[发明专利]借助单应矩阵从摄像机的一系列图像中探测和验证对象

说明书

本发明涉及一种用于从摄像机图像中识别对象的方法和装置，并尤其可应用在基于摄像机的驾驶员辅助系统中。用于从一车载摄像机的一图像序列中探测对象的方法包括下列步骤：a)用车载摄像机拍摄图像序列，b)确定两个前后连续图像中的对应特征，d)通过将相邻对应特征分别分配给空间中一平面来确定空间中的多个平面，f)在考虑步骤d)中所确定平面的情况下探测对象。根据一优选实施方式，所述方法包括以下步骤：c)计算相邻对应特征的单应矩阵以确定多个平面；和/或d2)将相邻对应特征分别分配给一底平面、一背平面或一侧平面。因为根据本发明的方法可非常迅速地设计，因此可对几乎整个图像实时进行通用对象探测或场景描绘。

技术领域

本发明涉及一种用于从摄像机图像中识别对象的方法，并尤其可应用在基于摄像机的驾驶员辅助系统中。

背景技术

根据当前技术现状的车辆识别系统大部分是以分类为基础的。基于分类的系统可重新认出其在训练数据中见过的车辆或车辆部件。然而，新的车辆设计以及被改变的结构形式可能导致系统性能的严重下降并需要通用的对象识别方法。

US 2014/0161323 A1描述了从借助一单目摄像机拍摄的图像中生成道路周围环境内致密三维立体结构的方法。

EP 2 993 654 A1描述了一种用于从摄像机图像给出前方碰撞警告(FCW)的方法。在此，对一图像部分加以分析，自身所在车辆将在一预定的时间间隔内到达那里。如果在那里识别到一对象，则发出碰撞警告。

发明内容

本发明的任务是，提供一种通用地识别对象的方法。

本发明的出发点考虑如下：如果两个帧(单一图像)的摄像机位置是已知的，可对点对应关系(对应特征点)进行三角测量，但不会生成对象，这是因为三角测量不具备可将点云聚类成有意义对象的模型知识。单目系统的缺点是，极点附近的对象只能被不准确地三角测量，并且在那里自运动(摄像机自运动)中的最小误差都很明显。极点表示的是在一第一摄像机图像中的如下像点，摄像机中心在一第二时间点成像在该像点处。在一直线行驶期间，消失点/没影点例如与极点相应。然而，这是识别与停止不动或前方行驶车辆碰撞的重要区域。如果动态对象根据对极几何运动时，可对其进行三角测量。然而，由于未知的相对速度，动态对象会被估计得距离太近或太远。

如果代替单一对应关系，对多个相邻对应关系(对应特征)进行观察，则对象可根据不同的速度、缩放和变形加以划分/分割(segmentieren)。

根据本发明的用于从一车载摄像机的一图像序列中探测对象的方法包括下列步骤：

a)用车载摄像机拍摄一图像序列，

b)确定两个前后连续图像中的对应特征，

d)通过将相邻对应特征分别分配给空间中一相应平面来确定空间中的多个平面，以及

f)在考虑(步骤d)中)所确定的平面的情况下探测对象。

优选车载摄像机设计用于拍摄一车辆的周围环境。所述周围环境尤其是指车辆前方的周围环境。车载摄像机优选可被集成在一驾驶员辅助装置中或可与驾驶员辅助装置相连接，其中，所述驾驶员辅助装置尤其设计用于从车载摄像机装置提供的图像数据中识别对象。车载摄像机装置优选为一设置在机动车辆内挡风玻璃后并朝向行驶方向的摄像机。车载摄像机尤其优选为一单目摄像机。

优选采用车载摄像机在规定或已知时间点拍摄单图像，由此生成一图像序列。

第一图像中一特征与第二图像中相同特征的相应性被称为对应关系。两个图像中的对应特征也可被描述为指示所述特征在图像中如何移位的光流矢量。一特征尤其可以是一图像部分(或图像块)、一像素、一边缘或一角落。

作为替代选择，步骤d)可描述如下：确定多个平面，在这些平面中分别有或将有多个相邻对应特征。