用于自标定多相机定位系统的改进的电机控制系统的制作方法
【专利说明】用于自标定多相机定位系统的改进的电机控制系统
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2013年8月19日提交的题为“Improved Motor Control System ForA Self-Calibrating Mult1-Camera Alignment System” 的美国临时申请 N0.61/867，283的优先权，该申请被整体以弓I用方式并入本文。
技术领域
[0003]实施例总体上涉及机器视觉车轮定位系统和方法，并且更具体涉及具有可移动相机的机器视觉定位系统，所述可移动相机连续自标定它们相对于车辆安装标靶的位置。
【背景技术】
[0004]使用可移动相机和附接到车轮的标靶的机器视觉车辆定位系统是已知的。这些标靶由相机进行观察，使得为指定的定位操作而获得的图像数据可被用于计算车辆定位角，以通过用户界面、通常是计算机监控器显示。先前的系统实施方式包括用于连接各相机的刚性梁，使得它们相对于彼此的位置和定向可被确定和依靠为是不变的。后来的系统实施方式被引入，其包括使用没有刚性连接到彼此的相机，而是使用单独的相机/标靶系统来连续标定一个用于观察车辆安装标靶的相机相对于另一个的位置。这类系统在美国专利6，931，340; 6，959，253 ；和6，968，282中描述了，所有这些专利都被引用方式并入本文。
[0005]对于定位系统的有效操作来说实时定位读数响应是必须的。因此，需要一种利用观察相机的对应移动来跟踪车辆安装标靶的移动并且快速且平稳地响应的系统，目的是保持最佳视野。此外，需要一种不会减慢总体系统性能或将额外需求放置在核心系统上进行处理的相机控制方法(process)。
[0006]还需要提供附加的安全特征，用于防止对可能与移动的相机组件接触的用户造成伤害。
[0007]最后，需要通过提供部件诊断和最佳操作控制来延长系统的功能寿命。
【发明内容】
[0008]—个或多个实施例可包括一种利用被构造成自主跟踪车辆的相机包的车辆定位系统。该系统包括第一和第二支撑轨道。第一自主相机包被安装到第一轨道以便沿着第一轨道的第一长度自主移动。第一自主相机包包括第一电机驱动器，其被构造用于使第一自主相机包沿着第一轨道的第一长度移动;第一相机，其被构造用于捕获被安装到车辆的第一标靶的图像数据，所述第一相机生成第一图像数据;标定标靶，其与第一相机以一定的关系设置;和第一数据处理器。
[0009]第二自主相机包被安装到第二轨道以便沿着第二轨道的第二长度自主移动。第二自主相机包包括第二电机驱动器，其被构造用于使第二自主相机包沿着第二轨道的第二长度移动;第二相机，其被构造用于捕获被安装到车辆的第二标靶的图像数据，所述第二相机生成第二图像数据;标定相机，其与第二相机以一定的关系设置，被构造用于捕获标定标靶的图像数据，所述标定相机生成标定图像数据;和第二数据处理器。
[0010]所述第一自主相机包的第一数据处理器被构造用于接收来自第一相机的第一图像数据，至少部分地基于所述第一图像数据自主地确定是否使第一自主相机包沿着第一轨道的第一长度移动，和在所述第一数据处理器确定要使第一自主相机包沿着第一轨道的第一长度移动的情况下，发射第一电机命令给第一电机驱动器，致使第一自主相机包沿着第一轨道的第一长度移动。所述第二自主相机包的第二数据处理器被构造用于接收来自第二相机的第二图像数据或来自标定相机的标定图像数据中的至少一个，至少部分地基于第二图像数据或标定图像数据中的至少一个，自主地确定是否使第二自主相机包沿着第二轨道的第二长度移动，和在所述第二数据处理器自主地确定要使第二自主相机包沿着第二轨道的第二长度移动的情况下，发射第二电机命令给第二电机驱动器，致使第二自主相机包沿着第二轨道的第二长度移动。
[0011 ]实施例可还包括一种在车辆定位过程中跟踪车辆的方法。本方法包括提供车辆定位系统，所述车辆定位系统包括第一和第二支撑轨道;第一自主相机包，其被安装到第一轨道，并且包括第一电机驱动器和成像被安装到车辆的第一标靶的第一相机;和第二自主相机包，其被安装到第二轨道，并且包括第二电机驱动器、第二相机、和标定相机。
[0012]该方法还包括通过第一相机获取被安装到车辆的第一标靶的图像;在第一自主相机包的第一数据处理器处接收来自第一相机的第一图像数据;在第一数据处理器处计算第一自主相机包的第一最佳位置;在第一数据处理器处确定是否移动第一自主相机包;在第一数据处理器确定要移动第一自主相机包的情况下，由第一数据处理器发射第一电机命令至第一电机驱动器，使第一自主相机包沿着第一轨道的第一长度移动到第一最佳位置。
[0013]该方法还包括通过第二相机获取被安装到车辆的第二标靶的图像，或者，通过标定相机获取被安装到第一自主相机包的标定标靶的图像;在第二自主相机包的第二数据处理器处接收来自第二相机的第二图像数据或来自标定相机的标定图像数据;在第二数据处理器处，基于所接收的第二图像数据或标定图像数据，计算第二自主相机包的最佳位置;在第二数据处理器处确定是否移动第二自主相机包;和在第二数据处理器确定要移动第二自主相机包的情况下，由第二数据处理器发射第二电机命令给第二电机驱动器，使第二自主相机包沿着第二轨道的第二长度移动到第二最佳位置。
[0014]实施例可还包括一种非暂时性计算机可读介质，其具有存储于其上的指令，在车辆定位过程中，这些指令在由被安装到支撑轨道的自主相机包的处理器执行时，致使所述处理器跟踪车辆，所述自主相机包被安装到所述轨道以便沿着塔体的长度移动。上述跟踪包括:接收来自车辆标靶相机的车辆标靶图像数据或来自标定相机的标定标靶图像数据中的至少一个，所述车辆标靶相机被构造用于获取被安装到车辆的标靶的图像，所述标定相机被构造用于获取被安装到同类型自主相机包的标定标靶的图像;基于所接收的车辆标靶图像数据或标定标靶图像数据来计算自主相机包的最佳位置;响应于上述计算确定是否移动所述自主相机包;和在确定要移动所述自主相机包的情况下，发射电机命令至所述自主相机包的电机驱动器，致使自主相机包沿着塔体的长度移动到最佳位置。
[0015]当结合附图考虑时，所公开的主题的各实施例的目的和优势从下面的描述变得显而易见。
【附图说明】
[0016]下面参考附图详细描述各实施例，其中类似的参考数字表示类似的元件。附图不必须按比例绘制。在有利的情况下，一些特征可能没有说明以帮助说明下面的特征。
[0017]图1是传统的3D机动车辆定位系统的示意性俯视平面图。
[0018]图2是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性定位系统的正面透视图。
[0019I图3A和3B是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性相机包的透视图。
[0020]图3C是以图示方式示意出根据不同实施例的相机包的示例性滑舱的透视图。
[0021]图4是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性基座塔体组件的透视图。
[0022]图5是根据本公开的示例性车辆定位系统的方框图。
[0023]图6是示意出根据被公开的主题的实施例的靶标跟踪的示例性方法的流程图。
[0024]图7是示意出根据被公开的主题的实施例的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]应理解在这里介绍的原理在应用中不被限制于在下面的说明中阐述的或在附图中示意的结构或部件布置的细节。这些原理可体现在其它实施例中并且以多种方式实践或进行。而且，应理解，在这里使用的措辞和术语用于说明目的不应认为是限制。
[0026]本公开描述了包括相机的车辆定位系统的实施例，各相机相对于彼此不刚性固定并且被定向用于观察车轮安装标靶，用于计算车轮定位角度的目的。
[0027]实时处理速度对于定位系统的功能是至关重要的，使得在暂停调节和显示结果之间没有用户能觉察到的延迟。有利的是最小化用于支持此目的的任何额外处理。根据本公开的一个方面，相机的板载处理能力被用于引导相机组件的移动，以保持车轮安装标靶的最佳视野。
[0028]各相机的运动控制要求车轮安装标靶的跟踪保持最佳视野。如果出于任何原因一个或多个标靶对于控制相机来说不可见了，则该系统可能变得迷失方向和跟踪控制丢失。根据本公开的另一方面，描述所有标靶的定向的平面可被确定，使得，如果一个或多个标靶的图像丢失，该系统仍可以保持跟踪控制，只要一个标靶保持可见即可。
[0029]人员安全是至关重要的，特别是当系统处于自动运动控制下时，如相机组件跟踪标靶的情况那样。根据本公开的另一方面，如果遇到了预定增量的运动阻力，则相机组件运动被停止，表示用户可能阻挡了该运动。在又一方面中，为安全起见，该系统检测用户对相机组件的手动移动并且锁定该系统使其在预定的时间周期内不处于任何自动运动。
[0030]对用户来说，系统可靠性也是至关重要的。根据本公开的又一方面，驱动相机组件移动的电机的使用寿命通过逻辑嵌入电机控制板中实施软启动/停止而得以延长。在又一方面中，相机组件运动阻力的增加被检测到，并且为用户显示需要维护的消息。这可以防止在问题没有及时解决情况下可能发生的系统或部件失效。相同的诊断和报告过程可扩展到由电机控制板可测量的任何数据。
[0031]观察车轮安装标靶的相机之间的运动协调对于保持至标靶的视野和相机之间的视野来说是必须的。本公开的另一方面是指定单一主相机组件，其观察第二相机组件以及控制其运动，从而不需要独立的标定和控制。
[0032]图1是传统的计算机辅助、3D机动车辆车轮定位系统(“定位仪”)的某些元件的示意性俯视平面图，比如在上面讨论的美国专利6，968，282中所公开的那种。此定位仪具有与这里公开的定位仪共有的元件，现在将描述这些元件。图1的定位仪总体上包括用于