[发明专利]快速障碍物检测

说明书

技术领域

本发明涉及具有移动结构的环境中的成像系统，且更具体地说，涉及用于检测障碍物的成像系统和方法。

背景技术

在涉及导航（如机器导航或传送机构）的移动结构如车辆和电动机器中使用成像系统来检测可能妨碍所希望的运动的障碍物。这类成像系统通常使用对准运动路径的一个或多个相机和分析所采集的图像以检测障碍物的图像处理系统。当检测到障碍物时，可以传达警报或其它适当通知以允许避开该障碍物。障碍物检测系统通过检测图像中指示障碍物的图案而操作。障碍物检测在结构正在移动且适当结果常常需要使用可能使障碍物检测在所希望的应用中过于昂贵的硬件和软件设备时可能有难处。

障碍物检测系统的一个实施例使用立体相机配置（右相机和左相机）来记录图像。使用立体反转透视映射（IPM）处理来自相机的图像以产生表示左图像与右图像之间的差的差图像。车辆应用中使用的立体IPM可由于由左相机和右相机同步采集图像而有效地滤除道路纹理、道路标志和通常呈现为道路表面上的平坦物体的阴影。通过执行一些滤波且在差图像上作标记而获得二元图像。二元图像可以含有可能是或可能不是可靠障碍物物体的一些斑点。针对每个斑点计算极直方图并且分析波峰。极直方图的强波峰可以解译为识别障碍物。然而有效的立体IPM需要使用两个相机，这会增加实现成本。实际问题在于，使用立体IPM障碍物检测的应用还必须考虑空间需要和第二相机的正确放置。

另一实施例检测系统在移动汽车中使用一个相机并且也采用IPM图像（俯视图）。单目相机在任何给定时间T获得一个帧且在一些时间间隔之间采集两个帧以获得可以用来产生IPM差图像的两个图像。由于车辆移动，道路表面上的平坦物体，如道路上涂有的文字、道路标志和阴影将产生假阳性。为了排除这种假阳性，单目相机系统识别地标（如车道标志）或表示道路环境中的主道纹理的物体且使用这些物体来计算用于记录两个图像的汽车移动。在基于单目相机的障碍物检测系统的另一实施例中，光流是用来计算车辆的运动参数。

单目相机障碍物检测系统可以仅仅使用一个相机检测障碍物。然而，这些系统通常需要计算车辆运动和运动参数以记录图像。新增的计算可能十分复杂而使系统变慢使其难以在有效时间帧中检测障碍物。

需要一种不需要一个以上相机且不需要计算车辆运动参数的障碍物检测系统。

发明内容

鉴于上文，提供了用于检测障碍物的系统和方法，所述系统和方法使用位于在运动区域上运动，或者在运动的移动区域上静止的装置上的单个相机。在实施例实现中，采集所述运动区域的图像视频流。可以在进一步处理之前校正所述视频流中的图像的镜头失真。从所述视频流中的N个图像的序列中选择第N个图像。通过从第N个图像中减去N-1个先前图像中的每个而计算一组N-1差图像。将所述N-1差图像彼此相加以产生组合差图像。对所述组合差图像执行反转透视变换以产生变换图像。分析所述变换图像以检测所述变换图像中的障碍物的边缘。接着可产生指示所述运动区域中的障碍物的检测的信号。

在检视以下图示和详细描述后，本发明的其它器件、装置、系统、方法、特征和优点对于所属领域技术人员而言将显而易见或将变得显而易见。期望全部这类额外系统、方法、特征和优点包括在本描述内，包括在本发明的范围内，并且受随附权利要求保护。

附图说明

通过参考以下附图可更好地理解以下描述。附图中的组件并不需要按比例绘制，而是强调说明本发明的原理。在附图中，不同视图各处的相同参考数字标示对应部件。

图1是实施例障碍物检测系统的方框图。

图2是说明用于检测障碍物的实施例方法的操作的流程图。

图3A至图3B是说明失真校正的操作的图像的示意性表示。

图4A至图4C是说明反转透视变换的图像的示意性表示。

图5A至图5B是说明反转透视映射差图像的障碍物物体分割的示意性表示。

图6A至图6B使用极直方图说明反转透视映射差图像的实施例分析。

具体实施方式