用于自標(biāo)定多相機(jī)定位系統(tǒng)的改進(jìn)的電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于自標(biāo)定多相機(jī)定位系統(tǒng)的改進(jìn)的電機(jī)控制系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年8月19日提交的題為“Improved Motor Control System ForA Self-Calibrating Mult1-Camera Alignment System” 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) N0.61/867，283的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)被整體以弓I用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]實(shí)施例總體上涉及機(jī)器視覺(jué)車(chē)輪定位系統(tǒng)和方法，并且更具體涉及具有可移動(dòng)相機(jī)的機(jī)器視覺(jué)定位系統(tǒng)，所述可移動(dòng)相機(jī)連續(xù)自標(biāo)定它們相對(duì)于車(chē)輛安裝標(biāo)靶的位置。
【背景技術(shù)】
[0004]使用可移動(dòng)相機(jī)和附接到車(chē)輪的標(biāo)靶的機(jī)器視覺(jué)車(chē)輛定位系統(tǒng)是已知的。這些標(biāo)靶由相機(jī)進(jìn)行觀察，使得為指定的定位操作而獲得的圖像數(shù)據(jù)可被用于計(jì)算車(chē)輛定位角，以通過(guò)用戶(hù)界面、通常是計(jì)算機(jī)監(jiān)控器顯示。先前的系統(tǒng)實(shí)施方式包括用于連接各相機(jī)的剛性梁，使得它們相對(duì)于彼此的位置和定向可被確定和依靠為是不變的。后來(lái)的系統(tǒng)實(shí)施方式被引入，其包括使用沒(méi)有剛性連接到彼此的相機(jī)，而是使用單獨(dú)的相機(jī)/標(biāo)靶系統(tǒng)來(lái)連續(xù)標(biāo)定一個(gè)用于觀察車(chē)輛安裝標(biāo)靶的相機(jī)相對(duì)于另一個(gè)的位置。這類(lèi)系統(tǒng)在美國(guó)專(zhuān)利6，931，340; 6，959，253 ；和6，968，282中描述了，所有這些專(zhuān)利都被引用方式并入本文。
[0005]對(duì)于定位系統(tǒng)的有效操作來(lái)說(shuō)實(shí)時(shí)定位讀數(shù)響應(yīng)是必須的。因此，需要一種利用觀察相機(jī)的對(duì)應(yīng)移動(dòng)來(lái)跟蹤車(chē)輛安裝標(biāo)靶的移動(dòng)并且快速且平穩(wěn)地響應(yīng)的系統(tǒng)，目的是保持最佳視野。此外，需要一種不會(huì)減慢總體系統(tǒng)性能或?qū)㈩~外需求放置在核心系統(tǒng)上進(jìn)行處理的相機(jī)控制方法(process)。
[0006]還需要提供附加的安全特征，用于防止對(duì)可能與移動(dòng)的相機(jī)組件接觸的用戶(hù)造成傷害。
[0007]最后，需要通過(guò)提供部件診斷和最佳操作控制來(lái)延長(zhǎng)系統(tǒng)的功能壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]—個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可包括一種利用被構(gòu)造成自主跟蹤車(chē)輛的相機(jī)包的車(chē)輛定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一和第二支撐軌道。第一自主相機(jī)包被安裝到第一軌道以便沿著第一軌道的第一長(zhǎng)度自主移動(dòng)。第一自主相機(jī)包包括第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其被構(gòu)造用于使第一自主相機(jī)包沿著第一軌道的第一長(zhǎng)度移動(dòng);第一相機(jī)，其被構(gòu)造用于捕獲被安裝到車(chē)輛的第一標(biāo)靶的圖像數(shù)據(jù)，所述第一相機(jī)生成第一圖像數(shù)據(jù);標(biāo)定標(biāo)靶，其與第一相機(jī)以一定的關(guān)系設(shè)置;和第一數(shù)據(jù)處理器。
[0009]第二自主相機(jī)包被安裝到第二軌道以便沿著第二軌道的第二長(zhǎng)度自主移動(dòng)。第二自主相機(jī)包包括第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其被構(gòu)造用于使第二自主相機(jī)包沿著第二軌道的第二長(zhǎng)度移動(dòng);第二相機(jī)，其被構(gòu)造用于捕獲被安裝到車(chē)輛的第二標(biāo)靶的圖像數(shù)據(jù)，所述第二相機(jī)生成第二圖像數(shù)據(jù);標(biāo)定相機(jī)，其與第二相機(jī)以一定的關(guān)系設(shè)置，被構(gòu)造用于捕獲標(biāo)定標(biāo)靶的圖像數(shù)據(jù)，所述標(biāo)定相機(jī)生成標(biāo)定圖像數(shù)據(jù);和第二數(shù)據(jù)處理器。
[0010]所述第一自主相機(jī)包的第一數(shù)據(jù)處理器被構(gòu)造用于接收來(lái)自第一相機(jī)的第一圖像數(shù)據(jù)，至少部分地基于所述第一圖像數(shù)據(jù)自主地確定是否使第一自主相機(jī)包沿著第一軌道的第一長(zhǎng)度移動(dòng)，和在所述第一數(shù)據(jù)處理器確定要使第一自主相機(jī)包沿著第一軌道的第一長(zhǎng)度移動(dòng)的情況下，發(fā)射第一電機(jī)命令給第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，致使第一自主相機(jī)包沿著第一軌道的第一長(zhǎng)度移動(dòng)。所述第二自主相機(jī)包的第二數(shù)據(jù)處理器被構(gòu)造用于接收來(lái)自第二相機(jī)的第二圖像數(shù)據(jù)或來(lái)自標(biāo)定相機(jī)的標(biāo)定圖像數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)，至少部分地基于第二圖像數(shù)據(jù)或標(biāo)定圖像數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)，自主地確定是否使第二自主相機(jī)包沿著第二軌道的第二長(zhǎng)度移動(dòng)，和在所述第二數(shù)據(jù)處理器自主地確定要使第二自主相機(jī)包沿著第二軌道的第二長(zhǎng)度移動(dòng)的情況下，發(fā)射第二電機(jī)命令給第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，致使第二自主相機(jī)包沿著第二軌道的第二長(zhǎng)度移動(dòng)。
[0011 ]實(shí)施例可還包括一種在車(chē)輛定位過(guò)程中跟蹤車(chē)輛的方法。本方法包括提供車(chē)輛定位系統(tǒng)，所述車(chē)輛定位系統(tǒng)包括第一和第二支撐軌道;第一自主相機(jī)包，其被安裝到第一軌道，并且包括第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和成像被安裝到車(chē)輛的第一標(biāo)靶的第一相機(jī);和第二自主相機(jī)包，其被安裝到第二軌道，并且包括第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第二相機(jī)、和標(biāo)定相機(jī)。
[0012]該方法還包括通過(guò)第一相機(jī)獲取被安裝到車(chē)輛的第一標(biāo)靶的圖像;在第一自主相機(jī)包的第一數(shù)據(jù)處理器處接收來(lái)自第一相機(jī)的第一圖像數(shù)據(jù);在第一數(shù)據(jù)處理器處計(jì)算第一自主相機(jī)包的第一最佳位置;在第一數(shù)據(jù)處理器處確定是否移動(dòng)第一自主相機(jī)包;在第一數(shù)據(jù)處理器確定要移動(dòng)第一自主相機(jī)包的情況下，由第一數(shù)據(jù)處理器發(fā)射第一電機(jī)命令至第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使第一自主相機(jī)包沿著第一軌道的第一長(zhǎng)度移動(dòng)到第一最佳位置。
[0013]該方法還包括通過(guò)第二相機(jī)獲取被安裝到車(chē)輛的第二標(biāo)靶的圖像，或者，通過(guò)標(biāo)定相機(jī)獲取被安裝到第一自主相機(jī)包的標(biāo)定標(biāo)靶的圖像;在第二自主相機(jī)包的第二數(shù)據(jù)處理器處接收來(lái)自第二相機(jī)的第二圖像數(shù)據(jù)或來(lái)自標(biāo)定相機(jī)的標(biāo)定圖像數(shù)據(jù);在第二數(shù)據(jù)處理器處，基于所接收的第二圖像數(shù)據(jù)或標(biāo)定圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算第二自主相機(jī)包的最佳位置;在第二數(shù)據(jù)處理器處確定是否移動(dòng)第二自主相機(jī)包;和在第二數(shù)據(jù)處理器確定要移動(dòng)第二自主相機(jī)包的情況下，由第二數(shù)據(jù)處理器發(fā)射第二電機(jī)命令給第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使第二自主相機(jī)包沿著第二軌道的第二長(zhǎng)度移動(dòng)到第二最佳位置。
[0014]實(shí)施例可還包括一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其具有存儲(chǔ)于其上的指令，在車(chē)輛定位過(guò)程中，這些指令在由被安裝到支撐軌道的自主相機(jī)包的處理器執(zhí)行時(shí)，致使所述處理器跟蹤車(chē)輛，所述自主相機(jī)包被安裝到所述軌道以便沿著塔體的長(zhǎng)度移動(dòng)。上述跟蹤包括:接收來(lái)自車(chē)輛標(biāo)靶相機(jī)的車(chē)輛標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)或來(lái)自標(biāo)定相機(jī)的標(biāo)定標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)，所述車(chē)輛標(biāo)靶相機(jī)被構(gòu)造用于獲取被安裝到車(chē)輛的標(biāo)靶的圖像，所述標(biāo)定相機(jī)被構(gòu)造用于獲取被安裝到同類(lèi)型自主相機(jī)包的標(biāo)定標(biāo)靶的圖像;基于所接收的車(chē)輛標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)或標(biāo)定標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算自主相機(jī)包的最佳位置;響應(yīng)于上述計(jì)算確定是否移動(dòng)所述自主相機(jī)包;和在確定要移動(dòng)所述自主相機(jī)包的情況下，發(fā)射電機(jī)命令至所述自主相機(jī)包的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，致使自主相機(jī)包沿著塔體的長(zhǎng)度移動(dòng)到最佳位置。
[0015]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，所公開(kāi)的主題的各實(shí)施例的目的和優(yōu)勢(shì)從下面的描述變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面參考附圖詳細(xì)描述各實(shí)施例，其中類(lèi)似的參考數(shù)字表示類(lèi)似的元件。附圖不必須按比例繪制。在有利的情況下，一些特征可能沒(méi)有說(shuō)明以幫助說(shuō)明下面的特征。
[0017]圖1是傳統(tǒng)的3D機(jī)動(dòng)車(chē)輛定位系統(tǒng)的示意性俯視平面圖。
[0018]圖2是以圖示方式示意出根據(jù)不同實(shí)施例的示例性定位系統(tǒng)的正面透視圖。
[0019I圖3A和3B是以圖示方式示意出根據(jù)不同實(shí)施例的示例性相機(jī)包的透視圖。
[0020]圖3C是以圖示方式示意出根據(jù)不同實(shí)施例的相機(jī)包的示例性滑艙的透視圖。
[0021]圖4是以圖示方式示意出根據(jù)不同實(shí)施例的示例性基座塔體組件的透視圖。
[0022]圖5是根據(jù)本公開(kāi)的示例性車(chē)輛定位系統(tǒng)的方框圖。
[0023]圖6是示意出根據(jù)被公開(kāi)的主題的實(shí)施例的靶標(biāo)跟蹤的示例性方法的流程圖。
[0024]圖7是示意出根據(jù)被公開(kāi)的主題的實(shí)施例的示例性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]應(yīng)理解在這里介紹的原理在應(yīng)用中不被限制于在下面的說(shuō)明中闡述的或在附圖中示意的結(jié)構(gòu)或部件布置的細(xì)節(jié)。這些原理可體現(xiàn)在其它實(shí)施例中并且以多種方式實(shí)踐或進(jìn)行。而且，應(yīng)理解，在這里使用的措辭和術(shù)語(yǔ)用于說(shuō)明目的不應(yīng)認(rèn)為是限制。
[0026]本公開(kāi)描述了包括相機(jī)的車(chē)輛定位系統(tǒng)的實(shí)施例，各相機(jī)相對(duì)于彼此不剛性固定并且被定向用于觀察車(chē)輪安裝標(biāo)靶，用于計(jì)算車(chē)輪定位角度的目的。
[0027]實(shí)時(shí)處理速度對(duì)于定位系統(tǒng)的功能是至關(guān)重要的，使得在暫停調(diào)節(jié)和顯示結(jié)果之間沒(méi)有用戶(hù)能覺(jué)察到的延遲。有利的是最小化用于支持此目的的任何額外處理。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，相機(jī)的板載處理能力被用于引導(dǎo)相機(jī)組件的移動(dòng)，以保持車(chē)輪安裝標(biāo)靶的最佳視野。
[0028]各相機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制要求車(chē)輪安裝標(biāo)靶的跟蹤保持最佳視野。如果出于任何原因一個(gè)或多個(gè)標(biāo)靶對(duì)于控制相機(jī)來(lái)說(shuō)不可見(jiàn)了，則該系統(tǒng)可能變得迷失方向和跟蹤控制丟失。根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，描述所有標(biāo)靶的定向的平面可被確定，使得，如果一個(gè)或多個(gè)標(biāo)靶的圖像丟失，該系統(tǒng)仍可以保持跟蹤控制，只要一個(gè)標(biāo)靶保持可見(jiàn)即可。
[0029]人員安全是至關(guān)重要的，特別是當(dāng)系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制下時(shí)，如相機(jī)組件跟蹤標(biāo)靶的情況那樣。根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，如果遇到了預(yù)定增量的運(yùn)動(dòng)阻力，則相機(jī)組件運(yùn)動(dòng)被停止，表示用戶(hù)可能阻擋了該運(yùn)動(dòng)。在又一方面中，為安全起見(jiàn)，該系統(tǒng)檢測(cè)用戶(hù)對(duì)相機(jī)組件的手動(dòng)移動(dòng)并且鎖定該系統(tǒng)使其在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)不處于任何自動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0030]對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)可靠性也是至關(guān)重要的。根據(jù)本公開(kāi)的又一方面，驅(qū)動(dòng)相機(jī)組件移動(dòng)的電機(jī)的使用壽命通過(guò)邏輯嵌入電機(jī)控制板中實(shí)施軟啟動(dòng)/停止而得以延長(zhǎng)。在又一方面中，相機(jī)組件運(yùn)動(dòng)阻力的增加被檢測(cè)到，并且為用戶(hù)顯示需要維護(hù)的消息。這可以防止在問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)解決情況下可能發(fā)生的系統(tǒng)或部件失效。相同的診斷和報(bào)告過(guò)程可擴(kuò)展到由電機(jī)控制板可測(cè)量的任何數(shù)據(jù)。
[0031]觀察車(chē)輪安裝標(biāo)靶的相機(jī)之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)對(duì)于保持至標(biāo)靶的視野和相機(jī)之間的視野來(lái)說(shuō)是必須的。本公開(kāi)的另一方面是指定單一主相機(jī)組件，其觀察第二相機(jī)組件以及控制其運(yùn)動(dòng)，從而不需要獨(dú)立的標(biāo)定和控制。
[0032]圖1是傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助、3D機(jī)動(dòng)車(chē)輛車(chē)輪定位系統(tǒng)(“定位儀”)的某些元件的示意性俯視平面圖，比如在上面討論的美國(guó)專(zhuān)利6，968，282中所公開(kāi)的那種。此定位儀具有與這里公開(kāi)的定位儀共有的元件，現(xiàn)在將描述這些元件。圖1的定位儀總體上包括用于