基于立面的車輛前照燈照射角度檢測方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測方法、裝置及系統(tǒng)，本發(fā)明利用車載前方視角相機(jī)，獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，通過圖像處理算法，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果，利用檢測結(jié)果計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量；根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量，自動(dòng)完成前照燈的照射角度檢測。與現(xiàn)有方法相比，本方法不拘泥于車輛檢測站特定的環(huán)境和設(shè)備要求，而且同人工肉眼調(diào)節(jié)的方法相比，提高了車輛前照燈照射角度檢測的準(zhǔn)確性。
【專利說明】基于立面的車輛前照燈照射角度檢測方法、裝置及系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明專利申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年06月20日、申請(qǐng)?zhí)枮?01210206203.7、名稱
為“基于立面的車輛前照燈照射角度檢測方法、裝置及系統(tǒng)”的中國發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及車輛前照燈檢測領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)車輛前照燈照射角度檢測方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]車輛前照燈的作用是在夜間或其它低能見度的情況下，為車輛駕駛員提供照明，并且防止前照燈對(duì)司機(jī)和路人造成眩目。為達(dá)到上述要求，車輛前照燈設(shè)置近光和遠(yuǎn)光兩種工作方式，在前方無來車或不尾隨其它車輛時(shí)使用遠(yuǎn)光照明，當(dāng)車輛交會(huì)或尾隨其它車輛時(shí)使用近光照明。在日常的行駛過程中，由于受到振動(dòng)作用，使得前照燈偏離原來的安裝位置，從而改變光照方向。車輛前照燈光束照射方向不當(dāng)，已成為影響車輛夜間安全行駛的主要隱患之一。因此，保證正確的前照燈照射方向，能使駕駛員看清前方道路從而避免交通事故的發(fā)生。
[0004]現(xiàn)有前照燈光束照射方向的照射角度檢測方法主要有:1)基于屏幕的頭燈人工照射角度檢測方法。即將前照燈光束投影到預(yù)先設(shè)置的屏幕上，然后用肉眼觀察該光束在屏幕上的位置是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可測近光和遠(yuǎn)光。這種方法的特點(diǎn)是設(shè)備簡單，不需要軟件處理系統(tǒng)，但效率較低，而且依賴人的主觀判斷的程度比較大，照射角度檢測結(jié)果誤差大。因此在大流量的檢測線上，很少使用這種照射角度檢測方法。2)采用攝像頭和專用檢測儀設(shè)備的照射角度檢測方法。通過攝像頭拍攝前后兩次不同測量位置的汽前照燈光光束在檢測儀屏幕板上的兩幀照射圖像，經(jīng)計(jì)算機(jī)識(shí)別，找出兩圖像中的特征點(diǎn)、光形中心或近光明暗邊界線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的空間位置，根據(jù)兩點(diǎn)位置確定一直線的原理，測得前照燈光束照射方位角。該方法具備智能化、自動(dòng)檢測技術(shù)水平，但是需要專用檢測儀屏幕版輔助設(shè)施，進(jìn)而增加前照燈檢測成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)目前車輛數(shù)目劇增，現(xiàn)有方法需要大量的人工成本、局限于特定的環(huán)境、檢測設(shè)備，難以滿足日益增多的車輛前照燈檢測的需求，本發(fā)明提出了一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測方法、裝置及系統(tǒng)，以減少檢測過程對(duì)環(huán)境及人員的要求。
[0006]本發(fā)明提供了一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測方法，該方法具體包括:
[0007]獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，所述照射圖像的拍攝方向與所述車輛前照燈照射方向相同；
[0008]利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果；[0009]利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量；
[0010]根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量計(jì)算出前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度。
[0011]一種實(shí)現(xiàn)車輛前照燈照射角度檢測的裝置，該裝置具體包括:
[0012]獲取單元:用于獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，所述照射圖像的拍攝方向與所述車輛前照燈照射方向相同，將所述照射圖像發(fā)送至檢測單元；
[0013]檢測單元:用于利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果，將所述檢測結(jié)果發(fā)送至計(jì)算單元;
[0014]計(jì)算單元:用于利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量；根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量計(jì)算出前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度。
[0015]一種實(shí)現(xiàn)車輛前照燈照射角度檢測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體包括:
[0016]車載前方視角相機(jī):用于照射車輛前照燈在立面上的圖像，發(fā)送至車輛前照燈照射角度檢測裝置；
[0017]車輛前照燈照射角度檢測裝置:用于獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，所述照射圖像的拍攝方向與所述車輛前照燈照射方向相同，利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果；利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量；根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量計(jì)算出前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度。
[0018]可見本發(fā)明具有如下有益效果:
[0019]本發(fā)明利用車載前方視角相機(jī)，在自車停車時(shí)，獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，通過圖像處理算法，檢測圖像中的前照燈特征獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量；根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量計(jì)算出前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度，自動(dòng)完成前照燈照射角度的檢測。與現(xiàn)有方法相比，本方法不拘泥于車輛檢測站特定的環(huán)境和設(shè)備要求，能夠節(jié)約前照燈檢測成本，而且，本發(fā)明基于圖像信息進(jìn)行前照燈照射方向檢測，不依賴于人的主觀判斷，準(zhǔn)確性高，同時(shí)節(jié)約大量成本，達(dá)到智能化、自動(dòng)化水平，能夠滿足日益增多的車輛前照燈檢測的需求，提高了車輛前照燈檢測的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測方法步驟圖例；
[0021]圖2是本發(fā)明相機(jī)坐標(biāo)系和前照燈世界坐標(biāo)系圖例；
[0022]圖3-1是本發(fā)明前照燈光束特征為光心型的檢測效果圖例；
[0023]圖3-2是本發(fā)明前照燈光束特征為拐點(diǎn)型的檢測效果圖例；[0024]圖3-3是本發(fā)明前照燈光束特征為亮暗邊界線型的檢測效果圖例；
[0025]圖4是本發(fā)明前照燈光束特征光心或者拐點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系的投影圖例；
[0026]圖4-1是本發(fā)明前照燈光束方向水平及垂直偏轉(zhuǎn)角度示意圖例；
[0027]圖5是本發(fā)明前照燈光束特征亮暗邊界線在兩個(gè)坐標(biāo)系的投影圖例；
[0028]圖5-1是本發(fā)明前照燈光束方向水平及垂直偏轉(zhuǎn)角度示意圖例；
[0029]圖6是本發(fā)明立面與地面垂直時(shí)，根據(jù)攝像機(jī)成像原理和前照燈與立面之間的距離計(jì)算前照燈世界坐標(biāo)系中，原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量步驟圖例；
[0030]圖7是本發(fā)明照射圖像坐標(biāo)軸與相機(jī)坐標(biāo)系的前圖像平面坐標(biāo)軸圖例；
[0031]圖8是本發(fā)明前照燈調(diào)節(jié)前后光束特征在兩個(gè)坐標(biāo)系的投影圖例；
[0032]圖9是本發(fā)明根據(jù)攝像機(jī)成像原理和前照燈調(diào)節(jié)角度計(jì)算前照燈世界坐標(biāo)系中，原點(diǎn)到前照燈調(diào)節(jié)前立面上光點(diǎn)的方向向量和/或原點(diǎn)到前照燈調(diào)節(jié)后立面上光點(diǎn)的方向向量步驟圖例；
[0033]圖10是本發(fā)明立面與地面不垂直時(shí)，前照燈光束特征在兩個(gè)坐標(biāo)系的投影圖例；
[0034]圖11是本發(fā)明一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測裝置組成圖例；
[0035]圖12是本發(fā)明一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測系統(tǒng)組成圖例。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0037]本發(fā)明提供了一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測方法，利用車載前方視角相機(jī)，在自車停車時(shí)，自動(dòng)完成前照燈的檢測。該方法實(shí)現(xiàn)步驟參見圖1，具體為:
[0038]11、獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，所述照射圖像的拍攝方向與所述車輛前照燈照射方向相同；
[0039]12、利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果；
[0040]13、利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量；
[0041]14、根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量計(jì)算出前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度。
[0042]在本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)，該方法可以在滿足預(yù)先設(shè)置的照射角度檢測條件時(shí)執(zhí)行多次，以獲得多組前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度，其預(yù)先設(shè)置的照射角度檢測條件具體可以包括:按預(yù)定時(shí)間、預(yù)定里程、預(yù)定周期和/或預(yù)定次數(shù)等方式，而且，還可以對(duì)所述多組前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，計(jì)算前照燈光束方向的水平及垂直偏轉(zhuǎn)角度中值，獲得前照燈光束方向的平均水平及垂直偏轉(zhuǎn)角度，獲得可靠的角度計(jì)算范圍，最終獲得穩(wěn)定的平均前照燈角度檢測結(jié)果。
[0043]需要說明的是，在本發(fā)明中對(duì)前照燈光束特征進(jìn)行的車輛前照燈照射角度檢測，需要在相機(jī)位置建立相機(jī)坐標(biāo)系，在前照燈位置建立世界坐標(biāo)系，坐標(biāo)系建立方法參見圖2，具體為:[0044]在相機(jī)位置建立相機(jī)坐標(biāo)系，例如0WA-xyz，其中，y軸指向地面，z軸水平向前與相機(jī)主光軸重合，為相機(jī)坐標(biāo)系水平縱坐標(biāo)；
[0045]在前照燈位置建立世界坐標(biāo)系，例如Owf-XYZ,其中，Y軸垂直指向地面，Z軸沿車身水平縱向向前，為前照燈世界坐標(biāo)系水平縱坐標(biāo)；
[0046]且相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸與世界坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸平行，當(dāng)相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸與世界坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸不平行時(shí)，可利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行圖像校正，使相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸與世界坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸平行，因此，其中步驟11，所述獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，所述照射圖像的拍攝方向，即相機(jī)坐標(biāo)系Z軸方向與車輛前照燈照射方向，即前照燈世界坐標(biāo)系Z軸方向一致，此步驟還可以包括一個(gè)判斷所獲得的照射圖像的拍攝方向與車輛前照燈照射方向是否一致的判斷步驟，如果方向不一致，則對(duì)照射圖像進(jìn)行校正，使之一致。
[0047]需要說明的是，本發(fā)明是基于獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像來進(jìn)行前照燈照射角度檢測的，而立面分為與地面垂直或者不垂直兩種情況，對(duì)于立面與地面垂直的情況來說，可以根據(jù)車輛與立面之間的距離來計(jì)算前照燈照射角度，也可以根據(jù)車輛前照燈調(diào)節(jié)角度來計(jì)算前照燈照射角度。對(duì)于立面與地面不垂直的情況來說，可以根據(jù)車輛與立面之間的距離以及立面與地面的夾角的余角角度來計(jì)算前照燈照射角度，也可以根據(jù)車輛前照燈調(diào)節(jié)角度來計(jì)算前照燈照射角度。
[0048]對(duì)于立面與地面垂直，照射角度不可調(diào)節(jié)式前照燈，采取根據(jù)攝像機(jī)成像原理和相機(jī)與立面之間的距離來檢測前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度，本發(fā)明的方法具體如下:
[0049]不同類型前照燈的照射圖像具有不同形態(tài)，因此可根據(jù)預(yù)先設(shè)置的自車前照燈特征類型，選擇相應(yīng)的圖像處理算法進(jìn)行檢測以獲得前照燈光束特征在照射圖像中的位置這樣的檢測結(jié)果，具體為:
[0050](一)前照燈特征類型為:光心型
[0051]遠(yuǎn)光燈光束的特征點(diǎn)是照射圖像光亮區(qū)的幾何中心，為光心型，檢測效果圖參見圖3-1，該光心型圖像處理算法檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置具體為:采用有限鄰域最大值法確定前照燈光束特征光心在照射圖像中位置；
[0052]相應(yīng)地，
[0053]前照燈燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo):具體為前照燈光束特征光心在照射圖像上的坐標(biāo)，具體通過光心在照射圖像中的位置獲得；
[0054]所述光點(diǎn):具體為前照燈光束特征照射在前照燈世界坐標(biāo)系的立面上的光心，例如參見圖4中A點(diǎn)。
[0055](二)前照燈特征類型為:拐點(diǎn)型
[0056]近光燈光束的特征是照射圖像常常具有拐點(diǎn)特征，為拐點(diǎn)型，檢測效果圖參見圖
3-2，該拐點(diǎn)型圖像處理算法檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置具體為:
[0057]通過邊緣檢測算子得到光束照射圖像的邊緣點(diǎn)；
[0058]對(duì)這些邊緣點(diǎn)進(jìn)行最小二乘擬合，得出兩條邊界線；
[0059]求兩條邊界線交點(diǎn)確定拐點(diǎn)位置。
[0060]相應(yīng)地，
[0061]前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo):具體是前照燈光束特征拐點(diǎn)在照射圖像上的坐標(biāo)，具體通過該拐點(diǎn)在照射圖像中的位置獲得；
[0062]所述光點(diǎn)具體為:前照燈光束特征照射在前照燈世界坐標(biāo)系的立面上的拐點(diǎn)，例如參見圖4中A點(diǎn)。
[0063](三)前照燈特征類型為:亮暗邊界線型
[0064]有時(shí)，近光燈光束的拐點(diǎn)特征并不明顯，需要檢測照射圖像的亮暗邊界線作為前照燈特征，為亮暗邊界線型，檢測效果圖參見圖3-3，該亮暗邊界線型圖像處理算法檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置具體為:
[0065]對(duì)預(yù)先選定的帶有亮暗邊界線的區(qū)域和不含亮暗邊界線的區(qū)域，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，得到亮暗邊界線分類器；
[0066]通過亮暗邊界線分類器分析照射圖像，得到照射圖像的亮暗邊界線的位置。
[0067]相應(yīng)地，
[0068]前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo):具體為從前照燈光束特征亮暗邊界線上任意選取的兩個(gè)點(diǎn)在照射圖像上的坐標(biāo)，具體根據(jù)亮暗邊界線在照射圖像上所在位置的直線方程獲得；
[0069]所述光點(diǎn):具體為所述從前照燈光束特征亮暗邊界線上選取的兩個(gè)點(diǎn)照射在前照燈世界坐標(biāo)系的立面上的兩個(gè)光點(diǎn),例如參見圖5中B、C兩點(diǎn)。
[0070]由此，針對(duì)以上(一 )、(二 )、(三)種不同的前照燈光束特征，進(jìn)行車輛前照燈照射角度檢測。
[0071]其中，步驟13所述利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量，其計(jì)算過程參見圖6，具體包括:
[0072]601、利用所述檢測結(jié)果獲得前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)值；
[0073]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，前照燈光束特征為光心型或者拐點(diǎn)型，所述前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)值具體為前照燈光束特征光心或者拐點(diǎn)在照射圖像上的坐標(biāo)；
[0074]在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，前照燈光束特征為亮暗邊界線型，參見圖5，所述前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)值具體為從前照燈光束特征亮暗邊界線上任意選取兩個(gè)點(diǎn)在照射圖像上的坐標(biāo)值，所述兩個(gè)點(diǎn)在照射圖像上的坐標(biāo)值根據(jù)亮暗邊界線在照射圖像上所在位置的直線方程獲得。
[0075]602、利用所述第一類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)分量=(前照燈光束特征在照射圖像上的該坐標(biāo)軸分量-照射圖像中心點(diǎn)該坐標(biāo)軸分量)X每一像素在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面該坐標(biāo)軸方向上的物理尺寸，獲得所述第一類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)值，所述第一類投影點(diǎn)為前照燈光束特征照射在前照燈世界坐標(biāo)系立面上的光點(diǎn)向相機(jī)所發(fā)出的光線與相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面的交點(diǎn):
[0076]需要說明的是，所述前圖像平面是一個(gè)虛擬的圖像平面，該前圖像平面與實(shí)際目標(biāo)位于相機(jī)光心的同一側(cè)，到相機(jī)光心的距離為相機(jī)焦距f，如圖5所示，而物體在相機(jī)內(nèi)的成像是在感光成像平面成一個(gè)倒立的圖像，位于相機(jī)光心的一側(cè)，因?yàn)榍皥D像平面上的目標(biāo)成像與實(shí)際目標(biāo)方向一致，在本發(fā)明中，為了便于描述和理解，采用前圖像平面進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算；[0077]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)前照燈光束特征為光心型或者拐點(diǎn)型，參見圖4，前照燈光束特征光心或者拐點(diǎn)照射在前照燈世界坐標(biāo)系的立面上的光點(diǎn)為A點(diǎn)，A點(diǎn)向相機(jī)所發(fā)出的光線與相機(jī)坐標(biāo)系的前圖像平面上的交點(diǎn)為A' , K'為第一類投影點(diǎn)，根據(jù)攝像機(jī)成像原理，前照燈光束特征光心或者拐點(diǎn)A'在照射圖像上的坐標(biāo)值只表示在照射圖像中的位置，而不是相機(jī)坐標(biāo)系中的物理單位的坐標(biāo)，所以需要把照射圖像中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系的物理單位的坐標(biāo)，所述物理單位的坐標(biāo)通常以毫米為單位，那么所述第一類投影點(diǎn)A'在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)值具體通過以下計(jì)算得到:
[0078]假設(shè)，前照燈光束特征光心或者拐點(diǎn)A'在照射圖像中的坐標(biāo)為U，V)，此坐標(biāo)在本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)，是通過圖像處理算法得到的具體坐標(biāo)值；
[0079]假設(shè)，照射圖像中的某點(diǎn)(u0，v0)為相機(jī)坐標(biāo)系的前圖像平面的原點(diǎn)(0，0)，在本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)，照射圖像的中心點(diǎn)就是相機(jī)坐標(biāo)系的前圖像平面的原點(diǎn)，照射圖像的中心點(diǎn)是可以得到的具體坐標(biāo)值；
[0080]并且，根據(jù)攝像機(jī)成像原理，照射圖像坐標(biāo)軸與相機(jī)坐標(biāo)系的前圖像平面的坐標(biāo)軸平行，且方向相同，參見圖7;
[0081]假設(shè)，每一像素在相機(jī)坐標(biāo)系的前圖像平面的χ方向上的物理尺寸為dx，在y方向上的物理尺寸為dy，此物理尺寸在本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)，由具體相機(jī)屬性決定，是可以得到的具體尺寸；
[0082]根據(jù)攝像機(jī)成像原理，結(jié)合以上條件，前照燈光束特征光心或者拐點(diǎn)A'在照射圖像中的坐標(biāo)(U，V)與第一類投影點(diǎn)A'在相機(jī)坐標(biāo)系的前圖像平面上的坐標(biāo)(X' ,y')有如下轉(zhuǎn)換關(guān)系:
【權(quán)利要求】
1.一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測方法，其特征在于，該方法具體包括: 獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，所述照射圖像的拍攝方向與所述車輛前照燈照射方向相同； 利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果； 利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量； 根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量計(jì)算出前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度； 其中，所述前照燈光束特征具體為:亮暗邊界線型； 所述利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置具體是對(duì)預(yù)先選定的帶有亮暗邊界線的區(qū)域和不含亮暗邊界線的區(qū)域，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，得到亮暗邊界線分類器；通過亮暗邊界線分類器分析照射圖像，得到前照燈光束特征亮暗邊界線在照射圖像中的位置的直線方程； 所述前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)具體是前照燈光束特征亮暗邊界線上任意選取的兩個(gè)點(diǎn)在照射圖像上的坐標(biāo)，具體通過亮暗邊界線在照射圖像中所在位置的直線方程獲得； 所述光點(diǎn)具體是所述前照燈光束特征亮暗邊界線上任意選取的兩個(gè)點(diǎn)照射在前照燈世界坐標(biāo)系的立面上的兩個(gè)光點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在滿足預(yù)先設(shè)置的照射角度檢測條件時(shí)執(zhí)行多次以獲得多組前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度，且還包括: 對(duì)所述多組前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，獲得最終的前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量，其計(jì)算具體過程包括； 利用所述檢測結(jié)果獲得前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)值； 利用所述第一類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)分量=(前照燈光束特征在照射圖像上的該坐標(biāo)軸分量-照射圖像中心點(diǎn)該坐標(biāo)軸分量)X每一像素在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面該坐標(biāo)軸方向上的物理尺寸，獲得所述第一類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)值，所述第一類投影點(diǎn)為前照燈光束特征照射在前照燈世界坐標(biāo)系立面上的光點(diǎn)向相機(jī)所發(fā)出的光線與相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面的交點(diǎn): 利用相機(jī)焦距，轉(zhuǎn)換所述第一類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)為相機(jī)坐標(biāo)系齊次坐標(biāo)； 將所述第一類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系的齊次坐標(biāo)乘以倍數(shù)得到所述光點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，所述倍數(shù)為相機(jī)與立面之間的距離與世界坐標(biāo)系原點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系中的水平縱軸坐標(biāo)之和； 由所述光點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)與前照燈世界坐標(biāo)系原點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)的差值，計(jì)算出所述光點(diǎn)在前照燈世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；由所述光點(diǎn)在前照燈世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)獲得前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量計(jì)算出前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度，其所述計(jì)算具體過程包括: 確定前照燈光束方向具體是前照燈主光軸方向，所述前照燈主光軸從世界坐標(biāo)系原點(diǎn)出發(fā)，與所述兩個(gè)光點(diǎn)所在亮暗邊界線相交，其交點(diǎn)為確定前照燈主光軸方向向量的點(diǎn)；確定前照燈光束方向水平偏轉(zhuǎn)角和/或確定前照燈光束方向垂直偏轉(zhuǎn)角，所述前照燈光束方向水平偏轉(zhuǎn)角具體為所述前照燈主光軸在水平面上投影線與前照燈世界坐標(biāo)系水平縱坐標(biāo)軸之間的夾角；所述前照燈光束方向垂直偏轉(zhuǎn)角具體為所述前照燈主光軸在水平面上投影線與所述前照燈主光軸之間的夾角； 根據(jù)勾股定理和直角三角形邊角關(guān)系，由所述前照燈主光軸方向向量計(jì)算得到前照燈光束方向水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度； 其中，所述前照 燈主光軸方向向量通過以下兩個(gè)方程式獲得: 所述確定前照燈主光軸方向向量的點(diǎn)的坐標(biāo)等于所述兩個(gè)光點(diǎn)在前照燈世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)組成的含有參數(shù)變量的方程式，所述兩個(gè)光點(diǎn)在前照燈世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)由前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量獲得； 所述前照燈主光軸方向向量，與兩個(gè)平面交線的方向向量組成點(diǎn)乘結(jié)果為零的方程式；其中，所述兩個(gè)平面分別為前照燈世界坐標(biāo)系水平面、前照燈世界坐標(biāo)系原點(diǎn)及所述兩個(gè)光點(diǎn)構(gòu)成的平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，所述照射圖像的拍攝方向與所述車輛前照燈照射方向相同，該步驟具體為獲得車輛前照燈調(diào)節(jié)前在立面上的照射圖像一，所述照射圖像一的拍攝方向與車輛前照燈照射方向相同，還獲得車輛前照燈調(diào)節(jié)后在立面上的照射圖像二，所述照射圖像二的拍攝方向與車輛前照燈照射方向相同； 所述利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果，該步驟具體為利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像一和照射圖像二中的位置，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像一和照射圖像二上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果； 所述利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量，該步驟具體為利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理和所述車輛前照燈的調(diào)節(jié)角度計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中，原點(diǎn)到第一類光點(diǎn)的方向向量和/或原點(diǎn)到第二類光點(diǎn)的方向向量，所述第一類光點(diǎn)為前照燈調(diào)節(jié)前光束特征照射在前照燈世界坐標(biāo)系的立面上的光點(diǎn)，所述第二類光點(diǎn)為前照燈調(diào)節(jié)后光束特征照射在前照燈世界坐標(biāo)系的立面上的光點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理和所述車輛前照燈的調(diào)節(jié)角度計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中，原點(diǎn)到第一類光點(diǎn)的方向向量和/或原點(diǎn)到第二類光點(diǎn)的方向向量，其計(jì)算具體過程包括: 利用所述檢測結(jié)果獲得前照燈光束特征在所述照射圖像一和所述照射圖像二的坐標(biāo)值； 利用第二類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)分量=(前照燈光束特征在照射圖像一上的該坐標(biāo)軸分量-調(diào)節(jié)前照射圖像中心點(diǎn)該坐標(biāo)軸分量)X每一像素在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面該坐標(biāo)軸方向上的物理尺寸，獲得所述第二類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)值，所述第二類投影點(diǎn)為前照燈調(diào)節(jié)前光束特征照射在前照燈世界坐標(biāo)系立面上的光點(diǎn)向相機(jī)所發(fā)出的光線與相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面的交點(diǎn)； 利用第三類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)分量=(前照燈光束特征在照射圖像二上的該坐標(biāo)軸分量-調(diào)節(jié)后照射圖像中心點(diǎn)該坐標(biāo)軸分量)X每一像素在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面該坐標(biāo)軸方向上的物理尺寸，獲得所述第三類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)值，所述第三類投影點(diǎn)為前照燈調(diào)節(jié)后光束特征照射在前照燈世界坐標(biāo)系立面上的光點(diǎn)向相機(jī)所發(fā)出的光線與相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面的交點(diǎn)； 利用相機(jī)焦距，轉(zhuǎn)換所述第二類投影點(diǎn)和第三類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系前圖像平面上的坐標(biāo)為相機(jī)坐標(biāo)系齊次坐標(biāo)； 由所述第二類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系的齊次坐標(biāo)，前照燈世界坐標(biāo)系原點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，計(jì)算獲得由第一類光點(diǎn)，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)和前照燈世界坐標(biāo)系原點(diǎn)構(gòu)成的第二類平面的法向量； 由所述第三類投影點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系的齊次坐標(biāo)，前照燈世界坐標(biāo)系原點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，計(jì)算獲得由第二類光點(diǎn)，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)和前照燈世界坐標(biāo)系原點(diǎn)構(gòu)成的第三類平面的法向量； 由所述第一類光點(diǎn)，第二類光點(diǎn)和前照燈世界坐標(biāo)系原點(diǎn)構(gòu)成第四類平面，該第四類平面的法向量表示為
7.一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測裝置，其特征在于，該裝置具體包括: 獲取單元:用于獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，所述照射圖像的拍攝方向與所述車輛前照燈照射方向相同，將所述照射圖像發(fā)送至檢測單元； 檢測單元:用于利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果，將所述檢測結(jié)果發(fā)送至計(jì)算單元；計(jì)算單元:用于利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量；根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量計(jì)算出前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度； 其中，所述前照燈光束特征具體為:亮暗邊界線型； 所述利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置具體是對(duì)預(yù)先選定的帶有亮暗邊界線的區(qū)域和不含亮暗邊界線的區(qū)域，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，得到亮暗邊界線分類器；通過亮暗邊界線分類器分析照射圖像，得到前照燈光束特征亮暗邊界線在照射圖像中的位置的直線方程； 所述前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)具體是前照燈光束特征亮暗邊界線上任意選取的兩個(gè)點(diǎn)在照射圖像上的坐標(biāo)，具體通過亮暗邊界線在照射圖像中所在位置的直線方程獲得； 所述光點(diǎn)具體是所述前照燈光束特征亮暗邊界線上任意選取的兩個(gè)點(diǎn)照射在前照燈世界坐標(biāo)系的立面上的兩個(gè)光點(diǎn)。
8.一種基于立面的車輛前照燈照射角度檢測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具體包括: 車載前方視角相機(jī):用于照射車輛前照燈在立面上的圖像，發(fā)送至車輛前照燈照射角度檢測裝置； 車輛前照燈照射角度檢測裝置:用于獲得車輛前照燈在立面上的照射圖像，所述照射圖像的拍攝方向與所述車輛前照燈照射方向相同，利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置，獲得包含前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)的檢測結(jié)果；利用所述檢測結(jié)果，根據(jù)攝像機(jī)成像原理計(jì)算出前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量；根據(jù)所述前照燈世界坐標(biāo)系中原點(diǎn)到前照燈光束特征照射在立面上的光點(diǎn)的方向向量計(jì)算出前照燈光束方向的水平和/或垂直偏轉(zhuǎn)角度；其中，所述前照燈光束特征具體為:亮暗邊界線型；所述利用圖像處理算法，檢測前照燈光束特征在照射圖像中的位置具體是對(duì)預(yù)先選定的帶有亮暗邊界線的區(qū)域和不含亮暗邊界線的區(qū)域，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，得到亮暗邊界線分類器；通過亮暗邊界線分類器分析照射圖像，得到前照燈光束特征亮暗邊界線在照射圖像中的位置的直線方程；所述前照燈光束特征在照射圖像上的坐標(biāo)具體 是前照燈光束特征亮暗邊界線上任意選取的兩個(gè)點(diǎn)在照射圖像上的坐標(biāo)，具體通過亮暗邊界線在照射圖像中所在位置的直線方程獲得；所述光點(diǎn)具體是所述前照燈光束特征亮暗邊界線上任意選取的兩個(gè)點(diǎn)照射在前照燈世界坐標(biāo)系的立面上的兩個(gè)光點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G01M11/06GK103926060SQ201410161485
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】劉威, 于紅緋, 袁淮 申請(qǐng)人:東軟集團(tuán)股份有限公司