單個相機距離估計的制作方法
【專利摘要】用于估計到對象或特征的距離的系統和方法。距離估計跨越由單個相機拍攝到的圖像追蹤特征并且使用地面運動的估計來確定到追蹤到的特征的距離估計。
【專利說明】單個相機距離估計
【技術領域】
[0001]當前的描述涉及從由單個相機拍攝到的圖像確定到對象的距離，尤其是，涉及被用于車輛中以確定到障礙物的距離的系統。
【背景技術】
[0002]在車輛中使用相機系統變得越來越常見。相機系統可以提供來自車輛不同位置的視野。例如，相機可用于提供盲點視野或者后視野以便在倒車時輔助駕駛員。
[0003]在沒有額外傳感器的情況下，難以從由單個相機拍攝到的圖像確定到對象的距離。由此，如果相機系統用于提供到對象的距離信息，例如，在倒車時到停放車輛的距離，則需要額外的傳感器，包括使用聲吶的測距傳感器、或者用于提供立體信息的額外相機。這些額外的傳感器可能昂貴且增加了系統的安裝耗時。
[0004]期望的是具有能夠提供到一個或多個對象的距離信息的單個相機系統。
【發明內容】
[0005]根據本公開，提供了用于確定從安裝到車輛的相機至障礙物的距離的方法，該方法包括:跨越兩個或更多連續圖像追蹤多個特征；基于跨越兩個或更多連續圖像追蹤到的多個特征的各自的運動和地面運動估計從追蹤到的多個特征中識別離地特征；以及基于投影到地平面的、由相機拍攝到的圖像中的特征的運動和地面運動估計，為多個特征中的每個離地特征計算到相機的距離。
[0006]根據本公開，還提供了用于執行存儲在存儲器中的指令的處理器，該處理器用于確定從安裝到車輛的相機至障礙物的距離，該指令將該處理器配置成跨越兩個或更多連續圖像追蹤多個特征；基于跨越兩個或更多連續圖像追蹤到的多個特征的各自的運動和地面運動估計，從追蹤到的多個特征識別離地特征；以及對于每個離地特征，基于投影到地平面的、由相機拍攝到的圖像中的特征的運動和地面運動估計計算到相機的距離。
[0007]根據本公開，還提供了用于確定對于障礙物的距離的系統，該系統包括安裝到車輛的相機、用于存儲指令的存儲器、和用于執行指令的處理器。處理器是用于在相機被安裝到車輛時確定從相機至障礙物的距離。指令將系統配置成跨越兩個或更多連續圖像追蹤多個特征；基于多個跨越兩個或更多連續圖像追蹤到的多個特征的各自的運動和地面運動估計；以及對于每個離地特征，基于投影到地平面的、由相機拍攝到的圖像中的特征的運動和地面運動估計計算到相機的距離。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]本文中參照附圖對實施方式進行了描述，在附圖中:
[0009]圖1以示意圖示出使用單個相機估計到對象的距離的環境；
[0010]圖2以線條圖示出使用由單個相機拍攝到的圖像估計到位于地面之上的對象的距離的表示；
[0011]圖3以線條圖示出使用由單個相機拍攝到的圖像估計到位于地上的對象的距離的表示；
[0012]圖4示出用于估計到障礙物的距離的單個相機在車輛系統中的使用；
[0013]圖5以框圖示出用于使用單個相機估計到對象的距離的系統的示意性實施方式；
[0014]圖6以框圖示出使用單個相機估計到對象的距離的系統的另一示意性實施方式；
[0015]圖7以示意圖示出不失真的拍攝圖像與相應的俯視圖像之間的變換；
[0016]圖8以不意圖不出輸入圖像與俯視圖像之間的關聯；
[0017]圖9示出從由單個圖像拍攝裝置拍攝到的圖像確定到障礙物的距離的方法；以及
[0018]圖10以框圖示出使用單個相機估計到對象的距離的系統的又一示意性實施方式。
【具體實施方式】
[0019]圖1示出使用單個相機估計到對象的距離的環境的示意圖。如圖所示，環境100包括第一車輛102，第一車輛102包括用于拍攝連續圖像的相機104。車輛102被示出為沿著方向106朝第二車輛108移動。相機104被定位成指向運動的方向106。圖1所示的狀態可以表示倒車進入停車位的通常情況。由相機104拍攝到的圖像可以被呈現給車輛102的駕駛員以輔助駕駛員停放車輛102。除了來自相機104的圖像以外，還需要向駕駛員提供與到停放車輛108的距離‘D’有關的信息。一旦距離D被估計，則其可通過多種方式被提供給駕駛員，包括在拍攝圖像的頂部重疊地顯示距離信息、提供距離D的語音通知或警報。附加地或可選地，估計的距離信息可被用于輔助駕駛員控制車輛102，例如，通過如果距離D小且車輛仍快速倒車則施加制動。
[0020]如本文中進一步描述的那樣，由單個相機拍攝到的圖像被處理以估計到對象的距離。被估計距離的對象將位于地面之上并且對于車輛而言如同存在有障礙物。圖像的處理將定位圖像中的點或特征并且使用點或特征的運動來估計現實世界中相應對象的高度和到相機的距離。位于地平面上方的特征或點可以被識別并且用于估計到被認為是障礙物的相應對象的距離。
[0021]圖2以線條圖示出了使用由單個相機拍攝到的圖像來估計到位于地面之上的對象的距離的表示。圖2(A)示出了在第一次拍攝到圖像時相機204和對象202的位置，圖2(B)示出了在第二次拍攝到圖像時相機204’和對象202的位置。
[0022]在圖2中，相機為定位在地面之上已知的高度‘h’處。對象202被定位在距離相機水平距離‘d’和地面之上高度‘z’處，并且被假設為靜止的。對象202從相機的視角向地面的投影位于表觀對象位置206處。表觀對象位置206位于與對象202相比距離相機更遠的水平距離‘dap’處。因相似三角形208和210，到表觀對象位置的水平距離通過下式得出:
[0023]dap = szd (I)
[0024]其中:
[0025]I = γΖζ/( 2 )
Vh
__ ci 一 d 7
[0026]因為^~.= i。
d h — z
[0027]通過上述，可知對象從相機視角向地面的投影的表觀對象位置dap與實際對象位置d成正比，并且比例為sz。如圖2(B)中所示，當相機移動距離‘X’時，被投影到地上的表觀對象位置移動X’的表觀距離。假設對象的高度z保持恒定，并且取(I)的相對于時間的一階導數，投影到地平面的對象的、相對于相機的表觀速度Vap與對象的水平速度V成正比，并且比例為Sz。
[0028]vap = szv(3)
[0029]通過⑵和(3)，當速度V和Vap已知時，對象的實際高度z通過下式得出:
f \
[0030]Z= 1--h(4)。
I1J
[0031]通過(I)和(3)，當速度V和Vap已知時，對象到相機的水平距離通過下式得出:
/ N
[0032]d =——d( 5 )。
[0033]通過⑷和(5)，可知從相機至對象的距離可以通過由單個相機拍攝到的連續圖像確定。為了確定距離，相機的實際水平速度和對象從相機視角向地平面的投影的表觀速度應是已知的。雖然相對于速度進行了描述，但是應明確，連續圖像之間的時間不是關鍵所在。由此，只要連續圖像中的對象存在足夠位移(如投影到地平面)，即可確定到對象的距離。
[0034]如果對象是靜止的，則相機相對于對象的水平速度與相機自身的水平速度在大小上將是相等的。因為相機被安裝到車輛，所以相機速度將與車輛速度相等。由此，相機的速度可以通過確定車輛速度的傳感器確定。雖然能夠通過傳感器確定相機的速度，但是也能夠通過由相機拍攝到的圖像來確定速度，正如本文中將進一步描述的那樣。
[0035]圖3以線條圖示出了使用由單個相機拍攝到的圖像估計到位于地上的對象的距離的表示。圖3(A)示出了第一次由相機位置304拍攝到的位于地上的對象，圖3(B)示出了第二次由相機位置304’拍攝到的同一個對象302。因為對象302位于地上，所以對象向地面的投影將具有與實際對象的速度相同的速度。地面對象的速度通過下式得出:
[0036]V = d^(6)
k-k
[0037]其中:
[0038](I1 = d
[0039](7)。
[0040]d2 = d-x
[0041]結合(6)和(7)，確定了地面點的速度與相機的速度相同:
[0042]( 8)。
At
[0043]由此，能夠通過地上的點的速度確定相機的速度，而相機的速度可用于計算位于地面之上的對象的實際速度。進一步通過(3)，假設所有的對象都位于地上或者位于地面之上，當被投影到地平面時對象的實際速度將總是小于或等于對象的表觀速度，即，當對象從相機的視點被投影到地平面時，地面之上的對象將看似比地上的對象更快地移動。
[0044]圖4示出了用于估計對于障礙物的距離的單個相機在車輛系統中的使用。在圖4中，示出了 4個對象，S卩，兩個地面對象402、404和兩個離地對象406、408。相機拍攝對象位置的圖像。圖像可以被處理以將所有的點從相機的視點投影到地平面。由此產生了俯視圖410，俯視圖410示出了對象402、404、406、408各自的地面投影位置A、A’、B、B’。
[0045]如圖4(B)所示，當相機在連續拍攝圖像之間移動距離X時，投影點A、A’、B、B’移動的量將取決于相應對象在地面之上的高度。也就是說，地上的點將移動相對應的量X，而地面之上的點將移動量αχ,其中α基于對象在地面之上的高度和相機在地面之上的高度。
[0046]通過圖4，可知，如果與對象相關聯的相應點跨越連續的幀或圖像被追蹤到，則能夠確定點和相關聯的對象的速度。一旦點的速度被確定，則實際速度V和表觀速度Vap可以被確定。作為一個示例，實際速度可以簡單地通過追蹤點的最小速度確定。一旦V和Vap被確定，則可以根據等式(4)和(5)確定到與點對應的對象的水平距離以及該對象在地面之上的高度。應注意，兩個等式(4)和(5)均包括速度的比率，由此，無需知道幀之間經過的實際時間。圖5以框圖示出了使用單個相機估計到對象的距離的系統的示意性實施方式。系統500包括相機502，相機502從地面之上已知高度拍攝連續圖像。相機以已知幀速率拍攝圖像以使得連續圖像之間的時間是已知的。可預期的是相機502的幀速率可以有所不同。系統500還包括處理裝置504，處理裝置504被示出為包括用于執行存儲在存儲器510中的指令508的中央處理器(CPU) 506的通用計算裝置。處理裝置可以包括用于將處理裝置504耦接至其它部件的輸入/輸出(I/O)部件512，其中其它部件包括相機。處理裝置502也可以包括用于存儲信息的非易失性(NV)存儲器514，其中信息可能包括指令508。當指令508被CPU 506執行時，指令508將處理裝置504配置成提供距離估計部件516，距離估計部件516通過由單個相機拍攝到的連續圖像提供到對象的距離的估計。
[0047]距離估計部件516接收連續圖像，跨越圖像追蹤特征并且確定到與追蹤到的特征相對應的對象的距離。特征可以被認為是圍繞圖像的能夠在連續圖像中定位的點的小區域。距離估計部件516包括特征追蹤部件518,特征追蹤部件518跨越連續圖像定位并追蹤特征。距離估計部件516還可以包括離地特征檢測部件520，離地特征檢測部件520確定追蹤到的特征是否對應于離地特征。離地特征檢測部件520可以使用跨越連續圖像追蹤到的特征中的每個的表觀運動(無論是速度還是距離)以及相機運動522。相機運動522可以通過外部裝置或傳感器提供，或者可以通過連續圖像估計，正如本文中將進一步描述的那樣。
[0048]確定為離地的追蹤到的特征可以由到對象距離估計部件524使用，其中到對象距離估計部件524使用相機運動524以及確定的離地特征的表觀速度來確定從相機至與離地特征相對應的對象的距離。到對象的距離可以根據等式(4)和(5)估計。
[0049]一旦對于與追蹤到的離地特征對應的對象的距離被確定，則信息可以多種方式被呈現或使用。例如，最近對象可以被確定并且距離信息可以被顯示在拍攝圖像的疊層上。雖然已就與位于地面之上的對象對應的離地特征描述了距離估計，但是可以預期的是到地上對象的距離也可以被估計。
[0050]將明確，距離估計部件500可以多種方式實現。多種可能的實施方式將在下面被進一步描述，盡管其它實現方式也是可能的。
[0051]圖6示出了使用單個相機估計到對象的距離的系統的另一示意性實施方式的框圖。距離估計部件600可以提供距離估計部件516的功能。雖然未在圖6中示出，但是距離估計部件600可以被實現在處理裝置中，例如圖5的通用計算裝置504。距離估計部件600包括圖像變換部件602、追蹤器管理器604、一個或多個追蹤器606、平移估計部件608、離地點檢測器610、和到對象距離確定部件612。
[0052]與來自單個相機的視頻流的連續幀對應的輸入圖像被提供至圖像變換部件602。圖像變換部件包括圖像失真部件614和視圖變換部件616。圖像失真部件614校正接收到的圖像的鏡頭失真。例如，廣角鏡頭可以提供可能不失真的“魚眼”圖像。不失真圖像被提供至位于地面之上已知距離處的視圖變換部件616，視圖變換部件616將由相機拍攝到的不失真圖像變換成俯視圖。俯視圖與不失真的拍攝圖像對應，其中不失真的拍攝圖像具有從相機的視點投影到地平面的圖像中的所有點。視圖變換部件616可以只將不失真的拍攝圖像中的一部分變換成俯視圖。
[0053]圖7中示出了不失真的拍攝圖像與相對應的俯視圖之間的變換。圖7(A)以線條圖示出了由安裝到車輛的相機拍攝到的道路702的拍攝圖像700。車輛的一部分704在拍攝圖像中可以是可視的。待被變換成俯視圖的興趣區域(ROI)被示出為虛線框706。圖7(B)示出了與ROI 706對應的俯視圖710。
[0054]通過由相對于地面傾斜的相機拍攝到的圖像生成俯視圖包括扭曲圖像使其呈現為從上方拍攝。圖7示出了不失真的拍攝圖像與相對應的俯視圖之間的變換。圖7(A)以線條圖示出了由安裝到車輛的相機拍攝到的道路702的拍攝圖像700。不失真圖像校正拍攝圖像中的鏡頭失真。車輛的一部分704在拍攝圖像中可以是可視的。待被變換成俯視圖的興趣區域(ROI)被示出為虛線框706。圖7(B)示出了與ROI 706對應的俯視圖710。
[0055]生成俯視圖意味著確定俯視圖與由圖像拍攝裝置拍攝到的傾斜的圖像之間的像素對像素映射。這種映射從概念上細分為圖8中所示的四個步驟。
[0056]1-俯視像素⑷被映射成地面⑶上的點；
[0057]2 -地面(B)上的點被映射成不失真圖像平面(C)上的點；
[0058]3 -不失真點(C)被映射成理想的圖像平面(D)上的該點失真的位置；以及
[0059]4-理想的圖像平面⑶上的失真點被映射成輸入圖像(E)中的像素。
[0060]選擇這種概念性分解是因為其針對現實世界中點與距離提供輸入圖像或俯視圖中的點與距離之間的關系。在圖8中，(A)和(E)是使用像素坐標的圖像，(C)和(D)是相機坐標系中的圖像平面，并(B)是世界坐標系中的地平面。
[0061]1-將俯視圖映射到地平面
[0062]俯視圖是地平面的縮放和移動的表示。從俯視圖(A)至地平面(B)的映射是如下形式的單應矩陣:
O K
[0063]H1= O Sy ty( 9 )。
O O I
[0064]這種變換具有與相機矩陣相同的形式，相機矩陣反映出俯視圖模仿直線向下朝向地面的虛擬相機的事實。
[0065]從俯視圖(x，y)至地面的映射隨后可通過下式得出:
[0066]IIi1(Xj) = (sxx+tx, syx+ty)(10)。
[0067]2 -將地平面映射到不失真的圖像平面
[0068]從地平面(B)至不失真的圖像平面(C)的映射通過下式得出:
^ll ^12 ^13
[0069]H1 = Kix h22 h23(11)。
Jhi ha _
[0070]這種單應矩陣專門取決于相機在世界坐標中的取向和位置。從地面點(X，Y)至不失真的圖像平面(C)的映射隨后通過下式得出:
[0071]m2 (X, Y) = (P1A)3, p2/p3)(12),
[0072]其中:
PiI
[0073]p2 =H2 Y( 13 )。
_A」 L1-
[0074]3-將不失真的圖像平面映射到失真的圖像平面
[0075]從不失真的圖像平面(C)至失真的圖像平面(D)的精確形式取決于在校準相機時使用的失真模型。例如，可以使用用于補償徑向和切向失真的失真模型。在這種失真模型中，存在有六個徑向失真系數Gv"k6)和兩個切向失真系數(Pi，P2)。從不失真的圖像平面(C)中的點(x，y)至失真的圖像平面(D)的映射通過下式得出:
[0076]m3(x, y) = (Dx (x, y), Dy (x, y))(14)，
[0077]其中:
[0078]Dx (x, y) = krx+2p!xy+p2 (3x2+y2),
[0079]Dy (x, y) = kry+Pi (x2+3y2) +2p2xy,
T I + r + Ic1 r + k,,rQ Q
[0080]<=1+w+v*r = x+y。
[0081]4-將失真的圖像平面映射到輸入圖像
[0082]將失真的圖像平面映射到輸入圖像涉及固有相機參數。設相機矩陣為如下:
?:()(
[0083]C=O /,, Cy(15)。
O O I
[0084]隨后，失真的圖像平面中的點(x，y)被映射到輸入圖像像素，該映射可通過下式得出:
[0085]m4 (x, y) = (fxx+cx, fyy+cy)(16)。
[0086]整體俯視圖至輸入圖像的映射
[0087]對于寬度w和高度h的俯視圖而言，俯視像素至輸入像素的映射通過下式得出。
[0088]對于X = 0，1，...，w-1 和 y = 0，1，...，h-1, (x，，y，) = m4(m3(m2 (Hi1 (x, y))))
(17)。
[0089]也就是說，俯視圖中的像素(X，y)被映射成輸入圖像中的像素(X’，y’)。因為俯視圖很少映射到輸入像素的中心，所以雙線性插值法可以被用于估計任何給定的俯視圖像素的值。
[0090]下面將對用于在輸入圖像與俯視圖之間映射的參數進行進一步描述。
[0091]為了確定H1的元素，所觀看地面的面積被定義。在不失一般性的情況下，世界地平面被設為Z = O平面，并且地面ROI與X軸和Y軸對齊。地面ROI可以通過其左上角(X。，Y。)、其寬度W和高度H定義。
[0092]另外，俯視圖尺寸被定義。如果俯視圖具有寬度w和高度h，則:
[0093]sx = ff/w, sy = H/h, tx = X0, ty = Y0(18)
[0094]一般，單應矩陣H2取決于相機相對于世界坐標系的取向和位置。因為其使地面與不失真的圖像平面關聯，所以無論是相機矩陣還是失真系數都不能用H2做什么。地面ROI也獨立于H2。只有相機的物理定位有關系。
[0095]如上述記載，世界地平面是Z = O平面。此外，Z軸向下朝向至地面以使得直線指向地面的相機的指向將使其z軸與世界的z軸對齊。
[0096]對于位于地面之上高度h。處的相機而言，相機被定位在世界坐標中的
I1= [O, O, f處。因為Z軸指向地面,所以Z坐標是負的。
[0097]相機的光學軸線通過繞著X軸反轉而傾斜遠離世界Z軸。Θ的傾斜角通過下面的變換獲得:
? O O
[0098]R0= O cos 沒 sin O( 19)。
O -sin Θ Cos^
[0099]通過這種方案，Θ = O意味著相機直線指向下以使得光學軸線與世界Z軸對齊，Θ = 90意味著相機指向水平線以使得光學軸線與世界負Y軸對齊，Θ =180意味著相機直線指向上以使得光學軸線與世界負Z軸對齊。
[0100]此外，擺角可以被應用到相機以在地平線在拍攝圖像中并不是水平時補償圖像。φ的擺角是通過在相機坐標系中繞著ζ軸線旋轉而獲得的:
[0101]
cos φ -sin φ O
R - sin p cos φ 0( 20 )
00 I
[0102]相機的組合旋轉矩陣是傾斜然后擺動:
[0103]
R = RR( 21 )
[0104]設P = [X, Y, Ζ, 1]τ為點在世界中的齊次坐標，并且設Q為點在相機坐標系中的坐標。如果矢量被定義為，則從世界坐標至相機坐標的變換通過下式得出:
【權利要求】
1.一種用于確定從安裝到車輛的相機到障礙物的距離的方法，所述方法包括: 跨越兩個或更多連續圖像追蹤多個特征； 基于跨越兩個或更多連續圖像追蹤到的多個特征的各自的運動和地面運動估計從所述追蹤到的多個特征識別離地特征；以及 對于所述多個特征中的每個離地特征，基于投影到地平面的、由所述相機拍攝到的圖像中的特征的運動和所述地面運動估計計算到所述相機的距離。
2.如權利要求1所述的方法，還包括: 對于由所述相機拍攝到的每個圖像，通過將拍攝到的圖像投影到所述地平面來生成相應的連續圖像。
3.如權利要求1或2所述的方法，還包括: 基于跨越所述兩個或更多連續圖像的多個追蹤到的特征的運動確定所述地面運動估計。
4.如權利要求1或2所述的方法，還包括: 將所述連續圖像中的一個圖像識別為在確定所述地面運動估計中使用的快照。
5.如權利要求4所述的方法，還包括:識別新的快照，所述識別新的快照包括: 確定所述連續圖像中的下一個圖像與最后識別的快照之間的、追蹤到的特征的平均位移是否超過閾值；以及 當所述平均位移超過閾值時，將所述連續圖像中的所述下一個圖像識別為所述新的快照。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述平均距離使用具有超過最小閾值的位移的、追蹤到的特征來確定。
7.如權利要求5或6所述的方法，還包括: 基于跨越兩個或更多連續快照的多個追蹤到的特征的運動，確定所述地面運動估計。
8.如權利要求7所述的方法，其中，確定所述地面運動估計包括: 確定描述當前快照與一個或多個先前快照之間的運動的地面運動參數的估計，所述地面運動參數基于{ Θ，tx，ty}定義二維剛性變換， 其中: θ是所述相機的旋轉； tx是所述相機在第一方向上的平移；以及 ty是所述相機在與所述第一方向垂直的第二方向上的平移。
9.如權利要求8所述的方法，其中，確定所述地面運動參數的估計包括: 使用用于確定所述地面運動估計的、所述多個追蹤到的特征的線性最小平方擬合將所述地面運動近似為近似仿射變換；以及 使用迭代牛頓-高斯方法精煉所述近似仿射變換。
10.如權利要求1至9所述的方法，其中，識別離地特征包括: 如果跨越連續圖像的特征的運動大于所述地面運動估計，則將此特征識別為離地特征。
11.一種用于執行存儲在存儲器中的指令的處理器，所述處理器用于確定從安裝到車輛的相機到障礙物的距離，所述指令將所述處理器配置成: 跨越兩個或更多連續圖像追蹤多個特征； 基于跨越兩個或更多連續圖像追蹤到的多個特征的各自的運動和地面運動估計從所述追蹤到的多個特征識別離地特征；以及 對于每個離地特征，基于投影到地平面的、由所述相機拍攝到的所述圖像中的特征的運動和所述地面運動估計計算到所述相機的距離。
12.如權利要求11所述的處理器，其中，所述指令當被所述處理器執行時，還將所述處理器配置成: 對于由所述相機拍攝到的每個圖像，通過所述圖像投影到所述地平面來生成相應的連續圖像。
13.如權利要求11或12所述的處理器，其中，所述指令當被所述處理器執行時，還將所述處理器配置成: 基于跨越所述兩個或更多連續圖像的多個追蹤到的特征的運動確定所述地面運動估計。
14.如權利要求11或12所述的處理器，其中，所述指令當被所述處理器執行時，還將所述處理器配置成: 從所述連續圖像中的一個或多個圖像生成一個或多個快照。
15.如權利要求14所述的處理器，其中，生成新的快照包括: 確定所述連續圖像中的下一個圖像與最后識別的快照之間的、追蹤到的特征的平均位移是否超過閾值；以及 當所述平均位移超過閾值時，將所述連續圖像中的所述下一個圖像識別為所述新的快照。
16.如權利要求15所述的處理器，其中，所述平均距離使用具有超過最小閾值的位移的、追蹤到的特征來確定。
17.如權利要求15或16所述的處理器，其中，所述指令當被所述處理器執行時，還將所述處理器配置成: 基于跨越兩個或更多連續快照的多個追蹤到的特征的運動，確定所述地面運動估計。
18.如權利要求17所述的處理器，其中，確定所述地面運動估計包括: 確定描述當前快照與一個或多個先前快照之間的運動的地面運動參數的估計，所述地面運動參數基于{ Θ，tx，ty}定義二維剛性變換， 其中: θ是所述相機的旋轉； tx是所述相機在第一方向上的平移；以及 ty是所述相機在與所述第一方向垂直的第二方向上的平移。
19.如權利要求18所述的處理器，其中，確定所述地面運動參數的估計包括: 使用用于確定所述地面運動估計的、所述多個追蹤到的特征的線性最小平方擬合將所述地面運動近似為近似仿射變換；以及 使用迭代牛頓-高斯方法精煉所述近似仿射變換。
20.如權利要求11至19所述的處理器，其中識別離地特征包括: 如果跨越連續圖像的特征的運動大于所述地面運動估計，則將所述特征識別為離地特征。
21.一種用于確定到障礙物的距離的系統，所述系統包括: 相機，待被安裝到車輛； 存儲器，用于存儲指令；以及 處理器，用于執行指令，當所述相機被安裝到所述車輛時，所述處理器用于確定從所述相機至障礙物的距離，所述指令將所述系統配置成: 跨越兩個或更多連續圖像追蹤多個特征； 基于跨越兩個或更多連續圖像追蹤到的多個特征的各自的運動和地面運動估計從所述追蹤到的多個特征識別離地特征；以及 對于每個離地特征，基于投影到地平面的、由所述相機拍攝到的圖像中的特征的運動和所述地面運動估計計算到所述相機的距離。
【文檔編號】G01C3/00GK104204721SQ201380016569
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年2月27日 優先權日:2012年2月28日
【發明者】盧克·馬特爾, 杰弗里·拉倫德, 羅伯特·拉加尼爾勒 申請人:科格尼維公司
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