用于识别可能的碰撞对象的方法和装置制造方法

xiaoxiao2020-7-22  3

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用于识别可能的碰撞对象的方法和装置制造方法
【专利摘要】在汽车中布置记录单元。该记录单元在此构造为根据由其检测的图像提供具有预给定图像大小的数字原图像。通过在减少像素的意义下减小原图像的分辨率来产生具有预给定的第一中间图像大小的第一中间图像。此外,产生具有预给定图像大小的第二中间图像,使得其包括第一中间图像。借助预给定检测器分析第二中间图像,以便检验在第二中间图像中是否存在预给定对象类型的对象,其中,所述检测器构造为分析预给定图像区段并且识别具有预给定对象大小范围的、预给定对象类型的对象。
【专利说明】用于识别可能的碰撞对象的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于在图像中识别可能的碰撞对象的方法和装置,该图像由布置在汽车中的记录单元所检测,其中,记录单元构造为根据所检测的图像提供具有预给定图像大小的数字原图像。此外,本发明涉及用于汽车的识别系统。
【背景技术】
[0002]在夜间行驶时,车辆驾驶员的视野基本上由借助于车辆前灯对行车道的照亮来确定,其中,常常短时由于迎面而来的车辆的车辆前灯的眩光而使夜视变差。此外,许多驾驶员在夜间视力会有一定下降。因此,现代汽车越来越多配备夜视系统。夜视系统典型地分类为被动夜视系统或者主动夜视系统。被动夜视系统检测由对象发射的红外环境光。主动系统例如使用红外光源来沿着汽车行驶方向照射预给定区域,并且利用特殊摄像机将由对象反射的红外光处理成热图像。在大多数情况下,所检测的热图像借助光学输出单元例如利用布置在仪表盘中的显示器或抬头显示器显示。

【发明内容】

[0003]本发明所基于的任务是提出用于识别可能的碰撞对象的方法和装置以及用于汽车的识别系统,其能够在不同的汽车行驶条件和/或交通条件下实现可靠地识别可能的碰撞对象并且有利地降低交通参与方的事故概率。
[0004]该任务通过独立权利要求的特征来解决。本发明的有利扩展方案在从属权利要求中予以描述。
[0005]根据第一方面和第二方面,本发明的突出特点在于用于在图像中识别可能的碰撞对象的方法和对应装置,该图像由布置在汽车中的记录单元检测。该记录单元在此情况下构造为,根据所检测的图像提供具有预给定图像大小的数字原图像。通过在减少像素的意义下减小原图像分辨率产生具有预给定第一中间图像大小的第一中间图像。此外,产生具有预给定图像大小的第二中间图像,使得第二中间图像包括第一中间图像。第二中间图像借助预给定的检测器来分析以便检验在第二中间图像中是否存在预给定对象类型的对象,其中,检测器构造为,分析预给定图像区段并且识别具有预给定对象大小范围的预给定对象类型的对象。
[0006]数字图像、数字图像的区段或数字图像中的对象的大小在本发明的范畴内理解为数字图像、区段或对象在图像平面内按像素数目测量的水平和垂直伸展。
[0007]检测器例如分别包括描述器和应用于描述器上的分类器。在此情况下,描述器表示图像区段中的一个特征或特征集合。借助分类器例如可以确定置信区间和/或相应图像区段中存在对象的概率,和/或作出在相应图像区段中是否包含对象的决定。为了识别预给定对象类型的对象例如借助许多示例数据训练检测器。检测器的训练因此会非常费事。检测器的识别效率会与要识别的对象的对象大小有关。因此,检测器例如被训练,使得其可靠地识别应用特定的对象大小范围中的预给定对象类型的对象。[0008]原图像分辨率的减小能够实现由记录单元检测的图像在放缩的情况下被分析,使得预给定对象类型的对象可以具有可在检测器能可靠识别对象的对象大小范围中的对象大小。利用检测器对原图像中的对象的可靠识别本身就需要的检测器匹配并不必要。有利地,直至对象能被可靠识别为可能的碰撞对象的最小识别距离即实际对象与记录单元之间的最小距离可以根据原图像的缩放比来预给定。
[0009]有利地,第二中间图像具有原图像所具有的图像大小,使得第二中间图像的分析可以利用合适构造的程序例程来进行,所述例程也可以借助预给定的检测器用于分析原图像。
[0010]在一种有利的扩展方案中,在识别出第二中间图像中的对象时根据汽车距对象的距离和/或车辆速度将对象分类为可能的碰撞对象并且产生信号用于指示预给定的报警。这能够实现使车辆用户尤其是车辆驾驶员及时注意到危险,使得车辆驾驶员和/或车辆可以作出合适反应以避免碰撞。报警例如可以借助声学信号、光学信号和/或触觉信号来指
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[0011]在另一种有利的扩展方案中,第一像素值根据原图像或第一中间图像的像素值来确定,并且第二中间图像的未被第一中间图像包括的剩余像素具有第一像素值。
[0012]在另一种有利的扩展方案中,第一像素值代表原图像或第一中间图像的近似所有像素值的平均值。这能够实现第二中间图像的简单且快速的确定。
[0013]在另一种有利的扩展方案中,记录单元构造为检测热图像。记录单元例如可以包括红外摄像机。有利地,这能够实现辐射热的对象例如生物尤其是在夜间能被识别。预给定对象类型为此可以包括特定动物种类和/或人。
[0014]在另一种有利的扩展方案中,预给定对象类型包括预给定动物种类和/或行人和/或骑车人,其在汽车所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车所行驶的行车道上和/或在汽车所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车所行驶的行车道上运动。有利地,这能够实现及时识别预给定动物种类和/或行人和/或骑车人,其在汽车所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车所行驶的行车道上和/或在汽车所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车所行驶的行车道上运动。
[0015]在另一种有利的扩展方案中,原图像的分辨率通过对原图像的欠采样来减小。这能够实现简单且快速确定第一中间图像。
[0016]在另一种有利的扩展方案中,第一中间图像大小为原图像的图像大小的预给定因数分之一,该因数代表平方数。这能够实现简单欠采样。此外,可以非常简单地对原图像执行平滑滤波。例如,可以确定平均值,例如算术平均值,例如宽度为2个像素和高度为2个像素的图像区段的平均值,并且该平均值形成第一中间图像的新像素。这样,在一个步骤中可以执行平滑滤波和欠采样。
[0017]根据第三方面,本发明的突出特点在于用于汽车的识别系统。该识别系统具有布置在汽车中的记录单元,该记录单元构造为根据由其检测的图像提供具有预给定图像大小的数字原图像。此外,该识别系统包括布置在汽车中的根据第二方面的用于在由记录单元检测的图像中识别可能的碰撞对象的装置。在此情况下,第一方面和第二方面的有利扩展方案也适用于第三方面。【专利附图】

【附图说明】
[0018]以下借助示意图详细地阐述了本发明的实施例。在附图中:
[0019]图1示出了用于汽车的识别系统的框图,
[0020]图2示出了原图像连带预给定对象类型的对象的实施例,该对象具有第一对象大小,
[0021]图3示出了原图像连带预给定对象类型的对象的另一实施例,该对象具有第二对象大小,以及
[0022]图4示出了第二中间图像。
【具体实施方式】
[0023]图1示意性地示出了用于汽车2的识别系统I。该识别系统I包括记录单元3和控制装置5,该控制装置具有图像处理单元7和分析单元9。控制装置5也可以称作用于识别可能的碰撞对象的装置。该识别系统I例如布置在汽车2中。该记录单元例如可以布置在汽车的散热器护栅的区域中和/或布置在汽车的外反光镜的区域中。该识别系统I优选包括夜视系统,并且记录单元3例如构造为检测热图像。例如,记录单元3可以包括红外摄像机。
[0024]记录单元3优选布置在汽车2中,使得其具有沿汽车行驶方向指向的检测区域。记录单元3例如构造为根据由其检测的图像提供预给定图像大小的数字原图像10。原图像10例如被转发给图像处理单元7,用于继续处理。
[0025]图像处理单元7例如构造为借助预给定检测器分析原图像10和/或第二中间图像30,以便检验在原图像10中和/或在第二中间图像30中是否存在预给定对象类型的对象。
[0026]分析单元9例如构造为,如果在原图像10中和/或在第二中间图像30中识别出对象,根据汽车2距对象的距离和/或汽车2的速度将对象分类为可能的碰撞对象并且产生信号,用于指示预给定报警。分析单元9例如构造为根据图像处理单元7的识别数据确定与其他交通参与方和/或其他对象碰撞的概率,并且如果需要,则使得输出报警信号和/或合适地控制汽车2的安全单元。为此,例如可以利用相对于自己的汽车2所确定的数据,例如转速计的数据。这样,与其他交通参与方和/或其他对象碰撞的概率可以被确定。例如,如果该概率超过预给定边界值,则产生信号用以指示预给定报警。可替选地或附加地,根据汽车2的转向角和/或横摆角速度可以将对象分类为可能的碰撞对象。
[0027]检测器例如构造为分析原图像10和/或第二中间图像30的预给定图像区段并且识别具有预给定对象大小范围的、预给定对象类型的对象。
[0028]预给定对象类型例如可以包括预给定动物种类和/或行人和/或骑车人,其在汽车2所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车2所行驶的行车道上和/或在汽车2所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车2所行驶的行车道上运动。在图1至图4所示的实施例中,对象种类包括人,其在汽车2所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车2所行驶的行车道上和/或在汽车2所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车2所行驶的行车道上运动。
[0029]为了在由记录单元3所检测的图像中识别可能的碰撞对象,例如可以分析由记录单元3提供的原图像10。为了分析原图像10,例如针对分别具有预给定区段大小和原图像10中的预给定位置的多个图像区段,借助检测器来分析。原图像10中的位置例如可以具有
预给定距离。
[0030]可替选地或附加地,为了在由记录单元3中检测的图像中识别可能的碰撞对象,分析第二中间图像30。为此,通过在减少像素的意义下减小原图像10的分辨率来产生具有预给定的第一中间图像大小的第一中间图像20。第二中间图像30以预给定的图像大小来产生,使得其包括第一中间图像20。第二中间图像30借助检测器类似原图像10地被分析。这意味着:被分析的图像区段数目分别相同,并且区段大小以及图像区段的位置相同。
[0031]第二中间图像30的未被第一中间图像20包括的剩余像素例如可以具有第一像素值,该第一像素值根据原图像10或第一中间图像20的像素值来确定。第一像素值例如可以代表原图像10或第一中间图像20的近似所有像素值的平均值。
[0032]原图像10的分辨率例如通过欠采样原图像10来减小。第一中间图像大小例如为原图像10的图像大小的预给定因数分之一,该因数代表平方数。该因数具有的值例如可以为4。
[0033]根据记录单元3的放大率,原图像10中的对象可以具有与图像相关的对象大小,其取决于记录单元3距离实际对象的距离,该实际对象作为对象成像在原图像10中。识别系统I例如构造为使得在原图像10借助检测器被分析时可靠识别在车辆行驶方向上距记录单元3有从最大IOOm到最小13m距离的人。在此情况下,记录单元3例如构造为,对象例如距记录单元3有大约13m的距离在行车道上行走的具有平均身体尺寸的人在原图像10中以沿着原图像10的垂直轴I大约100个像素的对象高度成像。检测器在此情况下例如可以构造为,当对象不超过沿垂直轴I最大100个像素的对象高度时检测器可以识别预给定对象。
[0034]针对识别系统I可以设计为,根据直至车辆与对象可能碰撞的余下的反应持续时间输出预给定报警信号。例如,可以设计为,当余下的反应持续时间为大约2秒时,指示第一报警信号,而当余下的反应持续时间为大约1.4秒时,指示第二报警信号。第一报警信号例如可以指示为使得其被车辆驾驶员和/或车辆乘客作为预报警而觉察。第二报警信号例如可以指示,使得其被车辆驾驶员和/或车辆乘客作为紧急报警而觉察。由于直至对象被可靠识别的最小识别距离,第一报警信号从汽车2的第一最小速度起才可以产生。当原图像10借助检测器来分析时,最小识别距离例如为13m。由此在余下的反应持续时间为2秒的情况下得到23km/h的第一最小速度。如果汽车2超过第一最小速度,则不指示第一报警信号。类似地,在此情况下,在最小识别距离为13m时第二报警信号从汽车2的为大约33km的第二最小速度起才被产生。如果汽车2低于第二最小速度,则不指示第二报警信号。
[0035]通过利用检测器分析第二中间图像30可以减小最小识别距离。例如,原图像10在垂直方向上和在水平方向上的分辨率例如分别减小到一半,使得由检测器可以识别该对象,其在原图像10中例如沿垂直轴具有200个像素的与图像有关的对象高度并且由此在第二中间图像30中具有100个像素的与图像有关的对象高度。这样,例如可以将最小识别距离减小到大约6.5m。由此,在11.5km/h以上的速度范围中已指示第一报警信号,而在大约
16.5km/h以上可以指示第二报警信号。这会有助于提高交通参与方的交通安全性,尤其是在亚洲范围例如中国的地区和/或城区中,在其中汽车2平均比欧洲和USA行驶更为缓慢和/或在其中习惯紧贴车辆2前横穿道路 。
[0036]图2示出了原图像10连带预给定对象类型的对象的一种实施例。对象具有第一对象大小。对象例如为人。原图像10具有预给定图像大小,例如分别沿水平轴X具有近似400个像素而沿垂直轴y具有近似230个像素。该人例如沿垂直方向y具有100个像素的最大对象高度并且因此可以被上面示例性描述的检测器可靠地在原图像10中检测到。
[0037]图3示出了原图像10连带预给定对象种类的对象之一的另一种实施例。对象具有第二对象大小。对象例如是人。原图像10具有预给定图像大小,例如沿水平轴X具有近似400个像素而沿垂直轴I具有近似230个像素。该对象(在此情况下为人)例如沿垂直轴y具有200个像素的对象高度并且因此不能被上面示例性描述的检测器可靠地在原图像10中检测出。
[0038]图4示出了第二中间图像30,其对应于在图3中所示的原图像10的另外的实施例。第二中间图像30具有原图像10的图像大小并且包括第一中间图像20。第二中间图像20的未被第一中间图像10包括的剩余像素具有第一像素值,其例如代表另外的原图像10的近似所有像素值的算术平均值。第一中间图像大小为原图像10的图像大小的四分之一。对象(在此情况下为人)在第二中间图像30中沿垂直轴y具有100个像素的最大对象高度并且因此可以被上面示例性描述的检测器可靠地在第二中间图像30中检测出。
[0039]附图标记表
[0040]I识别系统
[0041]2汽车
[0042]3记录单元
[0043]5控制装置
[0044]7图像处理单元
[0045]9分析单元
[0046]10 原图像
[0047]20 第一中间图像
[0048]30 第二中间图像
[0049]X水平轴
[0050]y垂直轴
【权利要求】
1.用于在图像中识别可能的碰撞对象的方法,所述图像由布置在汽车(2)中的记录单元(3)所检测,其中,所述记录单元(3)构造为根据所检测的图像提供具有预给定图像大小的数字原图像(10),其中 通过在减少像素的意义下减小原图像(10)的分辨率来产生具有预给定的第一中间图像大小的第一中间图像(20), 产生具有预给定图像大小的第二中间图像(30),使得第二中间图像包括第一中间图像(20),以及 借助预给定检测器分析第二中间图像(30),以便检验在第二中间图像中是否存在预给定对象类型的对象,其中,所述检测器构造为分析预给定图像区段并且识别具有预给定对象大小范围的、预给定对象类型的对象。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在根据汽车(2)距对象的距离和/或汽车(2)的速度在第二中间图像(30)中识别出对象时,将对象分类为可能的碰撞对象,并且产生信号以指示预给定报警。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中, 根据原图像(10)或第一中间图像(20)的像素值确定第一像素值,以及 第二中间图像(30)的未被第一中间图像(20)包括的剩余像素具有第一像素值。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,第一像素值代表原图像(10)或第一中间图像(20)的近似所有像素值的平均值。
5.根据上述权利要求之一所述的方法,其中,记录单元(3)构造为检测热图像。
6.根据上述权利要求之一所述的方法,其中,预给定对象类型包括预给定动物种类和/或行人和/或骑车人,其在汽车(2)所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车(2)所行驶的行车道上,和/或在汽车(2)所行驶的行车道的边缘区域中和/或在汽车(2)所行驶的行车道上运动。
7.根据上述权利要求之一所述的方法,其中,通过欠采样原图像(10)来减小原图像(10)的分辨率。
8.根据上述权利要求之一所述的方法,其中,第一中间图像大小为原图像(10)的图像大小的预给定因数分之一,所述预给定因数代表平方数。
9.用于在图像中识别可能的碰撞对象的装置,所述图像由布置在汽车(2)中的记录单元(3)所检测,其中,所述记录单元(3)构造为根据所检测的图像提供具有预给定图像大小的数字原图像(10),并且该装置构造为, 通过在减少像素的意义下减小原图像(10)的分辨率来产生具有预给定的第一中间图像大小的第一中间图像(20), 产生具有预给定图像大小的第二中间图像(30),使得第二中间图像包括第一中间图像(20),以及 借助预给定检测器分析第二中间图像(30),以便检验在第二中间图像(30)中是否存在预给定对象类型的对象,其中,所述检测器构造为分析预给定图像区段并且识别具有预给定对象大小范围的、预给定对象类型的对象。
10.用于汽车(2)的识别系统(I),其中,该识别系统(I)具有: 布置在汽车(2)中的记录单元(3),其构造为根据由其检测的图像提供具有预给定图像大小的数字原图像(10), 布置在汽车(2)中的根据权利要求9所述的用于在由所述记录单元(3)检测的图像中识别可能的碰撞 对象的装置。
【文档编号】G06K9/00GK103548069SQ201280024181
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月8日 优先权日:2011年5月19日
【发明者】S·奥雷歇尔 申请人:宝马股份公司

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