[发明专利]立体选通成像系统和方法

说明书

背景

1.技术领域

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。

2.相关技术讨论

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)。

题为“stereo camera for a motor vehicle”、欧洲专利号为EP 1,831,718 B1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)。

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(1)估计出。

其中，Δd是深度信息估计，d是深度，l是基线的长度(即，相机之间的距离)，h是图像平面与通过两个相机的中央投影的中心的平面之间的距离，以及Δx是差距(即，从每个相机的中心到所察看的场景中的所投影的特定点的距离和)。该深度信息估计限制基于每个被动立体的系统，即在较长的观看距离和在基线被限制于短的长度时。

简述

根据本发明的一些实施例，提供了一种用于改善捕获场景的图像的过程和从其中获得数据的系统，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利用脉冲光以特定的方向照射场景；两个或两个以上的捕获设备，所述两个或两个以上的捕获设备被配置为捕获场景的图像，捕获设备中的每个捕获设备从不同的空间位置捕获图像，其中至少一个捕获是与脉冲光同步的，以便于针对同步的捕获产生场景的立体融合选通图像；以及计算机处理器，所述计算机处理器被配置为，通过使用从选通图像和选通参数获得的数据改善捕获。

本发明的这些方面和/或优势、其他的和/或另外的方面和/或优势是：如下文详细描述中所述的；根据详细描述可推知的；和/或通过本发明的实践可学习到的。

附图简述

根据结合附图所进行的关于本发明的实施方案的详细描述，将较容易理解本发明，其中：

图1是根据本发明的一些实施例在车辆中安装的立体选通成像系统的大概的顶视图说明；

图2描述的是根据本发明的一些实施例的立体选通成像系统框图；

图3和图4描述的是根据本发明的一些实施例的立体选通成像系统景深(DOF)的实施例的示意性实例；

图5描述的是根据本发明的一些实施例的立体选通成像单脉冲串时序。

详细描述

在详细阐述本发明的至少一个实施例之前，要理解的是本发明并不将其应用限于在以下描述中所阐述的或在附图中所示出的元素的构成和布置的细节。本发明可应用于其他的实施例或以不同的方式进行实践或被执行。而且，要理解的是，本文所采用的术语和措辞是出于描述的目的，而不应被认为是限制。

本领域所熟知的优选的选通成像系统被描述于美国专利号为7,733,464B2题为“vehicle mounted night vision imaging system and method”的专利。光源脉冲(在自由空间中)被定义为：其中在下面的索引中定义了参数。选通相机开通时间(在自由空间中)被定义为选通相机关闭时间(在自由空间中)被定义为其中c是光速，R₀、R_最小和R_最大是特定的距离。选通成像被用于以通过T_激光、T_II和T_关闭的时间同步的距离函数创建敏感度。