專利名稱：基于影像的智能機(jī)動(dòng)車控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于由攝像機(jī)獲得的圖像執(zhí)行機(jī)動(dòng)車的橫向和縱向控制的智能機(jī)動(dòng)車控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于提高駕駛員的經(jīng)驗(yàn)和降低在各種行駛條件下的壓力，存在寬廣范圍的自動(dòng)應(yīng)用。這些應(yīng)用使用不同的傳感器技術(shù)，包括基于攝像機(jī)的智能系統(tǒng)?；跀z像機(jī)的智能系統(tǒng)(即視覺系統(tǒng))向操作員提供現(xiàn)場(chǎng)圖像，并且使用圖像處理和圖像識(shí)別算法來輔助駕駛員橫向控制機(jī)動(dòng)車。使用光感測(cè)，這些視覺系統(tǒng)探測(cè)車道并且識(shí)別車輛路徑上的車輛和其他物體。相反地，機(jī)動(dòng)車縱向控制輔助駕駛員保持安全的跟隨距離，提供碰撞警報(bào)，輔助剎車等，這些都使用雷達(dá)或其他測(cè)距儀系統(tǒng)(其不依賴于感測(cè)光)完成。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，機(jī)動(dòng)車系統(tǒng)常使用視頻圖像執(zhí)行橫向控制，但使用除影像外的技術(shù)執(zhí)行縱向控制。然而，人類能夠使用視覺信息做出橫向和縱向控制的復(fù)雜行駛決定。在組合其他基于影像的駕駛員輔助功能(例如橫向控制)與縱向機(jī)動(dòng)車控制的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)重大優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括降低成本、容易安裝和改進(jìn)功能。本發(fā)明的實(shí)施例包括單ー攝像機(jī)系統(tǒng)，其橫向和縱向地控制所述機(jī)動(dòng)車以在高速公路或干線道路上跟隨目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。行駛車道和機(jī)動(dòng)車被所述系統(tǒng)實(shí)時(shí)探測(cè)。所述系統(tǒng)的人機(jī)界面(例如單個(gè)按鈕、顯示器、語音指令系統(tǒng))能夠使駕駛員確認(rèn)或選擇要跟隨的目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。一旦選定目標(biāo)，所述影像系統(tǒng)就精確地且連續(xù)地測(cè)量從宿主機(jī)動(dòng)車到目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的縱向和橫向位移。閉環(huán)控制系統(tǒng)使用測(cè)量結(jié)果(例如基于視頻圖像)，汽車動(dòng)態(tài)特性(例如速度、橫擺角速率)和其他環(huán)境變量輔助駕駛員將所述機(jī)動(dòng)車維持在它的車道中，并且維持距離目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的恒定和/或安全的距離。所述系統(tǒng)還考慮到自動(dòng)機(jī)動(dòng)車控制(即在駕駛員不干渉的條件下跟隨目標(biāo))。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于縱向和橫向控制機(jī)動(dòng)車的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括產(chǎn)生代表機(jī)動(dòng)車前方視場(chǎng)的多個(gè)圖像的攝像機(jī)，和接收所述多個(gè)圖像的控制器。所述控制器探測(cè)所述多個(gè)圖像中的物體，從所述多個(gè)圖像中提取多個(gè)特征，基于來自所述多個(gè)圖像中的一個(gè)或多個(gè)圖像的多個(gè)特征產(chǎn)生參考特征繪圖，基于來自所述多個(gè)圖像中的ー個(gè)圖像的多個(gè)特征產(chǎn)生比較特征繪圖，比較所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖，并且基于所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖之間的差異，確定所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的縱向位置。在另ー個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了ー種使用前視攝像機(jī)控制機(jī)動(dòng)車的方法。所述方法包括如下動(dòng)作，即探測(cè)由攝像機(jī)產(chǎn)生的多個(gè)圖像中的物體，從所述多個(gè)圖像提取多個(gè)特征，基于來自所述多個(gè)圖像中的一個(gè)或多個(gè)圖像的多個(gè)特征產(chǎn)生參考特征繪圖，基于來自所述多個(gè)圖像中的一個(gè)圖像的多個(gè)特征產(chǎn)生比較特征繪圖，比較所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖，并且基于所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖之間的差異，確定所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的縱向位置。通過考慮所述詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的其他方面將變得明顯。


圖I是用于使用來自攝像機(jī)的圖像橫向和縱向控制機(jī)動(dòng)車的系統(tǒng)的方框圖；
圖2是由圖I的系統(tǒng)產(chǎn)生的用于選擇要跟隨的目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的道路和機(jī)動(dòng)車的示例性圖像；圖3A是顯示圖I的系統(tǒng)的人機(jī)界面實(shí)施例的機(jī)動(dòng)車內(nèi)部的平面圖；圖3B是圖3A的人機(jī)界面的自旋按鈕的實(shí)施例的俯視圖和側(cè)視圖；圖3C是圖3A的人機(jī)界面的切換鍵的實(shí)施例的俯視圖和側(cè)視圖；圖4是跟隨距離指示器的實(shí)施例；圖5A和5B是目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的不例性圖像,顯不從具有探測(cè)的映射關(guān)系的圖像提取的各種特征；圖6A和6B是從圖5A和5B提取的映射特征產(chǎn)生的示例性比較特征繪圖；圖7是兩幅圖像之間比例變化的圖示；圖8顯示用于使用來自攝像機(jī)的圖像橫向和縱向控制機(jī)動(dòng)車的過程的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明在它的應(yīng)用方面不限于下面的描述所闡明的或附圖所圖示的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)和部件的設(shè)置。本發(fā)明能夠是其他實(shí)施例和以其他方式實(shí)踐或執(zhí)行。圖I顯示合并了本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)100的方框圖。系統(tǒng)100包括控制器105、攝像機(jī)110、人機(jī)界面(HMI) 115、車道改變輔助系統(tǒng)120、轉(zhuǎn)向控制器125和速度控制器130。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)110是執(zhí)行合適的光接收技術(shù)的單目攝像機(jī)(例如CMOS或CCD )。根據(jù)光接收技術(shù)的類型，攝像機(jī)110捕捉在可見和/或紅外光譜中的彩色圖像或灰度圖像。彩色圖像基于物體顔色的差異進(jìn)行分析，而黑白圖像基于灰度進(jìn)行分析?？梢姽庾V中的圖像利用具有人眼可見的頻率的反射光來探測(cè)。替代地，在近紅外光譜中的圖像具有比人眼可見的那些光譜的頻率更高的頻率，并且能夠在夜間增加前視距離。不同的攝像機(jī)探測(cè)ー個(gè)或多個(gè)這些圖像。系統(tǒng)100能夠使用由攝像機(jī)110提供的這些圖像中的ー個(gè)或多個(gè)來分析物體。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)110安裝在機(jī)動(dòng)車的擋風(fēng)玻璃后面的小室中，并產(chǎn)生機(jī)動(dòng)車前面區(qū)域的圖像?？刂破?05包括多個(gè)模塊，其中包括自動(dòng)目標(biāo)選擇模塊(例如基于規(guī)則的專家系統(tǒng))、車道標(biāo)識(shí)探測(cè)模塊、物體/機(jī)動(dòng)車探測(cè)模塊、特征提取模塊、特征繪圖產(chǎn)生模塊、基于曲線的特征繪圖跟蹤模塊和車道改變目標(biāo)跟隨模塊。機(jī)動(dòng)車控制系統(tǒng)100通過跟蹤目標(biāo)機(jī)動(dòng)車進(jìn)行操作。系統(tǒng)100控制機(jī)動(dòng)車以跟隨目標(biāo)機(jī)動(dòng)車并且維持所述機(jī)動(dòng)車與目標(biāo)機(jī)動(dòng)車相距設(shè)定的距離。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，系統(tǒng)100必須知道哪輛機(jī)動(dòng)車是目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。自動(dòng)目標(biāo)選擇用于識(shí)別在所述機(jī)動(dòng)車前方的最相關(guān)的潛在目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。系統(tǒng)100基于從所述攝像機(jī)接收的信息(例如車道標(biāo)識(shí)、物體探測(cè))和關(guān)于機(jī)動(dòng)車和駕駛員的信息起作用。關(guān)于所述機(jī)動(dòng)車的信息從所述機(jī)動(dòng)車上的傳感器或機(jī)動(dòng)車中的傳感器獲得并且標(biāo)示例如機(jī)動(dòng)車的速度、機(jī)動(dòng)車的橫擺角、車輪的轉(zhuǎn)向角等情況。駕駛員信息包括所述駕駛員是否正在啟動(dòng)或致動(dòng)轉(zhuǎn)向燈、加速器和/或制動(dòng)器以及駕駛員視線上的信息(例如駕駛員正在檢查側(cè)視鏡)使用這個(gè)信息，系統(tǒng)100確定所述駕駛員是否正在保持機(jī)動(dòng)車在目前的車道上，移動(dòng)到另ー車道，維持速度和/或改變速度。使用基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，系統(tǒng)100選擇在攝像機(jī)圖像中的最可能是目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的機(jī)動(dòng)車。例如，在圖2，如果系統(tǒng)100確定所述駕駛員正在維持機(jī)動(dòng)車在它目前的車道上，系統(tǒng)100識(shí)別機(jī)動(dòng)車200作為潛在的目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。如果系統(tǒng)100確定機(jī)動(dòng)車100正在改變到左側(cè)車道，一旦完成車道改變，系統(tǒng)100識(shí)別機(jī)動(dòng)車205作為潛在的目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。使用攝像機(jī)圖像能夠識(shí)別車道標(biāo)識(shí)并因而精確地確定所述機(jī)動(dòng)車占用的車道和車道上的每個(gè)潛在目標(biāo)機(jī)動(dòng)車中的每ー輛，允許比至少ー些基于雷達(dá)的系統(tǒng)更精確地獲得目標(biāo)。一旦識(shí)別了潛在的目標(biāo)機(jī)動(dòng)車，系統(tǒng)100在顯示器上強(qiáng)調(diào)所述潛在的目標(biāo)機(jī)動(dòng)車(例如通過顯示圍繞所述潛在的目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的方框)，所述顯示器還顯示來自攝像機(jī)110的圖像。然后，所述駕駛員能夠選擇被強(qiáng)調(diào)的機(jī)動(dòng)車作為目標(biāo)機(jī)動(dòng)車并且能 夠自動(dòng)控制。作為選擇，所述駕駛員能夠選擇顯示的其他機(jī)動(dòng)車中的一輛作為目標(biāo)機(jī)動(dòng)車進(jìn)行自動(dòng)控制。作為又ー選項(xiàng)，所述駕駛員不能選擇任何機(jī)動(dòng)車作為目標(biāo)機(jī)動(dòng)車，而是維持手動(dòng)控制所述機(jī)動(dòng)車。HMI 115允許系統(tǒng)100和機(jī)動(dòng)車的操作員交換信息(例如目標(biāo)選擇、跟隨距離等)。所述信息以語音(例如話音、嘩嘩聲等)、視覺(例如影像、光等)或者觸覺(例如方向盤震動(dòng))方式被提供給操作員。影像顯示器定位在機(jī)動(dòng)車中的ー個(gè)或多個(gè)位置上。例如，影像顯示器能夠定位在機(jī)動(dòng)車的儀表板上，方向盤上或控制臺(tái)上。在一些實(shí)施例中，影像經(jīng)由平視顯示器提供給所述駕駛員。在一些實(shí)施例中，所述影像顯示器顯示來自攝像機(jī)110的原始圖像。在其他實(shí)施例中，所述影像顯示器顯示基于由攝像機(jī)110捕捉的圖像的平面圖。所述操作員經(jīng)由語音、按鈕和/或觸摸屏向系統(tǒng)100提供信息。在一些實(shí)施例中，語音指令允許操作員通過顔色或類型(例如小汽車或卡車)識(shí)別機(jī)動(dòng)車，以及選擇和取消選擇目標(biāo)。圖3A顯示HMI115的實(shí)施例。HMI115包括影像顯示器305和按鈕310。能夠使操作員向系統(tǒng)100提供反饋(例如輸入)或信息的其他元件包括加速器315、制動(dòng)器踏板320、方向盤325和轉(zhuǎn)向燈(未顯示)。影像顯示器305顯示來自攝像機(jī)110的圖像以及由控制器105提供的附加信息(例如目標(biāo)識(shí)別)。按鈕310允許操作員選擇目標(biāo)(例如啟動(dòng)跟隨)、取消選擇目標(biāo)(例如解除跟隨)和調(diào)整跟隨距離。在一些實(shí)施例中，按鈕310具有用于顯示多個(gè)彩色光的半透明部分。例如，當(dāng)按鈕310是灰色的或無光的時(shí)，系統(tǒng)100指示系統(tǒng)100沒有識(shí)別出要跟隨的目標(biāo)。當(dāng)按鈕310是暗顏色(例如藍(lán)色)或閃光時(shí)，系統(tǒng)100指示目標(biāo)已經(jīng)被識(shí)別(例如顯示在顯示器305上)，并且按壓所述按鈕將選擇所述目標(biāo)且啟動(dòng)跟隨。當(dāng)按鈕310是亮顏色(例如緑色)時(shí)，系統(tǒng)100指示跟隨模式被激活。當(dāng)跟隨模式被激活時(shí)，按壓按鈕310解除所述目標(biāo)，并且使機(jī)動(dòng)車返回到手動(dòng)控制。在一些實(shí)施例中，按鈕310具有切換或自旋功能。圖3A顯示具有凸緣350和滾動(dòng)球355的自旋按鈕310’。使用者在任意方向上旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)球355以在顯示器305上移動(dòng)目標(biāo)機(jī)動(dòng)車識(shí)別。當(dāng)在顯示器305上識(shí)別預(yù)期目標(biāo)機(jī)動(dòng)車時(shí)，使用者向下(見箭頭360)按壓滾動(dòng)球355以選擇目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。當(dāng)在跟隨模式中指示系統(tǒng)100縮小跟隨距離(即從所述機(jī)動(dòng)車到目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的距離)時(shí)，向上自旋滾動(dòng)球355 (見箭頭365)。當(dāng)在跟隨模式中指示系統(tǒng)100増加所述跟隨距離吋，向下自旋滾動(dòng)球355 (見箭頭370)。圖3B顯示切換鍵310’ ’。切換鍵310’ ’能夠圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)380旋轉(zhuǎn)。使用者通過按壓按鈕310’ ’的向上端部385和向下端部390切換按鈕310’ ’以在顯示器305上移動(dòng)目標(biāo)機(jī)動(dòng)車識(shí)別。當(dāng)所述預(yù)期目標(biāo)機(jī)動(dòng)車在顯示器305上被識(shí)別吋，使用者按壓切換鍵(見箭頭395)以選擇目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。當(dāng)在跟隨模式中指示系統(tǒng)100縮小跟隨距離(即從所述機(jī)動(dòng)車到目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的距離)時(shí)，切換按鈕310’ ’的向上端部385。當(dāng)在跟隨模式在指示系統(tǒng)100增加所述跟隨距離時(shí)，切換按鈕310’’的向下端部390。在一些實(shí)施例中，按鈕310還在機(jī)動(dòng)車太靠近另一機(jī)動(dòng)車(例如緊跟著前車行駛)時(shí)通過照亮特定顔色光(例如紅色)進(jìn)行標(biāo)示。所述跟隨距離經(jīng)由目標(biāo)車輛的相對(duì)尺寸(例如目標(biāo)機(jī)動(dòng)車圖像越大，距離越近)而 在顯示器305上標(biāo)示。另外，顯示器305能夠包括形式為標(biāo)示距離目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的距離(例如以英尺計(jì)量)的數(shù)字讀出的跟隨距離標(biāo)識(shí)。圖4顯示跟隨距離指示器400的替代實(shí)施例，它用于向機(jī)動(dòng)車操作員指示距離目標(biāo)機(jī)動(dòng)車405的當(dāng)前距離以及一個(gè)或多個(gè)推薦的跟隨距離410。在一些實(shí)施例中，跟隨距離指示器400被提供在顯示器305上或者作為單獨(dú)的指示器(例如設(shè)置在機(jī)動(dòng)車的儀表板上)。在一些實(shí)施例中，操作員通過平緩地按壓加速器315 (即縮小跟隨距離)或制動(dòng)器320 (即增加所述跟隨距離)調(diào)整所述跟隨距離。另外，更重地推壓加速器315或制動(dòng)器320解除跟隨所述目標(biāo)機(jī)動(dòng)車(例如類似于巡航控制的操作)，使所述機(jī)動(dòng)車返回到手動(dòng)控制。解除所述目標(biāo)機(jī)動(dòng)車的跟隨的其他方法包括轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤325 (例如改變車道)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)向燈開關(guān)。在一些實(shí)施例中，語音指令允許操作員修改系統(tǒng)100的操作。例如，語音指令能夠用來基于顯示器305上物體的顔色或所顯示的機(jī)動(dòng)車的類型(例如從小汽車到摩托車)選擇潛在的目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。語音指令還用來啟動(dòng)/解除跟隨所述目標(biāo)，修改所述目標(biāo)的選擇，改變跟隨距離和指示希望改變車道或使機(jī)動(dòng)車在車道中居中。系統(tǒng)100使用由攝像機(jī)110獲得的圖像識(shí)別目標(biāo)機(jī)動(dòng)車并且維持橫向和縱向接近目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。機(jī)動(dòng)車前方(即攝像機(jī)Iio的視場(chǎng)中)的物體被使用例如博世多用途攝像機(jī)的基于影像的物體探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)。在一些實(shí)施例中，由攝像機(jī)110執(zhí)行物體探測(cè)。在其他實(shí)施例中，由控制器105使用攝像機(jī)110提供的圖像執(zhí)行物體探測(cè)。系統(tǒng)100分析所探測(cè)的物體并且從所探測(cè)的物體識(shí)別目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。一旦操作員選擇目標(biāo)機(jī)動(dòng)車，系統(tǒng)100使用特征提取和基于曲線的跟蹤橫向和縱向接近所述目標(biāo)機(jī)動(dòng)車。當(dāng)目標(biāo)被選擇時(shí)，系統(tǒng)100使用特征提取產(chǎn)生的參考特征繪圖(即基礎(chǔ)模型)。例如，圖5A顯示機(jī)動(dòng)車500的第一圖像。系統(tǒng)100從所述第一圖像提取多個(gè)區(qū)別性特征505。系統(tǒng)100存儲(chǔ)每個(gè)特征505的屬性的描述符和每個(gè)特征505的位置。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100使用特征分類以核實(shí)所提取的特征來自意圖的目標(biāo)物體。在一些實(shí)施例中，所提取的特征能夠用作參考特征繪圖。在其他實(shí)施例中，系統(tǒng)100使用多個(gè)圖像以獲得特征和邊緣映射并且產(chǎn)生參考特征繪圖。圖5B顯示在時(shí)間t+At時(shí)的機(jī)動(dòng)車的第二圖像(即在捕捉第一圖像后At時(shí)間時(shí))。再次，系統(tǒng)100從第二圖像中提取多個(gè)區(qū)別性特征505。在圖5A和5B中編號(hào)的特征505代表由系統(tǒng)100提取的用于第一和第二圖像的特征。用“X”代表的特征是用系統(tǒng)100從所述圖像中的一個(gè)中而不是從另一個(gè)中提取的特征。因?yàn)椤癤”特征在另一圖像中沒有對(duì)應(yīng)特征，它們被系統(tǒng)100拋棄。系統(tǒng)100使用特征映射以使第一圖像中的特征fl與第二圖像中的特征f2相匹配(即/I 0 /2)。系統(tǒng)100還產(chǎn)生置信度水平的度量，系統(tǒng)100具有特征fl和f2映射-Conf(fl，f2)。這個(gè)置信度水平與特征映射閾值比較，conf(fl，f2)彡閾值。如果所述置信度水平超過所述閾值，系統(tǒng)100確定在f I和f2之間存在映射。所述特征映射閾值被調(diào)整以控制特征繪圖的大小。例如，所述閾值的水平越高，被發(fā)現(xiàn)在第一和第二圖像之間映射的特征數(shù)量越少。所述閾值的水平被選擇成獲得有效的特征繪圖計(jì)算。也就是說，所述閾值的水平被選擇成提供足夠的特征以精確地識(shí)別所述目標(biāo)同時(shí)使用盡可能少數(shù)量的特征，從而計(jì)算能夠被快速地執(zhí)行。
如圖6A和6B所示，系統(tǒng)100還產(chǎn)生特征505之間的邊緣600。結(jié)果是構(gòu)成為特征平面曲線拓?fù)鋱D的物體特征繪圖。使用邊緣映射，系統(tǒng)100尋求在第一和第二圖像之間匹配的成對(duì)的特征
Zi(I)and/<(2)其中，fA (I)是來自圖像A的第一特征，fA (2)是來自圖像A的第二特征，fB (I)是來自圖像B的第一特征等。當(dāng)發(fā)生這些時(shí)，在第一圖像中的邊緣E (fA (I), fA (2))和第二圖像中的邊緣E(fB (O, fB (2))之間存在映射(即 E (fA (I), fA (2)) =E (fB (I), fB (2)))。然后，系統(tǒng)100產(chǎn)生匹配的特征的映射置信度乘積的邊緣置信度水平 conf (EfA(l)，fA ⑵)，E (fB (I)，fB (2))) =Conf (fA(l)，fB (I)) x (fA (2)，fB (2))。使用所述特征和映射邊緣推導(dǎo)參考特征繪圖。所述特征繪圖包括一組具有綜合性圖像屬性的頂點(diǎn)Vb的區(qū)別性特征，和代表圖像空間中特征的位置之間的空間距離的邊緣Eb。所述特征從圖像的目標(biāo)區(qū)域推導(dǎo)出并且能夠使用特定的分類技術(shù)進(jìn)行核實(shí)以保證它們屬于要跟蹤的富有意義的物體。在產(chǎn)生所述參考特征繪圖后，緊隨著從來自攝像機(jī)110的后續(xù)圖像產(chǎn)生比較特征繪圖。所述比較特征繪圖包括一組提取的特征，其與參考特征繪圖的特征一對(duì)一映射。為了實(shí)現(xiàn)健壯的特征繪圖軌跡而產(chǎn)生與所述參考特征繪圖(Graph (VB，Eb))完美匹配的最復(fù)雜的比較特征繪圖(Graph (Vd，Ed))。然而，由于計(jì)算復(fù)雜度(例如處理速度和/或乘方)的限制，曲線的尺寸被設(shè)限。如果在所述比較特征繪圖和參考特征繪圖之間不構(gòu)成完美匹配，所述比較特征繪圖的頂點(diǎn)逐漸減小，直到構(gòu)成對(duì)參考特征繪圖的子同構(gòu)現(xiàn)象。如果所述最終匹配的曲線的尺寸小于閾值，所述匹配被認(rèn)為是不可靠的。在一些實(shí)施例中，在出現(xiàn)多個(gè)連續(xù)的不可靠的匹配后，目標(biāo)被認(rèn)為失去。一旦在比較特征繪圖和參考特征繪圖之間構(gòu)成匹配，系統(tǒng)100確定所述機(jī)動(dòng)車和目標(biāo)之間的距離是否已經(jīng)改變。系統(tǒng)100通過比較所述比較特征繪圖與所述參考特征繪圖之間的比例(例如，如果所述比例沒有改變，所述距離沒有改變)做出這個(gè)確定。為了做出這個(gè)確定，系統(tǒng)100使用下述等式產(chǎn)生所有產(chǎn)生在所述參考特征繪圖和比較特征繪圖之間的邊緣長(zhǎng)度的所有變化的加權(quán)測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車的縱向和橫向控制的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 攝像機(jī)，其產(chǎn)生多個(gè)代表所述機(jī)動(dòng)車前方視場(chǎng)的圖像；和 控制器，其接收所述多個(gè)圖像并且 探測(cè)所述多個(gè)圖像中的物體； 從所述多個(gè)圖像中提取多個(gè)特征； 產(chǎn)生連接所述多個(gè)特征的對(duì)的多個(gè)邊緣，所述邊緣的長(zhǎng)度代表所述多個(gè)特征之間的空間距離； 基于來自所述多個(gè)圖像中的ー個(gè)或多個(gè)的所述多個(gè)特征和多個(gè)邊緣產(chǎn)生參考特征繪圖； 基于來自所述多個(gè)圖像中的一個(gè)的所述多個(gè)特征和多個(gè)邊緣產(chǎn)生比較特征繪圖， 比較所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖，以及 基于所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖之間的差異確定所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的縱向位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在干， 基于所述多個(gè)圖像中的比較特征繪圖的位置，所述控制器確定所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的橫向位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述相同圖像用于確定所述縱向位置和所述橫向位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述控制器調(diào)整所述機(jī)動(dòng)車的速度和方向以維持所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的縱向位置和橫向位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述參考特征繪圖是使用從所述多個(gè)圖像中的兩個(gè)或更多個(gè)圖像提取的多個(gè)特征產(chǎn)生的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述參考特征繪圖包括從所述多個(gè)圖像中的兩個(gè)或更多個(gè)圖像提取的多個(gè)特征，其具有的映射特征的置信度水平超過閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在干， 在所述比較特征繪圖中使用的多個(gè)特征被減小，直到所述比較特征繪圖的多個(gè)特征匹配所述參考特征繪圖的多個(gè)特征。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述系統(tǒng)還包括當(dāng)與所述參考特征繪圖的多個(gè)特征相匹配的所述比較特征繪圖的多個(gè)特征小于閾值時(shí)，確定所述物體不位于所述多個(gè)圖像中。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述參考特征繪圖的特征的數(shù)量選擇成使得所述特征的數(shù)量足夠大以保證所述物體被精確地識(shí)別和所述特征的數(shù)量足夠小以考慮計(jì)算效率。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的縱向位置基于所述比較特征繪圖和所述參考特征繪圖之間的比例的改變來確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述控制器使用所述參考特征繪圖和比較特征繪圖之間多個(gè)邊緣的長(zhǎng)度中的變化的加權(quán)測(cè)量來確定所述比例的變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述系統(tǒng)還包括人機(jī)界面，所述控制器基于由所述人機(jī)界面接收的輸入調(diào)整所述參考特征繪圖的比例。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述人機(jī)界面包括搖臂開關(guān)，當(dāng)所述搖臂開關(guān)被向上按壓時(shí)，所述控制器増加所述參考特征繪圖的比例，并且當(dāng)所述搖臂開關(guān)被向下按壓時(shí)，所述控制器減小所述參考特征繪圖的比例。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述人機(jī)界面包括滾輪開關(guān)，當(dāng)所述滾輪開關(guān)被在向上方向上滾動(dòng)時(shí)，所述控制器增加所述參考特征繪圖的比例，并且當(dāng)所述滾輪開關(guān)被在向下方向上滾動(dòng)時(shí)，所述控制器減小所述參考特征繪圖的比例。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述輸入是所述機(jī)動(dòng)車的加速器、機(jī)動(dòng)車的制動(dòng)器踏板、按鈕、語音指令和觸摸屏中的至少ー個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述系統(tǒng)的狀態(tài)包括要跟蹤的物體還沒有被識(shí)別，要跟蹤的物體已經(jīng)被識(shí)別但未被選擇，物體正在被跟蹤和所述機(jī)動(dòng)車離物體太近。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在干， 所述系統(tǒng)還包括按鈕，所述按鈕以多個(gè)顔色中的一個(gè)顏色被照亮以指示所述系統(tǒng)的狀態(tài)。
18.一種用于使用前視攝像機(jī)控制機(jī)動(dòng)車的方法，所述方法包括 使用攝像機(jī)產(chǎn)生的多個(gè)圖像探測(cè)物體； 從所述圖像提取多個(gè)特征； 產(chǎn)生連接所述多個(gè)特征的對(duì)的多個(gè)邊緣，所述邊緣的長(zhǎng)度代表所述多個(gè)特征之間的空間距離； 基于來自所述多個(gè)圖像中的ー個(gè)或多個(gè)的所述多個(gè)特征和多個(gè)邊緣產(chǎn)生參考特征繪圖； 基于來自所述多個(gè)圖像中的一個(gè)圖像的所述多個(gè)特征和多個(gè)邊緣產(chǎn)生比較特征繪圖； 比較所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖，以及 基于所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖之間的差異確定所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的縱向位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在干， 所述方法還包括基于所述比較特征繪圖在所述多個(gè)圖像中的位置確定所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的橫向位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在干，所述方法還包括調(diào)整所述機(jī)動(dòng)車的速度和方向以維持所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的縱向位置和橫向位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在干， 所述方法還包括減小所述比較特征繪圖中所用的多個(gè)特征，直到所述比較特征繪圖的
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在干， 所述方法還包括當(dāng)與所述參考特征繪圖的多個(gè)特征相匹配的所述比較特征繪圖的多個(gè)特征小于閾值時(shí)，確定所述物體不位于所述多個(gè)圖像中。
23.根據(jù)權(quán)カ要求18所述的方法，其特征在干， 所述方法還包括使用所述參考特征繪圖和比較特征繪圖之間的多個(gè)邊緣長(zhǎng)度的變化的加權(quán)測(cè)量進(jìn)行比較以確定比例的變化。
全文摘要
一種用于機(jī)動(dòng)車的縱向和橫向控制的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括產(chǎn)生多個(gè)代表所述機(jī)動(dòng)車前方視場(chǎng)的圖像的攝像機(jī)，和接收所述多個(gè)圖像的控制器。所述控制器探測(cè)在多個(gè)圖像中的物體，從所述多個(gè)圖像中提取多個(gè)特征，基于來自所述多個(gè)圖像中的一個(gè)或多個(gè)圖像的多個(gè)特征的產(chǎn)生參考特征繪圖，基于來自所述多個(gè)圖像中的一個(gè)的多個(gè)特征產(chǎn)生比較特征繪圖，比較所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖，并且基于所述參考特征繪圖和所述比較特征繪圖之間的差異，確定所述機(jī)動(dòng)車相對(duì)于所述物體的縱向位置。
文檔編號(hào)B60W30/16GK102859568SQ201180018668
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
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