專利名稱：用于確定機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于確定在一個(gè)環(huán)境中一個(gè)機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的方法及一種根據(jù)權(quán)利要求14的前序部分的用于實(shí)施確定在一個(gè)環(huán)境中一個(gè)機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的方法的裝置。
背景技術(shù)：
用于確定一個(gè)機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的方法已是公知的。這種方法屬于“有視力的汽車”的課題范疇，盡管該方法在原理上可用于各種不同的機(jī)動(dòng)車類型。該方法的基礎(chǔ)在于，借助圖像產(chǎn)生方法來攝取機(jī)動(dòng)車在其中運(yùn)動(dòng)的環(huán)境及通過計(jì)算對(duì)其進(jìn)行處理。借助圖像數(shù)據(jù)的分析可對(duì)環(huán)境及包括處于其中的物體在內(nèi)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛員提供附加的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)例如涉及障礙物的出現(xiàn)或?qū)ζ渌臋C(jī)動(dòng)車的接近。為了可在對(duì)于駕駛員及其駕駛行為重要的這些信息方面對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，另外有意義的是，對(duì)關(guān)于機(jī)動(dòng)車瞬時(shí)行駛方向的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在此情況下定時(shí)地求得借助一個(gè)圖像產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的瞬時(shí)攝像的機(jī)動(dòng)車看來要駛向的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)區(qū)域。這個(gè)點(diǎn)或區(qū)域被稱為擴(kuò)展焦點(diǎn)(Focus of Expansion，F(xiàn)OE)。在此涉及攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向在圖像平面上的投影。因?yàn)樗矔r(shí)攝像僅示出環(huán)境的一部分，所以該擴(kuò)展焦點(diǎn)未必一定位于該瞬時(shí)攝像的圖像片斷內(nèi)。因此例如在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)該擴(kuò)展焦點(diǎn)則位于相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向上的無窮遠(yuǎn)。為了求得該擴(kuò)展焦點(diǎn)，另外確定在時(shí)間上彼此間隔地?cái)z取的兩個(gè)瞬時(shí)攝像之間瞬時(shí)攝像的被選擇的(或所有的)像點(diǎn)的光通量。簡單地說，這意味著求得隨著時(shí)間的推移這些像點(diǎn)在何方向上運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)了多少。因此一個(gè)像點(diǎn)的光通量可以按照一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的意義來理解。在此情況下對(duì)于擴(kuò)展焦點(diǎn)的確定重要的是所謂的靜止點(diǎn)，即在相繼的瞬時(shí)攝像中不運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)或結(jié)構(gòu)(圖像特征)。這些點(diǎn)的光通量為零、接近零或低于一個(gè)確定的閾值。靜止的點(diǎn)可這樣地形成，即被觀察的結(jié)構(gòu)離圖像產(chǎn)生裝置如此地遠(yuǎn)，使得相對(duì)運(yùn)動(dòng)可被忽略(背景結(jié)構(gòu))。此外靜止的點(diǎn)可以這樣來得到一個(gè)被觀察的物體相對(duì)攝像機(jī)不運(yùn)動(dòng)，例如機(jī)動(dòng)車自身的多個(gè)部分或以相同行駛方向及速度向前行駛的機(jī)動(dòng)車就是該情況。特別是在公路交通中很少有這些靜止點(diǎn)在長時(shí)間上還真正作為靜止的被提供，因?yàn)槔鐧C(jī)動(dòng)車會(huì)拐彎、至目前為止恒速向前行駛的機(jī)動(dòng)車將加速或制動(dòng)或一個(gè)定位在遠(yuǎn)處的靜止點(diǎn)被一個(gè)駛?cè)氲臋C(jī)動(dòng)車所遮擋。在這里根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法將使可靠且快速地求得機(jī)動(dòng)車自身運(yùn)動(dòng)的愿望落空，尤其是在快速變化的環(huán)境中。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)作了如下改進(jìn)，即借助第一算法將多個(gè)新的參考點(diǎn)(多個(gè)靜止點(diǎn))動(dòng)態(tài)地附加給觀察集合，及借助第二算法從觀察集合中動(dòng)態(tài)地消除一些已有的參考點(diǎn)。這意味著，觀察集合在所包含的參考點(diǎn)方面能持續(xù)地適配改變著的環(huán)境條件。借助第一算法這樣地檢查像點(diǎn)，即看它們是否滿足一個(gè)靜止點(diǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，也就是說，它們是否應(yīng)作為參考點(diǎn)被接收到觀察集合中。借助第二算法來確定，是否一定的參考點(diǎn)不再滿足一個(gè)靜止點(diǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)并應(yīng)從觀察集合中消除。在此情況下這涉及一個(gè)動(dòng)態(tài)的方法，即像點(diǎn)和參考點(diǎn)的檢驗(yàn)以及觀察集合的適配可連續(xù)地進(jìn)行，使得即使在快速變化的環(huán)境中也始終可提供具有當(dāng)前參考點(diǎn)的觀察集合。鑒于所述的判斷標(biāo)準(zhǔn)，在這里應(yīng)該指出，判斷標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)將定期地在考慮到統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn)和/或引入閾值的情況下來進(jìn)行。
有利地，第一算法包括用于求得其光通量為零或接近零的像點(diǎn)的步驟。在此情況下光通量的檢驗(yàn)可涉及到所有的點(diǎn)或僅涉及被選擇出的像點(diǎn)。如果求出具有的光通量為零或接近零的像點(diǎn)，則可認(rèn)為，在此它是一個(gè)靜止點(diǎn)。該像點(diǎn)則作為參考點(diǎn)被接收到觀察集合中。在確定一個(gè)像點(diǎn)是否靜止時(shí)優(yōu)選使用一個(gè)閾值，由此不僅可識(shí)別出其光通量精確為零的像點(diǎn)，而且可識(shí)別出其光通量大致為零的像點(diǎn)。適合于相應(yīng)的應(yīng)用的閾值對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可借助試驗(yàn)簡易地找到。
在本發(fā)明的一個(gè)有利的構(gòu)型中，第一算法包括用于求得其光通量相應(yīng)于在多個(gè)參考點(diǎn)的情況下已被求得的光通量的像點(diǎn)的步驟。已經(jīng)知道，一個(gè)靜止點(diǎn)的存在的證據(jù)是一個(gè)像點(diǎn)具有一個(gè)光通量，該光通量相應(yīng)于在多個(gè)參考點(diǎn)、即已求出的多個(gè)靜止點(diǎn)情況下的光通量。由此也可在其中無具有零光通量的像點(diǎn)產(chǎn)生的困難情況下求得新的參考點(diǎn)。多個(gè)參考點(diǎn)-它們的光通量與該像點(diǎn)的光通量相比較-可用不同的方式來實(shí)現(xiàn)。因此根據(jù)本發(fā)明尤其提出，觀察大量的在地點(diǎn)上相關(guān)地定位的參考點(diǎn)，將所需參考點(diǎn)的數(shù)目描述為全部參考點(diǎn)的百分比或借助數(shù)學(xué)方法、尤其是統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來確定重要的參考點(diǎn)或參考點(diǎn)的集。這里也并不需要被觀察的像點(diǎn)的光通量與所選擇的參考點(diǎn)的光通量精確地一致。相反，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著地一致或達(dá)到預(yù)定容差以內(nèi)就已足夠了。這亦由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所要求的特性或窄或?qū)挼卮_定其中光通量的一致性被肯定的范圍。
有利地，第一算法包括借助一個(gè)卡爾曼(Kalman)濾波器對(duì)像點(diǎn)進(jìn)行濾波的步驟?？柭鼮V波器的工作原理及實(shí)現(xiàn)已由現(xiàn)有技術(shù)充分地公開，因此不予以詳述。設(shè)置到卡爾曼濾波器中的邊界條件優(yōu)選為一個(gè)最大的光通量，及-如果對(duì)多個(gè)瞬時(shí)攝像進(jìn)行分析的話-多個(gè)像點(diǎn)的一個(gè)最小的或最大的加速度。不滿足預(yù)定條件的、即出于各種不同的原因可能不正確地代表環(huán)境的像點(diǎn)被卡爾曼濾波器衰減(gedmpft)或抑制掉。這改善了關(guān)于將新的參考點(diǎn)接收到觀察集合中的結(jié)果。
優(yōu)選地，第一算法包括用于由在地點(diǎn)上相關(guān)地定位的參考點(diǎn)來求得至少一個(gè)物體組的步驟。由此可以使包括參考點(diǎn)在內(nèi)的分析得以改善及變得容易。通過產(chǎn)生物體組，例如不再需要對(duì)多個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)進(jìn)行比較，而是使用一個(gè)形狀比較，該形狀比較例如由P.J.Besl及N.D.McKay描述在Iterative Closest Point Algorithm(迭代最接近點(diǎn)算法)中(一種記錄三維形狀的方法，PAMI，14(2)第239-256頁，1992年2月)。也可使用用于集比較的公知方法，例如RANSAC(M.A.Fischler，R.C.BollesRandom Sample ConsensusA Paradigm forModel Fitting with Applications to Image Analysis and AutomatedCartography(隨機(jī)采樣一致性用于裝有圖像分析及自動(dòng)化制圖的應(yīng)用程序的模型的一個(gè)范例)，Comm.of the ACM，第24卷第381-395頁，1981年)。
有利地，第二算法包括用于求得持久存在的、其位置不改變的參考點(diǎn)的步驟。在長時(shí)間上或甚至始終不變的參考點(diǎn)僅有很小的或根本沒有說服力，因?yàn)樵诖饲闆r下經(jīng)常涉及圖像產(chǎn)生裝置的視野中機(jī)動(dòng)車自身的多個(gè)部分，或涉及圖像產(chǎn)生裝置的光學(xué)裝置區(qū)域中的污物。如果已知前視場(Voffeld)中的一些可導(dǎo)致無信息內(nèi)容的參考點(diǎn)的圖像區(qū)域，則這些區(qū)域可基本上被從圖像分析中除去。
有利地，第二算法包括用于相對(duì)少數(shù)參考點(diǎn)的至少一個(gè)第二光通量求得多數(shù)參考點(diǎn)的一個(gè)第一光通量的步驟。這里多數(shù)及少數(shù)的概念不應(yīng)僅被理解為從數(shù)字方面看。而也可以是，借助一定區(qū)域中多個(gè)像點(diǎn)或?qū)儆谝粋€(gè)物體組的多個(gè)參考點(diǎn)的更高加權(quán)，也可以考慮，從數(shù)字上看小數(shù)目的參考點(diǎn)被理解為多數(shù)的含義。所提出的分析是特別有利的。即如果在瞬時(shí)攝像的分析期間證實(shí)了大數(shù)目的參考點(diǎn)(或一定數(shù)目高加權(quán)的參考點(diǎn))相對(duì)另一部分參考點(diǎn)不同地運(yùn)動(dòng)，例如當(dāng)?shù)谝还馔看笾聻榱慵暗诙馔棵黠@大于零時(shí)，則可認(rèn)為，具有第二光通量的參考點(diǎn)屬于到目前為止相對(duì)于圖像檢測裝置不運(yùn)動(dòng)的物體，并且不是真正靜止的。被識(shí)別為自身運(yùn)動(dòng)的參考點(diǎn)被從觀察集合中去除，并且只有仍然靜止的參考點(diǎn)被繼續(xù)跟蹤。
在本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型中，第二算法包括借助卡爾曼濾波器對(duì)參考點(diǎn)進(jìn)行濾波的步驟。這里對(duì)卡爾曼濾波器例如可在參考點(diǎn)的實(shí)際被期待的運(yùn)動(dòng)范圍上預(yù)先給定邊界條件。如果一個(gè)參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)例如僅一次地或僅短時(shí)地超過一個(gè)預(yù)先給定的閾值，則可借助卡爾曼濾波器對(duì)它進(jìn)行考察，并且避免輕率地由觀察集合中清除該參考點(diǎn)。
有利地，在不同時(shí)刻上存儲(chǔ)觀察集合的參考點(diǎn)的至少一部分及由存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來確定參考點(diǎn)的分布。由此例如可檢驗(yàn)是否一個(gè)確定的點(diǎn)視其分類而定就光通量的值及方向來說處在一個(gè)所期待的范圍中。被存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的分析也可被用來引起由觀察集合中清除一個(gè)點(diǎn)(例如一個(gè)自身運(yùn)動(dòng)的物體)。在此情況下也可以將全部像點(diǎn)或選擇的像點(diǎn)輸入卡爾曼濾波器及然后用濾波器的結(jié)果來校正到目前為止的點(diǎn)集。接著則可繼續(xù)處理所有一致的像點(diǎn)，即其通量具有在所設(shè)置的邊界條件以內(nèi)的期望值的像點(diǎn)。
有利地，由多數(shù)參考點(diǎn)的一個(gè)相同的光通量來計(jì)算圖像產(chǎn)生裝置或機(jī)動(dòng)車的自身角運(yùn)動(dòng)。如果發(fā)生了觀察集合中多數(shù)參考點(diǎn)的集體運(yùn)動(dòng)，則這可推斷為圖像產(chǎn)生裝置或機(jī)動(dòng)車的自身角運(yùn)動(dòng)。通過該集體運(yùn)動(dòng)的分析可得到角度分量，即俯仰角、偏航角及滾動(dòng)角(Rollwinkel)。并且在這里提供以上所提出的方法，以便可以做出結(jié)論何時(shí)多數(shù)參考點(diǎn)相對(duì)其它的參考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)并允許歸結(jié)為自身角運(yùn)動(dòng)。根據(jù)原理，當(dāng)圖像產(chǎn)生裝置自身角運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行所有參考點(diǎn)的同樣運(yùn)動(dòng)，但由于在實(shí)踐中高的動(dòng)態(tài)邊界條件這通常不會(huì)出現(xiàn)。因此對(duì)于相應(yīng)的應(yīng)用合乎目的的且足夠的是，確定出合適的閾值及用于求得多數(shù)參考點(diǎn)的合適的方法。
有利的是，借助一個(gè)數(shù)學(xué)方程組來描述圖像產(chǎn)生裝置或機(jī)動(dòng)車的自身角運(yùn)動(dòng)，及通過在時(shí)域中對(duì)求得的觀察集合的濾波求得用于計(jì)算自身角運(yùn)動(dòng)的系數(shù)。由此可取消各個(gè)點(diǎn)的分析和/或加權(quán)。這種自身角運(yùn)動(dòng)的確定尤其是可以通過卡爾曼濾波器來支持。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選構(gòu)型，所求得的自身角運(yùn)動(dòng)被輸送給機(jī)動(dòng)車的控制功能部分及由這些控制功能部分在確定和/或執(zhí)行控制干預(yù)時(shí)對(duì)所述自身角運(yùn)動(dòng)進(jìn)行考慮。這里對(duì)于“控制”的概念既可理解為無反饋的控制也可理解為有反饋的調(diào)節(jié)。屬于機(jī)動(dòng)車控制功能的尤其是制動(dòng)功能、如防抱死系統(tǒng)或制動(dòng)輔助，以及穩(wěn)定功能、如電子穩(wěn)定程序(Stabilittskontrolle)。通過考慮對(duì)于機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)而求得的數(shù)據(jù)可以目標(biāo)明確地投入涉及機(jī)動(dòng)車駕駛行為的控制和/或調(diào)節(jié)干預(yù)。在此情況下尤其有利的是，將自身角運(yùn)動(dòng)傳送給這些控制功能部分。
有利的是，在光通量分析時(shí)如下地考慮所求得的自身角運(yùn)動(dòng)，即消除光通量中基于自身角運(yùn)動(dòng)的分量，以便由此得到基本上由純平移引起的光通量。對(duì)該平移視場(Feld)的偏離可歸結(jié)于自身運(yùn)動(dòng)的物體。此外借助平移視場中的長度比較可以求得深度分級(jí)(Tiefenstafflungen)和/或具有相同運(yùn)動(dòng)方向并有相對(duì)速度的物體，如例如在一個(gè)超車的機(jī)動(dòng)車的情況下所得到的。
本發(fā)明還涉及一種用于實(shí)施確定在一個(gè)環(huán)境中機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的方法的裝置，該裝置具有一個(gè)用于借助瞬時(shí)攝像來檢測該環(huán)境的圖像產(chǎn)生裝置；一個(gè)用于借助瞬時(shí)攝像確定光通量的求值裝置；一個(gè)用于存儲(chǔ)多個(gè)參考點(diǎn)的觀察集合的存儲(chǔ)裝置，這些參考點(diǎn)根據(jù)圖像產(chǎn)生裝置的觀察看起來是靜止的；一個(gè)實(shí)現(xiàn)第一算法的第一邏輯電路，用于確定待附加給觀察集合的參考點(diǎn)；和一個(gè)實(shí)現(xiàn)第二算法的第二邏輯電路，用于確定待由觀察集合中消除的參考點(diǎn)。
附圖現(xiàn)在將借助實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明。圖中示出

圖1用于確定一個(gè)機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的一個(gè)方法，及圖2用于實(shí)施確定一個(gè)機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的方法的一個(gè)裝置。
實(shí)施例的說明圖1示出用于確定機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的、尤其是確定機(jī)動(dòng)車的自身角運(yùn)動(dòng)的一個(gè)方法。該方法，例如在該機(jī)動(dòng)車投入使用時(shí)開始于點(diǎn)S。首先可以在一個(gè)可選擇的初始化步驟10中進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)的初始攝取。屬于該初始化步驟的尤其是一個(gè)光通量的第一次計(jì)算、一個(gè)觀察集合的參考點(diǎn)的第一次建立及這些參考點(diǎn)的集合通量的第一次確定。對(duì)于集合通量的概念應(yīng)理解為對(duì)各個(gè)光通量的平均考察，借助它可描述所有的或至少多個(gè)參考點(diǎn)的一個(gè)普遍的共同的光通量。根據(jù)所需的應(yīng)用，可采用不同的方法，例如平均值、中值，幾何平均值、統(tǒng)計(jì)的和/或隨機(jī)的分析。在此情況下起決定作用的尤其是，可以推導(dǎo)出這樣的結(jié)論，即哪些像點(diǎn)或參考點(diǎn)是真正靜止的及這些靜止點(diǎn)具有什么樣的光通量。該初始化步驟10不是強(qiáng)制性必需有的，因?yàn)橛绕涫菂⒖键c(diǎn)的接收及去除是一個(gè)動(dòng)態(tài)的方法，該方法可僅借助以下所述的方法步驟來實(shí)現(xiàn)。
在步驟12中由兩個(gè)瞬時(shí)攝像來計(jì)算一個(gè)光通量。用于確定光通量的方法已由許多方案公知并在現(xiàn)有技術(shù)中被詳細(xì)地描述。對(duì)在步驟12中獲得的光通量數(shù)據(jù)現(xiàn)在將優(yōu)選地用兩個(gè)不同的方式來分析。在此情況下具有步驟14，16和20以及比較步驟18的第一處理方法及具有步驟22，24和26的第二處理方法既可單獨(dú)地也可交替地運(yùn)用，并且在相應(yīng)的預(yù)先措施的情況下也可組合地運(yùn)用。
在第一處理方法中，在檢驗(yàn)步驟14中首先進(jìn)行關(guān)于參考點(diǎn)(靜止點(diǎn))的檢驗(yàn)。也就是說，被識(shí)別為靜止點(diǎn)的像點(diǎn)將作為參考點(diǎn)被接收到觀察集合中；不再滿足靜止點(diǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)的參考點(diǎn)被從觀察集合中取出。在該步驟中也可進(jìn)行在地點(diǎn)上相關(guān)地定位的參考點(diǎn)的求得。在該檢驗(yàn)步驟14后在步驟16中求得這些參考點(diǎn)的集合通量。該集合通量的結(jié)果在比較步驟18中與一個(gè)在先求得的集合通量相比較。如果對(duì)于在先求得的集合通量還未有任何數(shù)據(jù)，則新求得的集合通量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值、尤其是零相比較。如果確定出集合通量未改變，則該方法通過分支N繼續(xù)地進(jìn)行，及然后返回已知的步驟12。如果確定出集合通量有改變，也就是說攝像機(jī)及由此機(jī)動(dòng)車已經(jīng)進(jìn)行了自身角運(yùn)動(dòng)，則該方法通過分支J分轉(zhuǎn)到計(jì)算步驟20，在該計(jì)算步驟中借助直接的計(jì)算或一個(gè)卡爾曼濾波器計(jì)算一個(gè)新的自身角運(yùn)動(dòng)。然后該方法通過步驟12繼續(xù)進(jìn)行。
根據(jù)第二處理方法，對(duì)由步驟12獲得的光通量在步驟22中借助一個(gè)卡爾曼濾波器進(jìn)行處理。在此情況下將數(shù)據(jù)輸入到卡爾曼濾波器中，這些數(shù)據(jù)模擬作為測量值來源的真實(shí)環(huán)境。這將示例地對(duì)于機(jī)動(dòng)車的俯仰顛簸運(yùn)動(dòng)做出說明。對(duì)于確定的機(jī)動(dòng)車在確定的環(huán)境中例如可以假定該俯仰顛簸運(yùn)動(dòng)通常不超過±2°的值及俯仰速度通常不超過±1°/秒的值。該信息被輸入到卡爾曼濾波器中，使得在測量值超過該值的情況下、尤其是在顯著超過的情況下，相應(yīng)點(diǎn)的數(shù)據(jù)被衰減和/或被清除。剛才由第一處理方法已知的對(duì)參考點(diǎn)的檢驗(yàn)，現(xiàn)在將在第二處理方法中，在步驟24中基于由根據(jù)步驟22的卡爾曼濾波得到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行。然后在步驟26中由步驟22的數(shù)據(jù)來計(jì)算新的自身角運(yùn)動(dòng)，當(dāng)無機(jī)動(dòng)車的自身角運(yùn)動(dòng)時(shí)該新的自身角運(yùn)動(dòng)等于零。第一和/或第二處理方法的所求得的新的自身角運(yùn)動(dòng)被傳送給控制單元，這些控制單元被設(shè)置在機(jī)動(dòng)車中或被配置給該機(jī)動(dòng)車。
圖2示出用于實(shí)施確定機(jī)動(dòng)車32的自身運(yùn)動(dòng)的方法的一個(gè)裝置30。該裝置具有一個(gè)圖像產(chǎn)生裝置34，圖像產(chǎn)生裝置借助瞬時(shí)攝像來檢測機(jī)動(dòng)車32的環(huán)境的至少一部分。該機(jī)動(dòng)車32的運(yùn)動(dòng)借助箭頭來表示。這些圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線36被傳送給一個(gè)求值裝置38，在該求值裝置中由瞬時(shí)攝像的圖像數(shù)據(jù)求得至少所選擇的像點(diǎn)的光通量。這些數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)裝置40中。在此情況下該存儲(chǔ)通常是暫時(shí)存儲(chǔ)，暫時(shí)存儲(chǔ)可以涉及瞬時(shí)攝像、各個(gè)圖像片段、像點(diǎn)、參考點(diǎn)、點(diǎn)的組、光通量或涉及其它測量數(shù)據(jù)或被處理的數(shù)據(jù)。對(duì)求值裝置38及存儲(chǔ)裝置40配置了一個(gè)第一邏輯電路42及一個(gè)第二邏輯電路44。借助第一邏輯電路42對(duì)圖像數(shù)據(jù)這樣地進(jìn)行分析，即從瞬時(shí)攝像的圖像數(shù)據(jù)中找出靜止的點(diǎn)。第二邏輯電路主要用于針對(duì)可能將清除的參考點(diǎn)檢查觀察集合。在后置的分析裝置46中針對(duì)自身運(yùn)動(dòng)、尤其是自身角運(yùn)動(dòng)對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對(duì)于數(shù)據(jù)的分析可參考前述說明。在該例中，由分析裝置46求得的這些數(shù)據(jù)被輸送給機(jī)動(dòng)車32的一個(gè)控制裝置48、例如一個(gè)電子穩(wěn)定控制單元，及在調(diào)節(jié)干預(yù)的計(jì)算時(shí)由該穩(wěn)定控制單元考慮。
權(quán)利要求
1.一種用于確定在一個(gè)環(huán)境中機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的方法，其中借助一個(gè)固定在機(jī)動(dòng)車上的圖像產(chǎn)生裝置借助瞬時(shí)攝像來檢測所述環(huán)境的至少一部分，對(duì)至少兩個(gè)瞬時(shí)攝像進(jìn)行分析，以確定多個(gè)像點(diǎn)的光通量，由這些光通量求得一些參考點(diǎn)，這些參考點(diǎn)根據(jù)圖像產(chǎn)生裝置的觀察看起來是靜止的，及將這些參考點(diǎn)收集在一個(gè)觀察集合中，其特征在于，借助一個(gè)第一算法將新的參考點(diǎn)動(dòng)態(tài)地附加給所述觀察集合，及借助一個(gè)第二算法從所述觀察集合中動(dòng)態(tài)地消除一些已有的參考點(diǎn)。
2.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述第一算法包括用于求得其光通量為零或接近零的像點(diǎn)的步驟。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述第一算法包括用于求得其光通量相應(yīng)于在多個(gè)參考點(diǎn)的情況下已被求得的光通量的一些像點(diǎn)的步驟。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述第一算法包括借助一個(gè)卡爾曼濾波器對(duì)這些像點(diǎn)進(jìn)行濾波的步驟。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述第一算法包括用于由一些在地點(diǎn)上相關(guān)地定位的參考點(diǎn)來求得至少一個(gè)物體組的步驟。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述第二算法包括用于求得持久存在的、其位置不改變的參考點(diǎn)的步驟。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述第二算法包括用于相對(duì)少數(shù)參考點(diǎn)的至少一個(gè)第二光通量求得多數(shù)參考點(diǎn)的一個(gè)第一光通量的步驟。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述第二算法包括借助一個(gè)卡爾曼濾波器對(duì)這些參考點(diǎn)進(jìn)行濾波的步驟。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在不同的時(shí)刻上存儲(chǔ)所述觀察集合的這些參考點(diǎn)的至少一部分，及由這些存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來確定這些參考點(diǎn)的分布。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，由多數(shù)參考點(diǎn)的一個(gè)相同的光通量來計(jì)算所述圖像產(chǎn)生裝置或所述機(jī)動(dòng)車的自身角運(yùn)動(dòng)。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，借助一個(gè)數(shù)學(xué)方程組來描述所述圖像產(chǎn)生裝置或所述機(jī)動(dòng)車的自身角運(yùn)動(dòng)，及通過在時(shí)域中對(duì)求得的觀察集合的濾波求得用于計(jì)算所述自身角運(yùn)動(dòng)的系數(shù)。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將求得的自身運(yùn)動(dòng)被傳輸給所述機(jī)動(dòng)車的控制功能部分，及由這些控制功能部分在確定和/或執(zhí)行控制干預(yù)時(shí)考慮所求得的自身運(yùn)動(dòng)。
13.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在對(duì)這些光通量分析時(shí)如下地考慮求得的自身角運(yùn)動(dòng)，即清除光通量中基于所述自身角運(yùn)動(dòng)的部分，以便由此得到基本上由純平移引起的光通量。
14.用于實(shí)施確定在一個(gè)環(huán)境中機(jī)動(dòng)車(32)的自身運(yùn)動(dòng)的方法的、尤其是根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法的裝置(30)，具有一個(gè)用于借助瞬時(shí)攝像檢測該環(huán)境的圖像產(chǎn)生裝置(34)；一個(gè)借助所述瞬時(shí)攝像確定光通量的求值裝置(38)；及一個(gè)用于存儲(chǔ)多個(gè)參考點(diǎn)的觀察集合的存儲(chǔ)裝置(40)，這些參考點(diǎn)根據(jù)所述圖像產(chǎn)生裝置的觀察看起來是靜止的，其特征在于，設(shè)有一個(gè)實(shí)現(xiàn)第一算法的第一邏輯電路(42)，用于確定待附加給所述觀察集合的參考點(diǎn)，及設(shè)有一個(gè)實(shí)現(xiàn)第二算法的第二邏輯電路(44)，用于確定待由所述觀察集合中去除的參考點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定在一個(gè)環(huán)境中機(jī)動(dòng)車的自身運(yùn)動(dòng)的方法，其中借助一個(gè)固定在機(jī)動(dòng)車上的圖像產(chǎn)生裝置借助瞬時(shí)攝像檢測所述環(huán)境的至少一部分，對(duì)至少兩個(gè)瞬時(shí)攝像進(jìn)行分析，以確定多個(gè)像點(diǎn)的光通量，由這些光通量求得一些參考點(diǎn)，這些參考點(diǎn)根據(jù)所述圖像產(chǎn)生裝置的觀察看起來是靜止的，及將這些參考點(diǎn)收集在一個(gè)觀察集合中，其中借助一個(gè)第一算法將新的參考點(diǎn)動(dòng)態(tài)地附加給所述觀察集合，及借助第二算法從所述觀察集合中動(dòng)態(tài)地消除某些已有的參考點(diǎn)。此外本發(fā)明還涉及用于實(shí)施相應(yīng)的方法的裝置(30)。
文檔編號(hào)G06T7/20GK101095163SQ200580045875
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月4日
發(fā)明者A·維爾茨-韋塞爾, F·施泰因 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司