数执行内插步骤。
4.如权利要求1至3中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，所述方法（3000）还包括步骤：计算位置移位的映射，其中，所述映射的每个位置移位是网格的点源与对应点扩散函数卷积核之间的位置移位，其中，点扩散函数卷积核的映射包括所述位置移位的映射作为输出。
5.如权利要求1至4中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，所述光学相机模型（OCM）表示为光学系统和大小方面（Nx，Ny）个像素的
6.如权利要求5所述的计算机实现的方法（3000），其中，网格（2001）包括用于传感器的每个像素的点源或用于传感器的给定数量的像素的一个相同点源。
7.如权利要求1至6中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，对于位于距虚拟相机（2004）不同距离处的点源的网格重复所述方法（3000）的步骤，以形成用于所述相机（2004）的视锥体（2004f）的给定区域的点源函数卷积核的3D映射。
8.如权利要求1至7中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，与风挡（1002）的光学畸变有关的所测量的光学质量函数（I3001）是风挡的所测量的透射波前误差、所测量的表面轮廓和/或所测量的复折射率分布。
9.如权利要求1至8中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，将网格（2001）数字预处理为投影到虚拟相机（2004）上居中的环境球的内侧上的环境映射。
10.如权利要求1至9中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，在步骤（a）中，对透明矿物玻璃片材（2002）进行建模，以使得所述透明矿物玻璃片材（2002）仅表示前面可以放置数字图像记录设备（1001）的风挡（1002）的划定区带（1003）。
11.如权利要求1至10中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，在步骤（a）中，对透明矿物玻璃片材（2002）进行建模，以使得在步骤（c）计算的全局照度（GI）仅是通过对应于数字图像记录设备（1001）可以记录图像所通过的风挡（1002）的划定区带（1003）的所建模的透明矿物玻璃片材（2002）的部分到达的全局照度（GI）。
12.如权利要求1至11中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，用凹凸映射或置换映射对纹理化表面的纹理进行建模。
13.一种用于仿真风挡（1002）的光学畸变对数字图像记录设备（1001）的图像记录质量的影响的计算机实现的方法（5000），
14.一种数据处理系统（5000），其包括用于执行如权利要求1至9中任一项所述的方法（3000）和/或如权利要求13所述的方法（4000）的装置。
15.一种计算机程序（I5001），其包括指令，所述指令当程序由计算机执行时使计算机执行如权利要求1至9中任一项所述的方法（3000）和/或如权利要求13所述的方法（4000）。
16.如权利要求1至12中任一项所述的方法（3000）在用于评估用于随数字图像记录设备使用——特别是随自动驾驶和先进安全系统的数字图像记录设备使用的风挡的光学质量的过程中的用途。
17.一种用于评估自动驾驶和先进安全系统的物体检测和分类算法的性能的过程（7000），其中，所述过程（7000）包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于生成仿真风挡的光学畸变对数字图像记录设备的图像记录质量的影响的点扩散函数卷积核（psf-ck）的映射的计算机实现的方法（3000），
2.如权利要求1所述的计算机实现的方法（3000），其中，所述方法（3001）还包括步骤：在步骤（c）之后，从与位于网格（2001）的源点（2001（1）-2001（n））之间的附加非投影点源的相邻投影点源关联的点扩散函数卷积核内插用于所述非投影点源的点扩散函数卷积核。
3.如权利要求1所述的计算机实现的方法（3000），其中，仅从与相邻投影点源关联的点扩散函数卷积核的选定参数执行内插步骤。
4.如权利要求1至3中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，所述方法（3000）还包括步骤：计算位置移位的映射，其中，所述映射的每个位置移位是网格的点源与对应点扩散函数卷积核之间的位置移位，其中，点扩散函数卷积核的映射包括所述位置移位的映射作为输出。
5.如权利要求1至4中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，所述光学相机模型（ocm）表示为光学系统和大小方面（nx，ny）个像素的记录传感器，其中，用以下公式计算点源的网格（2001）的半大小（sx，sy，sz）：
6.如权利要求5所述的计算机实现的方法（3000），其中，网格（2001）包括用于传感器的每个像素的点源或用于传感器的给定数量的像素的一个相同点源。
7.如权利要求1至6中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，对于位于距虚拟相机（2004）不同距离处的点源的网格重复所述方法（3000）的步骤，以形成用于所述相机（2004）的视锥体（2004f）的给定区域的点源函数卷积核的3d映射。
8.如权利要求1至7中任一项所述的计算机实现的方法（3000），其中，与风挡（1002）的光学畸变有关的所测量的光学质量函数（i3001）是风挡的所测量的透射波前误差、所测量的表面轮廓和/或所测量的复折射率分布。
9...
【专利技术属性】
技术研发人员：JB·劳德罗，M·贝拉德，T·塞维林法比亚尼，N·米莱克，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。