專(zhuān)利名稱(chēng)：用于跟蹤對(duì)象標(biāo)記位置的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于跟蹤對(duì)象標(biāo)記位置的方法、相應(yīng)的裝置以及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)
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ΡΠ ο
背景技術(shù)：
DE 10 2008 026 397 Al描述了一種用于借助靜止對(duì)象來(lái)估計(jì)汽車(chē)的車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
在此背景下，通過(guò)本發(fā)明介紹了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的一種用于跟蹤對(duì)象標(biāo)記位置的方法，還介紹了一種采用該方法的裝置以及最后介紹了一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。有利的擴(kuò)展參見(jiàn)相應(yīng)的從屬權(quán)利要求和下文說(shuō)明。尤其當(dāng)必須分析視頻信號(hào)時(shí)，用于在本汽車(chē)的環(huán)境中檢測(cè)對(duì)象的系統(tǒng)通常存在延遲地工作。直至輸出對(duì)象信息比如位置或速度所產(chǎn)生的延遲時(shí)間可能處于幾個(gè)IOOms的數(shù)量級(jí)。這對(duì)于利用該信息而工作的調(diào)節(jié)系統(tǒng)比如ACC (Adaptive Cruise Control，自適應(yīng)巡航控制)并不是尤其關(guān)鍵的。但是如果對(duì)象信息尤其是位置現(xiàn)在被用于在視野顯示器、 所謂的平視顯示器(HUD)中與位置有關(guān)的可視化，那么在此該延遲時(shí)間就立即能看到。眼睛已經(jīng)從50ms起就清晰地記錄延遲時(shí)間?，F(xiàn)在如果應(yīng)該在諸如汽車(chē)的真正對(duì)象上疊加比如符號(hào)或標(biāo)記，并且該對(duì)象的位置信息已經(jīng)300ms之久，那么這些符號(hào)從駕駛員看來(lái)“滯后 (nachziehen)”。尤其在快速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，也即在300ms內(nèi)結(jié)束的運(yùn)動(dòng)，在本汽車(chē)和對(duì)象之間將會(huì)看到符號(hào)任意地跳上和跳下。本發(fā)明所基于的知識(shí)是，可以通過(guò)視野顯示器(HUD)來(lái)補(bǔ)償該延遲時(shí)間并校正過(guò)時(shí)的符號(hào)位置以進(jìn)行精確的參照。這可以通過(guò)充分利用關(guān)于本汽車(chē)的加速傳感器的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的方法不使用所謂的“預(yù)測(cè)方法”，因?yàn)榧铀賯鞲衅鲾?shù)據(jù)以小于(wenigen) IOms的延遲時(shí)間存在，并且能夠被用于直接的補(bǔ)償計(jì)算。如下系統(tǒng)被稱(chēng)為視野顯示器(Head-up Display平視顯示器，HUD)，該系統(tǒng)把信息直接插入到駕駛員的視野中。為此采用了一種特殊的光學(xué)裝置，其通過(guò)至擋風(fēng)玻璃上的投射而用于為駕駛員產(chǎn)生好像在汽車(chē)前浮動(dòng)了圖像的印象。與此相反，在常規(guī)顯示器(Head Down-Display，俯視顯示器)的情況下或者在汽車(chē)儀表組的情況下駕駛員必須降低他的視線，以看到重要的顯示諸如速度或方向指示。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，可以采用一種視野顯示器，其中信息被有針對(duì)地疊加到真正的圖像上，以在空間中對(duì)點(diǎn)進(jìn)行參照。該顯示器通常被稱(chēng)作慣用術(shù)語(yǔ)接觸模擬 (Kontaktanaloge)的或改善的視野顯示器(增強(qiáng)的平視顯示器)?？梢越柚摷夹g(shù)以如下形式來(lái)給駕駛員提供比如導(dǎo)航指示即用顏色來(lái)標(biāo)記要由他來(lái)跟隨的道路。車(chē)道或者由自適應(yīng)速度控制裝置(ACC系統(tǒng)，自適應(yīng)巡航控制)所探測(cè)的前進(jìn)的汽車(chē)也可以為駕駛員直接插入到視野中。對(duì)于3D效果的生成已知了不同的方案。通過(guò)自動(dòng)立體的或者雙眼系統(tǒng)來(lái)為兩個(gè)眼睛生成不同的圖像，并通過(guò)相應(yīng)的光學(xué)裝置而顯示給眼睛。其他的稱(chēng)為雙眼的方法僅生成一個(gè)唯一的圖像，但它的圖像距離如此來(lái)選擇，使得眼睛不再能夠?qū)ζ溥M(jìn)行識(shí)別，并且大腦自動(dòng)地對(duì)所插入符號(hào)之后的對(duì)象進(jìn)行分配。2D之后的3D成像通過(guò)一種圖形處理器 (渲染器)來(lái)實(shí)施，其中該圖形處理器從3D可視化數(shù)據(jù)以及駕駛員的透視而計(jì)算到場(chǎng)景上的 2D圖像。為此通常需要進(jìn)行駕駛員頭部位置估計(jì)。一種自適應(yīng)速度控制裝置(ACC)利用無(wú)線電測(cè)量設(shè)備比如雷達(dá)傳感器來(lái)監(jiān)控在汽車(chē)之前的區(qū)域。該自適應(yīng)速度控制裝置根據(jù)所反射的信號(hào)來(lái)計(jì)算前進(jìn)汽車(chē)的方向、距離和相對(duì)速度。如果該自適應(yīng)速度控制裝置探測(cè)到在自己的車(chē)道中有一較慢前進(jìn)的汽車(chē)，那么它就如此匹配速度，使得以期望的距離跟隨。為此該自適應(yīng)速度控制裝置按照行駛狀況來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，或者剎車(chē)。在轉(zhuǎn)彎時(shí)該自適應(yīng)速度控制裝置也可以識(shí)別哪個(gè)汽車(chē)對(duì)于速度控制是決定性的。一旦在測(cè)量范圍中不再有汽車(chē)，那么該自適應(yīng)控制裝置就把汽車(chē)又自動(dòng)加速到預(yù)設(shè)的速度。圖像識(shí)別算法可以根據(jù)視頻圖像來(lái)探測(cè)對(duì)象，并比如通過(guò)總線(CAN-BUS，控制器局域網(wǎng)總線)把其位置數(shù)據(jù)提供給其他的系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種用于在汽車(chē)顯示裝置上跟蹤對(duì)象標(biāo)記的位置以標(biāo)記對(duì)象的方法，其中對(duì)象標(biāo)記的位置基于環(huán)境信息而被求得，其中該環(huán)境信息代表了由環(huán)境檢測(cè)裝置所提供的、與位于該環(huán)境檢測(cè)裝置視野內(nèi)的對(duì)象有關(guān)的信息，其中該方法具有以下的步驟: 基于汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)，確定跟蹤信息，以在顯示裝置上跟蹤對(duì)象標(biāo)記的位置，其中所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)象關(guān)于該環(huán)境檢測(cè)裝置的位置變化。根據(jù)本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于汽車(chē)的信息系統(tǒng)或?qū)Ш较到y(tǒng)中。在該情況下，該對(duì)象可以位于該汽車(chē)的環(huán)境中。比如該對(duì)象可以是一個(gè)交通標(biāo)志、車(chē)道標(biāo)記或車(chē)道界限、 另一汽車(chē)、或者行人。為了比如給汽車(chē)的乘客突出該對(duì)象，可以在該乘客的視野中插入 (eingeblendet)該對(duì)象標(biāo)記。在此可以如此來(lái)插入該對(duì)象標(biāo)記，使得該對(duì)象標(biāo)記的位置位于真正存在的對(duì)象的位置上?？梢砸試@該對(duì)象的框的形式來(lái)進(jìn)行對(duì)象標(biāo)記。同樣也可以通過(guò)示出該對(duì)象的輪廓來(lái)進(jìn)行對(duì)象標(biāo)記。該對(duì)象標(biāo)記可以借助該顯示裝置來(lái)顯示。該顯示裝置可以作為一種視野顯示器(HUD)或者作為一種屏幕來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果該顯示裝置作為視野顯示器來(lái)實(shí)現(xiàn)，那么該對(duì)象標(biāo)記可以如此來(lái)顯示，使得它從乘客的視角看與對(duì)于乘客真實(shí)可視的對(duì)象相疊加。相反，如果該顯示裝置作為屏幕來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中真實(shí)的環(huán)境在該屏幕上被成像，那么該對(duì)象標(biāo)記可以如此來(lái)顯示，使得它疊加到在該屏幕上所顯示的對(duì)象上。該對(duì)象本身可以基于對(duì)象識(shí)別而被識(shí)別?？梢曰诃h(huán)境信息來(lái)進(jìn)行對(duì)象識(shí)別。該環(huán)境信息可以以圖像信息的形式而存在，其中根據(jù)該圖像信息來(lái)對(duì)該對(duì)象進(jìn)行成像。同樣該環(huán)境信息可以以空間位置信息的形式而存在，其中該空間位置信息比如包含有該對(duì)象的方向和距離以及大小?；谠摥h(huán)境信息另外還可以確定該對(duì)象相對(duì)于該汽車(chē)、乘客或顯示裝置的位置。該環(huán)境檢測(cè)裝置可以是用于靜止或運(yùn)動(dòng)圖像的一種圖像檢測(cè)裝置(比如以相機(jī)形式)、一種無(wú)線電測(cè)量裝置或一種聲學(xué)測(cè)量裝置。該跟蹤信息可以如此來(lái)偏移該對(duì)象標(biāo)記的存在位置， 即該對(duì)象標(biāo)記在該汽車(chē)運(yùn)動(dòng)之后、并從而在該環(huán)境檢測(cè)裝置以及該顯示裝置運(yùn)動(dòng)之后也在該顯示裝置上與該對(duì)象的位置相一致。只要該環(huán)境檢測(cè)裝置和該顯示裝置與該汽車(chē)剛性連接，那么該汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)就可以傳輸?shù)皆摥h(huán)境檢測(cè)裝置以及該顯示裝置。該對(duì)象的位置變化可以包含有在汽車(chē)的參照軸比如汽車(chē)縱軸與從汽車(chē)到該對(duì)象的方向向量之間角度的角度變化。這意味著，該對(duì)象相對(duì)于汽車(chē)的參照軸關(guān)于該環(huán)境檢測(cè)裝置而產(chǎn)生影響。為了確定跟蹤信息，可以考慮以下的信息即運(yùn)動(dòng)的類(lèi)型、環(huán)境檢測(cè)裝置的、顯示裝置的和用于在汽車(chē)上檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量裝置的布置以及位置和汽車(chē)乘客看到該顯示裝置的視角。在確定步驟中，可以確定該環(huán)境檢測(cè)裝置的參照軸由于汽車(chē)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)。 該跟蹤信息可以基于該參照軸的偏轉(zhuǎn)而被確定。該參照軸可以是該環(huán)境檢測(cè)裝置的主定向方向。該參照軸可以基于以下的信息來(lái)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，即由加速檢測(cè)裝置和/或角度檢測(cè)裝置和/或速度檢測(cè)裝置所提供的信息。該參照軸的偏轉(zhuǎn)可以是該參照軸的旋轉(zhuǎn)或傾斜。汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)可以是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)接收步驟中，關(guān)于汽車(chē)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的信息可以通過(guò)至汽車(chē)旋轉(zhuǎn)速率傳感器的接口被接收。該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以圍繞汽車(chē)的橫軸來(lái)進(jìn)行。該接口可以是一個(gè)接收接口，通過(guò)它可以接收傳感器數(shù)據(jù)。汽車(chē)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以借助一個(gè)或多個(gè)加速傳感器或旋轉(zhuǎn)速率傳感器來(lái)檢測(cè)。這樣就可以檢測(cè)汽車(chē)圍繞已知的汽車(chē)軸線的角度加速度或角度速度。由此可以再次求得汽車(chē)在確定的時(shí)間段內(nèi)已旋轉(zhuǎn)了什么角度。汽車(chē)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也可以基于所檢測(cè)的汽車(chē)軸線偏向來(lái)確定。根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式，在一個(gè)求得步驟中可以求得汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的角速度的變化曲線。該跟蹤信息可以基于角速度變化曲線的累加(Aufsummierimg)而被確定。該角速度變化曲線可以基于所測(cè)量的角加速度或者基于在該時(shí)間上所測(cè)量的角變化而被求得。根據(jù)另一實(shí)施方式，在一個(gè)確定步驟中可以基于汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)來(lái)確定環(huán)境檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)。該跟蹤信息可以基于該環(huán)境檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)而被確定。汽車(chē)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被傳輸?shù)皆摥h(huán)境檢測(cè)裝置，并從而影響該環(huán)境檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)。按照該環(huán)境檢測(cè)裝置在該汽車(chē)上的布置，汽車(chē)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以相應(yīng)于由于汽車(chē)運(yùn)動(dòng)而造成的環(huán)境檢測(cè)裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該環(huán)境檢測(cè)裝置可以構(gòu)造用于在一個(gè)檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)環(huán)境信息。該環(huán)境檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)可以在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，其中該時(shí)間段在時(shí)間上位于該檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)之后。該時(shí)間段可以相應(yīng)于一個(gè)延遲時(shí)間或“死時(shí)間(Totzeit)”，其中該延遲時(shí)間或“死時(shí)間”位于環(huán)境信息的檢測(cè)與基于此的對(duì)象標(biāo)記的顯示之間。從而該時(shí)間段在時(shí)間上可以緊接著該檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)，并相應(yīng)于由環(huán)境信息來(lái)進(jìn)行的對(duì)象標(biāo)記位置的求得時(shí)長(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明的方法可以包含有基于跟蹤信息以及對(duì)象標(biāo)記的位置來(lái)確定對(duì)象標(biāo)記的校正位置的步驟。通過(guò)校正位置可以非?？焖俚匮a(bǔ)償由于環(huán)境檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)而引起的在對(duì)象與對(duì)象標(biāo)記之間的偏移。由此該校正位置在該顯示設(shè)備上在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該對(duì)象的實(shí)際位置。該校正位置可以針對(duì)在顯示設(shè)備上的顯示而進(jìn)行優(yōu)化。該顯示裝置可以作為汽車(chē)的視野顯示器或者作為屏幕來(lái)構(gòu)造。在一個(gè)提供步驟中，該對(duì)象標(biāo)記的校正位置可以在至該視野顯示器或者屏幕的接口上被提供。該對(duì)象標(biāo)記的校正位置可以作為該顯示裝置的控制信號(hào)來(lái)構(gòu)造。響應(yīng)于該對(duì)象標(biāo)記的校正位置的接收，該顯示裝置可以在相應(yīng)的校正位置上顯示該對(duì)象標(biāo)記。本發(fā)明另外還提供了用于跟蹤對(duì)象標(biāo)記的位置以在顯示裝置上來(lái)標(biāo)記對(duì)象的裝置，其中該對(duì)象標(biāo)記的位置基于環(huán)境信息而被求得，其中該環(huán)境信息代表了由環(huán)境檢測(cè)裝置所提供的、與位于該環(huán)境檢測(cè)裝置視野內(nèi)的對(duì)象有關(guān)的信息，其中該裝置具有以下的特征用于基于汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)來(lái)確定跟蹤信息以在顯示裝置上跟蹤對(duì)象標(biāo)記的位置的裝置，其中該運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)象關(guān)于該環(huán)境檢測(cè)裝置的位置變化。該用于跟蹤的裝置可以具有用于基于環(huán)境信息來(lái)求得對(duì)象標(biāo)記位置的裝置、以及用于求得該環(huán)境檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)的裝置。為了求得該對(duì)象標(biāo)記的位置，可以采用已知的對(duì)象識(shí)別算法。用于求得環(huán)境檢測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)的該裝置可以包含有運(yùn)動(dòng)傳感器和分析裝置，該分析裝置構(gòu)造用于根據(jù)由該運(yùn)動(dòng)傳感器所輸出的數(shù)據(jù)來(lái)求得該環(huán)境檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)。該用于跟蹤的裝置可以是信息系統(tǒng)或駕駛員信息系統(tǒng)、并尤其是導(dǎo)航系統(tǒng)的組成部分，其中該系統(tǒng)構(gòu)造用于實(shí)施或者轉(zhuǎn)化根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟。通過(guò)本發(fā)明的以一種裝置形式的這種變化實(shí)施方式，也可以快速而有效地解決本發(fā)明所基于的任務(wù)。該裝置可以是如下設(shè)備該設(shè)備比如給汽車(chē)駕駛員顯示可能與所選擇的駕駛路線有關(guān)的信息。該裝置可以具有一種比如以視野顯示器或顯示器的形式的輸出裝置，通過(guò)它可以給用戶顯示信肩、ο當(dāng)該程序在一種駕駛員信息系統(tǒng)上執(zhí)行時(shí)，那么具有用于實(shí)施本發(fā)明方法的程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品是有利的。該程序代碼可以存儲(chǔ)在一種機(jī)器可讀的載體比如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、硬盤(pán)存儲(chǔ)器或光學(xué)存儲(chǔ)器上，并且當(dāng)該程序被執(zhí)行時(shí)，那么它就用于實(shí)施根據(jù)前述實(shí)施方式所述的方法。


下面借助附圖來(lái)示例地更詳細(xì)解釋本發(fā)明。其中
圖Ia示出了汽車(chē)在靜止位置的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示圖； 圖Ib示出了汽車(chē)在靜止位置的根據(jù)本發(fā)明的顯示的示圖； 圖Ic示出了汽車(chē)在偏轉(zhuǎn)位置的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示圖； 圖Id示出了汽車(chē)在偏轉(zhuǎn)位置的顯示的示圖； 圖Ie示出了汽車(chē)在偏轉(zhuǎn)位置的根據(jù)本發(fā)明的顯示的示圖； 圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)圖； 圖3示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的框圖；以及圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明中，對(duì)于在不同附圖中所示的以及作用類(lèi)似的單元采用相同的或類(lèi)似的參考符號(hào)，其中省略了對(duì)該單元的重復(fù)說(shuō)明。借助圖Ia至Ie來(lái)解釋根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、用于跟蹤對(duì)象標(biāo)記的位置以在汽車(chē)顯示裝置上來(lái)標(biāo)記對(duì)象的本發(fā)明的方法。根據(jù)該實(shí)施例，能夠借助旋轉(zhuǎn)速率信息來(lái)對(duì)來(lái)自視頻傳感器的延遲時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償。圖Ia示出了具有環(huán)境檢測(cè)裝置102的汽車(chē)100的示意性圖示。該汽車(chē)100在車(chē)道104上朝向一個(gè)對(duì)象106運(yùn)動(dòng)。在該例子中該環(huán)境檢測(cè)裝置102是一個(gè)視頻相機(jī)102， 其基本沿著汽車(chē)100的主軸108來(lái)取向。在該汽車(chē)100前面有一個(gè)以車(chē)道凸起形式的障礙 110。該環(huán)境檢測(cè)裝置102構(gòu)造用于檢測(cè)汽車(chē)的環(huán)境。根據(jù)該實(shí)施例，該環(huán)境檢測(cè)裝置 102構(gòu)造用于檢測(cè)在行駛方向上在汽車(chē)100之前的區(qū)域。設(shè)置在該汽車(chē)100之前的對(duì)象106被該環(huán)境檢測(cè)裝置102檢測(cè)。該對(duì)象106可以是一個(gè)交通標(biāo)志。該環(huán)境檢測(cè)裝置102可以提供環(huán)境信息，其包含有與該對(duì)象106有關(guān)的信息。該環(huán)境信息可以用于對(duì)象識(shí)別，以確定與該對(duì)象106有關(guān)的信息。比如可以確定該對(duì)象106的種類(lèi)和位置。圖Ib示出了以一種平視顯示器形式的視野顯示器112，其可以在圖Ia所示的汽車(chē)中來(lái)實(shí)現(xiàn)。借助該視野顯示器112，信息可以被傳輸給汽車(chē)的乘客，比如傳輸給汽車(chē)司機(jī)。 根據(jù)該實(shí)施例，借助該視野顯示器112來(lái)顯示一個(gè)對(duì)象標(biāo)記114，其中該對(duì)象標(biāo)記由圖Ia所示的汽車(chē)的乘客的視角而疊加到該對(duì)象106。從而該對(duì)象標(biāo)記114被顯示到一個(gè)位置上，其中該位置相應(yīng)于乘客所看到的、真正對(duì)象106的位置。該標(biāo)記114應(yīng)該向汽車(chē)司機(jī)尤其示出該對(duì)象106。根據(jù)該實(shí)施例，該對(duì)象106位于在圖Ia所示的視頻相機(jī)的檢測(cè)區(qū)域中。該標(biāo)記 114通過(guò)該視頻相機(jī)的圖像的圖像分析而被生成，并應(yīng)該向汽車(chē)司機(jī)尤其示出該對(duì)象106。 該對(duì)象標(biāo)記114在該視野顯示器112上合適地位于該對(duì)象106上。因?yàn)樵撈?chē)在一個(gè)平的道路上運(yùn)動(dòng)，所以在汽車(chē)與對(duì)象106之間的相對(duì)角度僅非常緩慢地變化。由于緩慢的角度變化，圖像分析可以將對(duì)象標(biāo)記114與該對(duì)象106無(wú)大偏差地保持相一致。圖Ic示出了一個(gè)示意性圖示，其中該汽車(chē)100在車(chē)道104上駛過(guò)障礙110。該汽車(chē)100通過(guò)該障礙110而被偏轉(zhuǎn)。該汽車(chē)100圍繞其橫軸進(jìn)行快速的旋轉(zhuǎn)。該環(huán)境檢測(cè)裝置102的主軸108也隨著該旋轉(zhuǎn)而變化。該對(duì)象106針對(duì)該視頻相機(jī)102而發(fā)生快速的運(yùn)動(dòng)。但實(shí)際上該對(duì)象106保持在其初始位置，并且該運(yùn)動(dòng)僅僅是該對(duì)象相對(duì)于該環(huán)境檢測(cè)裝置102的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖Id示出了由圖Ib所已知的視野顯示器112針對(duì)圖Ic所示的汽車(chē)偏轉(zhuǎn)的圖示。 由于在汽車(chē)和對(duì)象106之間快速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該對(duì)象標(biāo)記114首先在該視野顯示器112上保持在圖Ib中所示的位置上。該對(duì)象標(biāo)記114從而從乘客的視線看不再與該對(duì)象106的位置相一致。這種位置偏移是由該視頻相機(jī)與圖像分析之間的延遲時(shí)間所決定的。圖Ie示出了由圖Ib所已知的視野顯示器112針對(duì)在圖Ic所示的汽車(chē)偏轉(zhuǎn)的圖示，其中該對(duì)象標(biāo)記114與圖Id所示的圖示不同而根據(jù)本發(fā)明的方法被跟蹤。根據(jù)本發(fā)明的方案能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)該對(duì)象標(biāo)記114的快速跟蹤。為此，關(guān)于汽車(chē)角速度或角加速度的運(yùn)動(dòng)信息還被分析，并由運(yùn)動(dòng)信息來(lái)確定該對(duì)象標(biāo)記114的跟蹤信息。運(yùn)動(dòng)信息可以由汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)傳感器來(lái)接收。比如可以通過(guò)在視頻相機(jī)與該圖像分析的延遲時(shí)間上對(duì)角速度積分來(lái)確定跟蹤信息。根據(jù)該實(shí)施例，該跟蹤信息適合于補(bǔ)償對(duì)象106的由圖Ic中所示的汽車(chē)偏轉(zhuǎn)所引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這樣就可以校正該對(duì)象標(biāo)記114的位置。從而針對(duì)具有延遲的過(guò)程而實(shí)現(xiàn)了一種防抖保護(hù)。從而，盡管有汽車(chē)偏轉(zhuǎn)，該對(duì)象標(biāo)記114從乘客視線上看仍然與對(duì)象106的位置相一致。借助圖Ia至Ie所描述的根據(jù)本發(fā)明的方案基于的是以下假設(shè)即本汽車(chē)的自身運(yùn)動(dòng)主導(dǎo)對(duì)象諸如汽車(chē)、行人或道路在本汽車(chē)環(huán)境中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這尤其適于快速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。比如由自適應(yīng)速度控制裝置(ACC)所檢測(cè)的汽車(chē)相對(duì)于本汽車(chē)在直而平的道路以及兩車(chē)恒定速度的情況下從本汽車(chē)的視角看呈現(xiàn)為在本汽車(chē)之前保持靜止。如果現(xiàn)在本汽車(chē)駛過(guò)一個(gè)隆起并向上顛簸，那么該陌生汽車(chē)就呈現(xiàn)為進(jìn)行快速的向下/向上運(yùn)動(dòng)。通過(guò)本汽車(chē)的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，利用可忽略的短的延遲時(shí)間，本汽車(chē)的旋轉(zhuǎn)速率被測(cè)量并被提供， 使得從其中可以得出關(guān)于外界以度地(in Grad)相對(duì)于駕駛員的直視方向軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的推斷。從而，根據(jù)本發(fā)明在該測(cè)量系統(tǒng)的“死時(shí)間”內(nèi)所出現(xiàn)的相對(duì)的對(duì)象運(yùn)動(dòng)可以被估計(jì)。基于此可以相應(yīng)地校正在過(guò)去所測(cè)量的對(duì)象位置值。圖2示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)圖。在下面的圖中示出了汽車(chē)或者環(huán)境檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)的變化曲線221。在上面的圖中示出了該對(duì)象的由運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的相對(duì)位置變化的變化曲線223。在下面的圖中，在橫坐標(biāo)上記錄的是時(shí)間t，在縱坐標(biāo)上記錄的是以。/s的角速度或旋轉(zhuǎn)速率w(t)。該角速度可以涉及到汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)或者該環(huán)境檢測(cè)裝置。借助曲線221 來(lái)示出角速度在時(shí)間上的變化曲線。該曲線221可以為在時(shí)間t上由旋轉(zhuǎn)速率傳感器所檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)速率的變化曲線或者角速度w。該曲線221從在時(shí)間點(diǎn)、處的零位置開(kāi)始具有一個(gè)階躍上升，并接著直至?xí)r間點(diǎn)、都保持一個(gè)恒定的角速度值。從而該環(huán)境檢測(cè)裝置直至?xí)r間點(diǎn)tA都處于靜止，并接著以恒定的角速度來(lái)運(yùn)動(dòng)。在上面的圖中，在橫坐標(biāo)上記錄的是時(shí)間t，在縱坐標(biāo)上記錄的是在該環(huán)境檢測(cè)裝置的檢測(cè)區(qū)域中該對(duì)象的以°的位置S(t)。該對(duì)象的位置在此以度來(lái)給出。借助曲線223 來(lái)示出該對(duì)象在時(shí)間上的位置變化曲線。只要該環(huán)境檢測(cè)裝置是靜止的，那么該對(duì)象的位置就保持不變。自時(shí)間點(diǎn)、開(kāi)始，該對(duì)象的位置發(fā)生變化。從而該曲線223在第一區(qū)段直至?xí)r間點(diǎn)tA都具有平行于橫坐標(biāo)的直線走向，并自時(shí)間點(diǎn)tA開(kāi)始具有直線上升的走向。該時(shí)間點(diǎn)、為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)。在時(shí)間點(diǎn)、和tA之間設(shè)置有一個(gè)時(shí)間點(diǎn)、_Τ。在該曲線223上記錄的是該對(duì)象在時(shí)間點(diǎn)、的當(dāng)前位置SUtl)以及該對(duì)象在時(shí)間點(diǎn)、-τ的時(shí)間上在前的位置Satl-T)。位置Satl)與位置Satl-T)相差一個(gè)角度Δ P ^。該對(duì)象的位置Satl-T)相應(yīng)于由圖像處理所計(jì)算的該對(duì)象的位置，其中該圖像處理在時(shí)間點(diǎn) to處基于內(nèi)部處理時(shí)間或死時(shí)間T來(lái)輸出該位置。該位置Satl-T)是已知的，在該死時(shí)間T期間尋找位置Satl)以及旋轉(zhuǎn)角度Δ φ。。在此，有關(guān)系式S(tQ)= S(VT)+ Δ φ。。w(t)的變化曲線直至當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)、處都是已知的。如果S (t)僅僅由本汽車(chē)的旋轉(zhuǎn)而引起，那么就有
um=i(t) + n(t).。在此亥位置關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，n(t)可以考慮傳感器噪聲或漂移。
從而可以在死時(shí)間T期間通過(guò)旋轉(zhuǎn)速率的積分而作為針對(duì)旋轉(zhuǎn)角度△ Ctci的估計(jì)值求得值
適用的是
其中 Sfto) — SQo — Γ) = &φ 。 借助圖2，借助一個(gè)實(shí)施例示出了如下情況其中前進(jìn)的汽車(chē)通過(guò)本汽車(chē)的顛簸而呈現(xiàn)為向上運(yùn)動(dòng)。由視頻傳感器所估計(jì)的垂直對(duì)象位置在此應(yīng)相對(duì)于一個(gè)軸以度來(lái)給出，其中該軸由該旋轉(zhuǎn)速率傳感器來(lái)檢測(cè)。本汽車(chē)的顛簸導(dǎo)致(ACC)前進(jìn)汽車(chē)的升高。同時(shí)該運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速率。在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)所找到的比如以仰角形式的對(duì)象位置可以被計(jì)算，其方式是，通過(guò)旋轉(zhuǎn)速率的積分來(lái)計(jì)算在該死時(shí)間期間所經(jīng)歷的角度段，并加上過(guò)時(shí)的已知值。
根據(jù)該實(shí)施例，為了進(jìn)行簡(jiǎn)化，這種旋轉(zhuǎn)的情況被認(rèn)為是圍繞一個(gè)軸的。原則上該方法可以針對(duì)所有的旋轉(zhuǎn)軸、搖動(dòng)、顛簸和甚至滾動(dòng)而被應(yīng)用。該方法可以忽略該汽車(chē)的旋轉(zhuǎn)軸的實(shí)際位置。比如可以以駕駛員作為中點(diǎn)來(lái)進(jìn)行所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)。該方法的精確度還可以通過(guò)采用汽車(chē)運(yùn)動(dòng)模塊來(lái)提升。為此可以在考慮汽車(chē)質(zhì)量、彈性、旋轉(zhuǎn)速率傳感器的設(shè)置位置以及其他因素的情況下來(lái)全面地評(píng)估自身運(yùn)動(dòng)，并換算為駕駛員的透視。通常會(huì)給所描述的旋轉(zhuǎn)添加微小的變換。所述計(jì)算可以以時(shí)間連續(xù)或值連續(xù)的形式來(lái)實(shí)施。相反在汽車(chē)中的信號(hào)處理是時(shí)間離散和值離散的，使得在控制設(shè)備中進(jìn)行實(shí)施時(shí)必須把所述積分由所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速率乘以掃描間隔所得的相應(yīng)乘積和(Produktsummen)來(lái)代替。假定該旋轉(zhuǎn)速率傳感器的信號(hào)是無(wú)延遲的。在實(shí)際中在此當(dāng)然也存在延遲時(shí)間， 然而其中該延遲時(shí)間明顯低于該視頻信號(hào)處理的延遲時(shí)間。因此整個(gè)系統(tǒng)從而還具有一個(gè)總延遲，但該總延遲通常感覺(jué)不到或僅微弱地感覺(jué)到。在此為了隱藏其余的延遲時(shí)間還可以采用一種預(yù)測(cè)方法。經(jīng)常被作為例子提到的是(ACC)對(duì)象的可視化，其中該對(duì)象由一個(gè)自適應(yīng)速度控制裝置來(lái)檢測(cè)。該方法可以應(yīng)用于在該汽車(chē)之外的所有對(duì)象比如汽車(chē)、人員、線路、建筑等等，其中對(duì)于這些對(duì)象應(yīng)該通過(guò)一個(gè)接觸模擬的視野顯示器(HUD )來(lái)實(shí)現(xiàn)參照。為了該系統(tǒng)的參數(shù)化而事先測(cè)量死時(shí)間T。在圖2中所示的仰角變化曲線比如示出了線性上升。該方法自然針對(duì)所有可能的、由該旋轉(zhuǎn)傳感器所檢測(cè)的變化曲線都起作用。該視頻傳感器(包含其他的信號(hào)處理)的直至圖像生成的延遲時(shí)間可以是已知的或者可以被測(cè)量，其方式是，在被探測(cè)對(duì)象與在該視野顯示器(HUD)中被分配給定位的符號(hào) (比如ACC)之間的延遲時(shí)間在被調(diào)查汽車(chē)的靜止位置通過(guò)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)而被測(cè)量。該測(cè)量可以被重復(fù)，其中該對(duì)象的相對(duì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在通過(guò)被調(diào)查汽車(chē)的比如顛簸的下壓(Aufpdgimg)而生成。根據(jù)本發(fā)明在此得到了較小的死時(shí)間，因?yàn)闉榱擞?jì)算對(duì)象位置而動(dòng)用了旋轉(zhuǎn)速率傳感器。圖3示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流程圖。在步驟300中，與用于在顯示裝置上標(biāo)記對(duì)象位置的對(duì)象標(biāo)記有關(guān)的信息被接收。與對(duì)象標(biāo)記有關(guān)的信息可以由圖像處理裝置來(lái)輸出。該圖像處理裝置可以基于環(huán)境信息來(lái)求得該對(duì)象標(biāo)記，其中所述環(huán)境信息由環(huán)境檢測(cè)裝置來(lái)輸出，其中真實(shí)的對(duì)象位于該環(huán)境檢測(cè)裝置的檢測(cè)區(qū)域中。與對(duì)象標(biāo)記有關(guān)的信息被加載有預(yù)定的、也即事先確定的由圖像處理裝置中的處理時(shí)長(zhǎng)而造成的延遲時(shí)間。如果在該延遲時(shí)間期間該環(huán)境檢測(cè)裝置或該顯示裝置相對(duì)于真實(shí)的對(duì)象的位置或取向發(fā)生變化，那么該對(duì)象標(biāo)記的位置就變得有錯(cuò)誤。在步驟302中，從而該環(huán)境檢測(cè)裝置或該顯示裝置的當(dāng)前位置信息被接收。該位置信息可以由加速傳感器和相應(yīng)的分析裝置來(lái)提供。在步驟304中，基于當(dāng)前位置信息確定跟蹤信息以跟蹤對(duì)象標(biāo)記的位置。在步驟306中，基于該跟蹤信息以及與該對(duì)象標(biāo)記有關(guān)的信息來(lái)確定該對(duì)象標(biāo)記的校正位置。在步驟308中，該對(duì)象標(biāo)記的校正位置被提供給該顯示裝置。圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的框圖。其示出了一個(gè)延遲塊T、一個(gè)積分塊“必和一個(gè)加法單元+。該延遲塊T構(gòu)造用于接收信息S (t)并輸出信息S(t-T)。該積分
塊U dt構(gòu)造用于接收信息W<C) = !Cf)十并輸出信息S (t) -S (t-T) +η (t)。該加法單元+
構(gòu)造用于把信息S (t-T)和S (t) -S (t-T) +η (t)相加并輸出信息S (t) +n (t)。借助該延遲塊T，對(duì)象的當(dāng)前位置S (t)被施加了一個(gè)延遲時(shí)間T，并由此變成過(guò)去
的位置S(t-T)。當(dāng)前的角速度W(t)借助積分塊在時(shí)長(zhǎng)t-(t-T)上被積分或者被累
加，并從而得到位置S(t)-S(t-T)+n(t)，其中該角速度w(t)等于具有誤差n(t)的位置導(dǎo)數(shù) Kr) + n(t),位置S (t) -S (t-T) +η (t)等于所經(jīng)過(guò)的路徑S，在該例子中等于在時(shí)長(zhǎng)t_(t-T) 期間的旋轉(zhuǎn)角度。施加了延遲時(shí)間T的位置S(t-T)與所經(jīng)過(guò)的路徑S(t)-S(t-T)+η(t)相加，得到了具有誤差η (t)的當(dāng)前位置S (t) +n (t)。在此該塊“Τ”代表在包含圖像顯示的視頻信號(hào)支路中整個(gè)信號(hào)處理鏈的死時(shí)間。 積分塊或累加器和加法器是根據(jù)本發(fā)明的方法的部件。所描述的以及在附圖中所示的實(shí)施例僅示例地被選擇。不同的實(shí)施例可以全部地或關(guān)于單個(gè)的特征而被相互組合。也可以給一個(gè)實(shí)施例補(bǔ)充另一實(shí)施例的特征。另外，根據(jù)本發(fā)明的方法步驟可以重復(fù)地以及與所述順序不同地進(jìn)行實(shí)施。
權(quán)利要求
1.用于跟蹤對(duì)象標(biāo)記(114)的位置以在汽車(chē)(100)的顯示裝置(112)上標(biāo)記對(duì)象(106) 的方法，其中基于環(huán)境信息來(lái)求得該對(duì)象標(biāo)記的位置，該環(huán)境信息代表了由該汽車(chē)的環(huán)境檢測(cè)裝置(102)所提供的與位于該環(huán)境檢測(cè)裝置視野內(nèi)的對(duì)象有關(guān)的信息，其中該方法包含有以下的步驟基于該汽車(chē)(100)的運(yùn)動(dòng)，確定(304)跟蹤信息，以在該顯示裝置(112)上跟蹤該對(duì)象標(biāo)記(114)的位置，其中所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)象(106)關(guān)于該環(huán)境檢測(cè)裝置(102)的位置變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，具有確定由該汽車(chē)(100)的運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的該環(huán)境檢測(cè)裝置參照軸(108)的偏轉(zhuǎn)的步驟，并且其中基于該參照軸的偏轉(zhuǎn)來(lái)確定該跟蹤信息。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中該汽車(chē)(100)的運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且具有通過(guò)至該汽車(chē)的旋轉(zhuǎn)速率傳感器的接口來(lái)接收(302)與該汽車(chē)(100)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的信息的步驟。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，具有求得該汽車(chē)(100)的運(yùn)動(dòng)的角速度變化曲線的步驟，并且其中基于該角速度變化曲線的累加來(lái)確定跟蹤信息。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中該環(huán)境檢測(cè)裝置(102)構(gòu)造用于在一個(gè)檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)來(lái)檢測(cè)環(huán)境信息，并且其中該環(huán)境檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上位于該檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)之后的一個(gè)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中該時(shí)間段在時(shí)間上緊接著該檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)，并相應(yīng)于從環(huán)境信息中求得對(duì)象標(biāo)記(114)的位置的時(shí)長(zhǎng)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，具有基于跟蹤信息以及該對(duì)象標(biāo)記的位置來(lái)確定(306)該對(duì)象標(biāo)記(114)的校正位置的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該顯示裝置(112)作為汽車(chē)(100)的視野顯示器或者作為屏幕來(lái)構(gòu)造，并且具有在至該視野顯示器或該屏幕的接口上輸出(308)該對(duì)象標(biāo)記(114)的校正位置的步驟。
9.用于跟蹤對(duì)象標(biāo)記(114)的位置以在顯示裝置(112)上標(biāo)記對(duì)象(106)的裝置，其中基于環(huán)境信息來(lái)求得該對(duì)象標(biāo)記的位置，該環(huán)境信息代表了由環(huán)境檢測(cè)裝置(102)所提供的與位于該環(huán)境檢測(cè)裝置視野內(nèi)的對(duì)象有關(guān)的信息，其中該裝置具有以下的特征用于基于該汽車(chē)(100)的運(yùn)動(dòng)來(lái)確定跟蹤信息以在該顯示裝置上跟蹤該對(duì)象標(biāo)記位置的裝置，其中所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)象(106)關(guān)于該環(huán)境檢測(cè)裝置(102)的位置變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，具有用于基于該環(huán)境信息來(lái)求得該對(duì)象標(biāo)記位置的裝置、以及用于求得該環(huán)境檢測(cè)裝置(102 )的運(yùn)動(dòng)的裝置。
11.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其具有程序代碼，當(dāng)該程序在一種裝置上執(zhí)行時(shí)，那么該程序代碼就實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于跟蹤對(duì)象標(biāo)記位置的方法和裝置。本發(fā)明推薦了用于跟蹤對(duì)象標(biāo)記(114)的位置以在顯示裝置(112)上標(biāo)記對(duì)象(106)的方法，其中基于環(huán)境信息來(lái)求得該對(duì)象標(biāo)記的位置，該環(huán)境信息代表了由環(huán)境檢測(cè)裝置(102)所提供的與位于該環(huán)境檢測(cè)裝置視野內(nèi)的對(duì)象有關(guān)的信息，該方法包含有確定步驟，即基于該汽車(chē)(100)的運(yùn)動(dòng)，確定跟蹤信息，以在該顯示裝置(112)上跟蹤該對(duì)象標(biāo)記(114)的位置，其中所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)象(106)關(guān)于該環(huán)境檢測(cè)裝置(102)的位置變化。
文檔編號(hào)B60K35/00GK102211523SQ201110089560
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者G·博爾, M·米勒-弗拉姆, 楊怡文 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司