，限期为用于处理在激光器位周期与照相机视频帧之间变化的相移的 机制的一部分。用于给定的视频对准应用的限期的长度被设定为小于激光器周期和视频帧 相对相位显著变化的时间的长度。
[0047] 在决定655中宣布成功在图像中找到最接近激光光斑的像素。该像素的成功定位 结束该视频对准方法。否则，在步骤610中获取另一视频数据帧。
[0048] 现在返回到决定620,如果从摄像机所接收的最近的帧为在当前激光器周期期间 出现的第一帧，则下一步骤为635,该步骤635为校正在先前周期中的奇数位计数。步骤640 为增加表决总和，以及步骤645为重新设定相关总和。
[0049] 用来调制激光器的伪随机码由多个1和多个0组成，在每个码周期中出现相等数 目的1和0。然而，丢掉的帧可以导致由视频帧采样的不等量的激光器开启时间和激光器关 闭时间。如果由于微处理器优先级或出于其它原因而导致视频处理能力太低，则可能掉帧。 在步骤635中，多余的帧被丢弃，以使在多个1期间出现的帧的数目等于在多个0期间出现 的帧的数目。
[0050] 下一步骤640为增加表决总和。表决要么为+1要么为-1。当在位周期内对于像 素的相关总和为正时，对于该像素的+1表决发生。当在位周期内的相关总和为负时，-1表 决发生。针对每个像素和相移跟踪表决。因此，跟踪NXM个表决总数。重述一下：相关总 和按帧增加；表决总和按周期增加。
[0051] 表决使正的相关总和与负的相关总和（不论它们的幅度多大）分别归一化为+1 或-1。表决有助于解决大振幅的、假的正相关峰的问题。当在视频图像中的像素强度意外 地与PRN码同步变化时，假的正相关可以发生。例如，如果摄像机跨越棋盘状图案，则任何 给定像素的强度将以近似10图案变化。如果使用中的PRN码也为10,则这会导致假的正相 关信号。较长的PRN码给予对假的相关匹配的较好拒绝，但是在给定量的时间中计算较少 的周期用以分析。
[0052] 假的正信号可以具有比真的相关峰大得多的振幅，该真的相关峰与对应于调制的 激光光斑的位置的像素相关联。保持跟踪归一化的表决而非未加工的相关总和，去除了偶 然的大的假的正相关的效果。
[0053] 步骤645是将来自先前PRN码周期的相关总和重新设定至零以为下个周期作准 备。
[0054] 步骤620至步骤645的效果是，在限期期间跟踪对于NXM个像素/相移组合的表 决总和。当限期结束时，执行限期结束过程，例如增加表决地图、确定对准成功、以及将表决 总和重新设定至零以为下个限期（如果存在该限期）作准备。限期结束过程更详细地列出 在图7的流程图中。
[0055] 限期结束过程设计成识别数字图像中哪个像素最接近于出现在该图像中的激光 光斑的中心。
[0056] 在图7中，步骤705是针对每个相移增加对于每个像素的表决总和。该步骤具有 与步骤640相同的效果。步骤710是对于每个像素遍及所有的相移找出最大表决总和，并 用该总和增加表决地图。对于每个像素，针对Μ个不同的相移跟踪表决总和，并且Μ个相移 之一具有最大表决总和。对于每个像素，将该最大表决总和增加到表决地图。产生最大表 决总和的相移对于每个像素而言不一定是相同的。
[0057] 表决地图是最大表决总和的二维阵列。表决地图具有与从摄像机所获得的图像相 同的维度（以像素）。步骤715是在该地图上找出具有最多表决的像素。这是最大表决地 图像素。
[0058] 步骤720是在位于最大表决地图像素的排除区域外的像素之中找出最大表决地 图值。围绕最大表决地图像素的排除区域帮助说明激光光斑（其像素位置为期望的）覆盖 不止一个像素的情况。这发生在光斑很大和/或靠近照相机的时候。该排除区域被设计成 大于所期望的光斑尺寸。
[0059] 光斑尺寸取决于距照相机的距离。该距离在激光测距仪应用中可立即得到，因此 可以根据范围数据设定排除区域。当距离信息不可得到时，可以将排除区域的规格设定成 覆盖最坏情况场景。
[0060] 在位于最大表决地图像素的排除区域外的像素之中的最大表决地图值表示在视 频对准系统中对背景像素强度噪声水平的测量。步骤725是计算最大表决地图像素周围的 加权质心。该质心用表决地图值来加权，但排除具有小于位于排除区域外的像素之中的最 大表决地图值的表决地图值的任何像素。因此，为了计算加权质心，忽略位于该排除区域外 的所有像素。位于该排除区域内部但具有小于位于该排除区域外的像素之中的最大表决地 图值的表决地图值的任何像素也被忽略。
[0061] 步骤730是，如果在步骤725中所计算的质心处于距在先前限期结束时所计算的 质心的预定距离内，则增加计数器。该预定距离为用于视频对准系统的性能标准。该预定 距离可以与一个像素的一部分一样小或与几个像素一样大。
[0062] 步骤735的结果取决于计数器的值。如果计数器的值大于预定要求，则激光光斑 在视频图像中的位置被认为已经找到，并且视频对准方法停止。十字准线（例如135)可以 被绘制在视频屏幕上，以指示所估计的光斑位置。否则，将所有的表决总和重新设定至零， 并在图6的步骤610中获取另一视频数据帧。
[0063]计数器必须满足的用以结束视频对准方法的要求是用于作为整体的系统的另一 个性能标准。它可以是任何整数，但通常小于10。
[0064] 图8是像素表决地图的示例。在图8中，对于来自最大表决地图像素的以任一维 度的大约±8个像素内的像素，表决地图值作为像素X坐标和Y坐标的函数被绘制在Z轴 上。在该图中，最大表决地图像素处于（X，Y)坐标（9,9)并具有大致350个表决。
[0065] 以上所描述的系统和方法可应用于许多的情况，在这些情况中，光斑在视频图像 中的像素位置是所期望的。由调制的光源（例如激光器或发光二极管）来照亮光斑。光源 的调制遵循伪随机噪声码并由解译视频图像数据的处理器来控制。
[0066] 这些系统和方法被设计成尽管存在实际困难但仍可工作，该实际困难例如为自由 运行的摄像机，该摄像机不接受同步输入或触发输入且因此会从具有光源调制的相位偏离 未知且可变的量。以上所描述的表决技术解决了潜在大的假的正相关信号的问题。
[0067]如到目前为止所描述的，视频对准系统和方法受限于如下情况：即使当照相机移 动或背景场景变化时，光源仍照亮图像中的一个特定光斑。如在激光测距仪附接至手持式 GIS装置的情况下，当光源和照相机机械连接时，最常得到这一情形。
[0068]这些系统和方法可以延伸至更普遍的情况，在这些情况中，照亮的光斑可以相对 于照相机的像素坐标系统移动。在这一情况下，在应用以上描述的相关技术之前，可以使用 图像匹配技术或特征匹配技术来对准每一视频帧的内容。
[0069] 所公开的实施方式的以上描述被提供以使本领域的技术人员能够制造或使用本 发明。对这些实施方式的各种修改对于本领域的技术人员将是显而易见的，并且本文所限 定的原理可应用于其它实施方式而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图限于本文所 示的实施方式，而是被授予与本文所公开的原理和新颖特征相符的最广范围。
[0070] 本文中所描述的所有元件、部件和步骤优选包括在内。应当理解的是，如对于本领 域的技术人员将显而易见的是，这些元件、部件和步骤中的任一者都可以由其它元件、部件 和步骤来替换或完全删除。
[0071] 摘要
[0072] 描述了一种视频对准系统，其中利用相关技术估计调制的光斑在视频场景中的位 置，该相关技术包括跟踪多个照相机相移候选者和利用表决系统将相关总和归一化。