通過第一攝像 頭12獲得情景22的第一影像20。如上所述，第一影像20通過第一影像平面26中的多個 第一點（U 1^1)所代表。圖2的步驟102到118可以按照并非下文所述順序的順序執(zhí)行，且 一些步驟可以省略。在圖2的步驟104,控制器40配置為通過范圍傳感器14獲得情景22 的范圍影像30。
[0070] 在圖2的步驟106,控制器40配置為將范圍影像30 (通過第二影像平面34中的多 個第二點32(112^2，(1)所代表）轉(zhuǎn)換為范圍傳感器坐標(biāo)系〇〇中的三維樣本點（1 2,72,22)。 步驟106可以包括子步驟106A，以獲得用于將范圍傳感器坐標(biāo)系（R)轉(zhuǎn)換到第二影像平面 34的轉(zhuǎn)換矩陣（P2)，從而：
[0072] 該轉(zhuǎn)換矩陣（P2)可以通過范圍傳感器14的特征確定，例如其焦距。在步驟106， 轉(zhuǎn)換矩陣（P2)的逆矩陣（inverse)用于將范圍影像30 (u2，v2，d)轉(zhuǎn)換為點（x2，y2, Z2)的三 維樣本，從而：
[0074] 在圖2的步驟108中，控制器40配置為在范圍傳感器坐標(biāo)系（R)中從三維樣本點 (x 2, y2, Z2)選擇興趣三維區(qū)域（x/，y2% Z2*)。被選擇的三維興趣區(qū)域（x2% y/，Z2*)可以取 決于范圍距離36 (d)(即范圍數(shù)據(jù)決定的選擇體積）。例如，三維興趣區(qū)域可以被選擇為圍 繞最靠近范圍傳感器14的任何物體38的區(qū)域。被選擇的三維興趣區(qū)域（x/，y 2% z/)或體 積的位置、尺寸和形狀可以全都是范圍距離36(d)的函數(shù)，而不是在空間中的固定體積。被 選擇的三維興趣區(qū)域（x 2%y2%z/)可以僅包括情景22中的物體38(見圖2)，所述物體距范 圍傳感器小于的最小距離。
[0075] 在一個實施例中，選擇的三維興趣區(qū)域（x2% y2% z/)僅包括情景22中的在預(yù)定三 維體積（例如圖3A所示和下文所述的體積312)中或表面上的物體38。三維體積可以是立 方體、圓柱體、矩形棱柱、圓錐、三棱柱或其他規(guī)則或不規(guī)則三維形狀。三維體積限定被選擇 的點。在一個例子中，三維體積中每一個被選擇點的空間位置可以是時間的函數(shù)，從而三維 體積的位置、尺寸或形狀可以隨時間改變。例如，這允許追蹤可動物體（例如圖3A和3B所 示的興趣物體304)。
[0076] 在圖2的步驟110中，控制器40配置為將范圍傳感器坐標(biāo)系（R)中的三維興趣區(qū) 域（x 2*，y2*，z2*)變換為第一攝像頭坐標(biāo)系（C1)中的三維興趣區(qū)域（ Xl*，yi*，Zl*)。參見圖1， 三維興趣區(qū)域（x/，y 2% z/)和（χΛ yA Z1*)在絕對空間坐標(biāo)系A(chǔ)中是相同的。步驟110涉 及將三維興趣區(qū)域從一個坐標(biāo)系變換到另一坐標(biāo)線。步驟110可以包括子步驟IlOA以獲 得第一變換矩陣（T 21)，用于將范圍傳感器坐標(biāo)系（R)轉(zhuǎn)換為第一攝像頭坐標(biāo)系（C1),從而：
[0078] 第一變換矩陣（T21)可以從第一攝像頭12和范圍傳感器14之間的已知空間或幾 何關(guān)系確定。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，在三維空間中給定兩個坐標(biāo)系統(tǒng)（frame)，則可以 發(fā)展出變換矩陣，其將來自一個坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為另一坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)，如果兩個坐 標(biāo)系統(tǒng)之間的幾何關(guān)系已知的話。第一攝像頭12和范圍傳感器14可以定位為使得范圍傳 感器坐標(biāo)系（R)和第一攝像頭坐標(biāo)系（C 1)包含坐標(biāo)系統(tǒng)的簡單移位[例如（x2, y2, Z2)到 (Xl，yi，Z1)]。在一個例子中，其中范圍傳感器和第一攝像頭坐標(biāo)系通過沿y軸線的負(fù)5單 位的位移有關(guān)，第一變換矩陣（T21)可以是：
[0080] 圖2的步驟110包括使用第一變換（T21)將三維興趣區(qū)域從范圍傳感器坐標(biāo)系（R) 變換為第一攝像頭坐標(biāo)系（C 1) [ (x/，y2% z/)到（χΛ yi% Z1*)]，從而：
[0082] 在圖2的步驟112中，控制器40配置為將三維興趣區(qū)域（χΛχΛΟ映射到第一 影像平面26以獲得二維興趣區(qū)域（Ul% 〇。步驟112可以包括子步驟112Α，以獲得用于 將第一攝像頭坐標(biāo)系（C1)投影到第一影像平面26的投影矩陣（P 1),從而：
[0084] 可以使用投影矩陣（P1)執(zhí)行用于將三維興趣區(qū)域（Xl% yi% Zl#)映射第一影像平 面26上以獲得二維興趣區(qū)域（Ul% V1O的步驟112,從而：
[0086] 參見圖2,第二攝像頭50 (如圖1所示）可以通過可選步驟114到118而被添加。 第二攝像頭50與范圍傳感器14間隔開第二距離52且限定第二攝像頭坐標(biāo)系（C 2)。在該 例子中，在步驟114 (在于步驟104中獲得范圍影像30之后）中，控制器40配置為獲得情 景22的第三影像54。參見圖1且如上所述，第三影像54通過第三影像平面58中的多個第 三點56 (u3，V3)限定。
[0087] 在圖2的步驟116中，控制器40配置為將多個第三點56 (u3, V3)從第三影像平面 58變換為第一影像平面26。步驟116可以包括子步驟116A，以確定用于將第三影像平面 58轉(zhuǎn)換為第一影像平面26的第二變換矩陣（T 31)。第二變換矩陣（T31)可以從第二攝像頭 50、第一攝像頭12和范圍傳感器14之間的已知空間或幾何關(guān)系而確定。在一個例子中，其 中第一和第二攝像頭坐標(biāo)系與沿y軸線的10個單位的位移有關(guān)，第二變換矩陣（T 31)可以 是：
[0089] 在圖2的步驟118中（在于步驟106中將范圍影像30轉(zhuǎn)換為三維樣本點（x2，y2， z2)之前）控制器40配置為將第三影像54與第一影像20結(jié)合。將來自第一和第二攝像頭 12、50的影像結(jié)合改善分辨率且允許使用低分辨率數(shù)字?jǐn)z像頭作為第一和第二攝像頭12、 50。在一個例子中，第一和第二攝像頭12、50為5兆象素彩色攝像頭。另外，其他攝像頭可 以用于不同的重疊的視野、光譜靈敏度和/或高動態(tài)范圍，且通過上述過程100統(tǒng)一。
[0090] 圖2的過程100可以用于除去背景雜亂部分。圖3A是在實施過程100之前的興 趣物體304的不例性第一影像302的不意圖。參見圖3A，每個圈306不意性地代表情景 中的距第一攝像頭12小于給定距離（例如2米）的其他物體。每一個三角形308示意性 地代表距第一攝像頭12大于給定距離的其他物體，即背景。
[0091] 圖3B是已被分割的第一影像310,其代表在實施過程100之后的圖3A的示例性第 一影像302。這里，三維興趣區(qū)域（x/，y/，z/)被選擇為僅包括距第一攝像頭12小于給定 距離的物體。換句話說，圖3B代表除去了距第一攝像頭12大于給定距離的所有物體之后 的圖3A。替換地，三維興趣區(qū)域（x 2%y2%z/)可以被選擇為僅包括情景中的在預(yù)定三維體 積中或其表面上的物體，所述預(yù)定三維體積例如圖3A所示的體積312。
[0092] 簡要地說，來自范圍傳感器14的數(shù)據(jù)用于選擇第一影像20中的二維興趣區(qū)域，其 為二維強度影像。參見圖1，范圍傳感器14針對與第一攝像頭12相同的坐標(biāo)系被校準(zhǔn)。范 圍影像30與二維第一影像20 (多色或單色）合并，從而三維位置數(shù)據(jù)可被用作用于選擇第 一影像20的相關(guān)部分的標(biāo)準(zhǔn)。來自范圍傳感器14的范圍影像30被轉(zhuǎn)換為三維樣本點，其 可被過濾以僅發(fā)現(xiàn)三維興趣區(qū)域中的點。三維興趣區(qū)域隨后被映射回到第一攝像頭12的 二維第一影像平面26,產(chǎn)生第一影像20中的二維興趣區(qū)域。
[0093] 該二維興趣區(qū)域可隨后被常規(guī)的計算機視覺技術(shù)處理，而忽略二維第一影像20 的其他不相關(guān)部分。換句話說，來自范圍傳感器14的范圍影像30用于分割二維灰度或彩 色強度影像。這允許影像分割，該影像分割在沒有范圍距離36 (見圖1)信息的情況下可能 很困難或不可能做到。該過程可通過低分辨率范圍傳感器14實現(xiàn)。該分割可極大地降低 第一影像20的需要被處理的部分，由此增加處理速度。
[0094] 過程100可以用于分割情景22,其中視野中的結(jié)構(gòu)元件是非常相似的且具有作為 范圍距離36(d)函數(shù)的變化尺度或無序（random)尺度，從而本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的典型技 術(shù)不適用。通過過程100,目標(biāo)范圍處的物體38可以被可以容易地分割，用于進一步通過 二維的第一和/或第二攝像頭12、50分析內(nèi)部特征。另外，過程100可以用于范圍調(diào)試，其 中相對于視野中最近物體38 (最小尺寸）的測量或可為物體或背景平面的最遠(yuǎn)物體