立体选通成像系统和方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于改善捕获场景图像及从其获得的数据的系统。该系统包括：被配置为基于预定的选通参数以特定的方向利用脉冲光照射场景的光源；被配置为捕获场景图像的两个或两个以上的捕获设备，捕获设备中的每一个从不同的空间位置捕获场景图像，其中，至少一个捕获与脉冲光同步，以便于针对同步的捕获产生场景的立体融合选通图像；以及被配置为通过使用从选通图像获得的数据和选通参数来改善捕获的计算机处理器。在另一个实施例中，不存在光源且至少一个传感器被配置为应用多次曝光用于单次读取，以产生用于改善捕获的增强的图像。
【专利说明】立体选通成像系统和方法
[0001] 背景
[0002] 1.【技术领域】
[0003] 本发明涉及成像和测距系统的领域，更具体地，涉及在白天、夜间和恶劣天气条件 下通过主动选通成像进行立体成像。
[0004] 2.相关技术讨论
[0005] 立体成像被汽车制造商广泛用于高级驾驶辅助系统（ADAS)功能，诸如夜视支持、 交通信号识别、物体识别、车道线识别等等。立体成像与单个相机相比，提供了两个主要优 势：至少两个不同的场景图像（由车辆中的不同位置处的相机捕获，且每个相机可具有不 同光电特性，诸如视场、敏感度，等），以及第二个优势是通过三角测量呈现三维信息（即， 测距能力、立体观测）。
[0006] 题为"stereocameraforamotorvehicle"、欧洲专利号为EP1，831，718B1 的专利描述了基于至少两个相机的设备，该至少两个相机彼此间关于至少一个性能而不相 同，该至少一个性能诸如光敏感度、像素尺寸、滤色器阵列等。此外，前述设备实施了ADAS 功能，诸如夜视支持和/或交通信号识别和/或物体识别和/或道路边界识别和/或车道 线识别等等。然而，前述设备解决不了若干重要的方面，诸如对于用于夜视支持的专用近红 外（NIR)光源的需求，解决不了机动车辆的外部安装，以及解决不了由于车辆光源（如，前 大灯、夜视支持的NIR光源等）与大气中的微粒（诸如雨、雪、冰雹等）相互作用产生的后向 散射。此外，前述设备并未简化安装相机的要求（需要如通过三角测量获得的三维信息）。
[0007] 被动立体（即，基于三角测量的三维信息）深度信息的精度可以通过等式⑴估 计出。
[0008]
【权利要求】
1. 一种用于改善场景图像捕获过程及从其获得的数据的方法，所述方法包括： 基于预定的选通参数W特定的方向利用脉冲光照射所述场景； 从至少两个不同的空间位置捕获所述场景的图像，其中，至少一个所述捕获与所述脉 冲光同步，W便于针对同步的捕获产生所述场景的立体融合图像；W及 通过使用从所述立体融合图像获得的数据和所述选通参数改善所述捕获过程。
2. 如权利要求1中所述的方法，其中，所述捕获是关于两个范围执行的；第一范围和第 二范围，所述第一范围产生所述立体融合图像，所述第二范围产生单视场选通图像。
3. 如权利要求2中所述的方法，其中，所述范围之间的阀值由所述捕获过程的敏感度 确定。
4. 如权利要求1中所述的方法，其中，至少一个所述捕获与所述脉冲光不同步，W便使 用选通图像和非选通图像执行所述改善。
5. 如权利要求1中所述的方法，其中，所述捕获与所述脉冲光同步，使得基于第一组选 通参数同步第一捕获和基于第二组选通参数同步第二捕获。
6. 如权利要求1中所述的方法，其中，所述选通参数包括W下中的至少一个：照射参数 和传感器参数。
7. 如权利要求1中所述的方法，还包括；分析所捕获的图像，W及基于所述分析，利用 更新的、影响所述同步的传感器选通参数组重复所述捕获。
8. 如权利要求1中所述的方法，还包括；分析所捕获的图像，W及利用更新的、影响所 述选通的参数组重复对所述场景的照射。
9. 如权利要求1中所述的方法，还包括基于所述立体图像和所述选通图像之间的数 据融合，获得所述场景中一个或多个物体的范围。
10. 如权利要求1中所述的方法，其中，所述捕获是在多光谱范围执行的。
11. 如权利要求1中所述的方法，其中，所述照射和所述捕获是在偏振光中执行的。
12. 如权利要求1中所述的方法，其中，所述照射和所述捕获中的至少一个是在车辆的 外面执行的。
13. -种用于改善场景图像捕获过程及从其获得的数据的系统，所述系统包括： 光源，所述光源被配置为基于预定的选通参数W特定的方向利用脉冲光照射所述场 景； 两个或两个W上的捕获设备，所述两个或两个W上的捕获设备被配置为捕获所述场景 的图像，所述捕获设备中的每一个从不同的空间位置捕获所述场景的图像，其中，至少一个 所述捕获与所述脉冲光同步，W便于针对同步的捕获产生所述场景的立体融合选通图像； W及 计算机处理器，所述计算机处理器被配置为通过使用从所述立体融合图像获得的数据 和所述选通参数改善所述捕获。
14. 如权利要求13所述的方法，其中，所述捕获是关于两个范围执行的；第一范围和第 二范围，所述第一范围产生所述立体融合图像，所述第二范围产生单视场选通图像。
15. 如权利要求14所述的方法，其中，所述范围之间的阀值由所述捕获设备的敏感度 确定。
16. 如权利要求13所述的系统，其中，至少一个所述捕获设备与所述脉冲光不同步，W 便基于选通图像和非选通图像执行所述更新。
17. 如权利要求13所述的系统，其中，至少两个所述捕获与所述脉冲光同步，使得基于 第一组选通参数同步第一捕获和基于第二组选通参数同步第二捕获。
18. 如权利要求13所述的系统，其中，所述选通参数的组中的每一组对应于所述场景 的不同景深。
19. 如权利要求13所述的系统，其中，所述计算机处理器还被配置为；分析所捕获的图 像，W及基于所述分析，利用更新的、影响所述同步的选通参数组重复所述捕获。
20. 如权利要求13所述的系统，其中，所述计算机处理器还被配置为；基于所述立体图 像和所述选通图像之间的数据融合，获得所述场景中一个或多个物体的范围。
21. 如权利要求13所述的系统，其中，至少一个所述传感器可在多光谱范围中操作。
22. 如权利要求13所述的系统，其中，脉冲光源和至少一个所述传感器可在偏振光中 操作。
23. 如权利要求13所述的系统，其中，W下二者中的至少一方位于车辆外面：所述捕获 设备中的所述至少一个和所述脉冲光源。
24. -种用于改善捕获场景图像及从其获得的数据的方法，所述方法包括： 从至少两个不同的空间位置捕获所述场景的图像，其中，至少一个所述捕获包括；基于 特定的曝光参数，每单次读取累积一系列多次曝光，W产生增强的图像；W及 通过使用从所述增强的图像获得的数据和所述特定的曝光参数，改善所述捕获。
25. 如权利要求24所述的方法，还包括；分析所捕获的图像，W及基于所述分析，利用 更新的、影响所述增强的图像的曝光参数重复所述捕获。
26. -种用于改善捕获场景图像及从其获得的数据的系统，所述系统包括： 两个或两个W上的捕获设备，所述两个或两个W上的捕获设备被配置为捕获所述场景 的图像，所述捕获设备中的每一个从不同的空间位置捕获所述场景的图像，其中，至少一个 所述捕获包括；每单次读取累积一系列多次曝光，W产生增强的图像；W及 计算机处理器，所述计算机处理器被配置为通过使用从所述增强的图像获得的数据， 改善所述捕获。
27. 如权利要求26所述的系统，其中，所述计算机处理器还被配置为；分析所捕获的图 像，W及基于所述分析，利用更新的、影响所述增强的图像的曝光参数重复所述捕获。
【文档编号】G01S17/89GK104470757SQ201380036736
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年4月4日 优先权日:2012年7月9日
【发明者】约阿夫·格劳尔, 奥弗·大卫, 伊亚尔·列维, 亚阿拉·大卫, 海姆·加滕, 艾伦·克雷勃伊姆, 莎伦·利夫希茨, 奥伦·谢赫 申请人:布莱特瓦维森有限公司