專利名稱：用于評估機(jī)動車的物體識別裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于借助于攝像機(jī)仿真裝置評價(jià)機(jī)動車的物體識別裝置的工作 性能的方法。屬于本發(fā)明的還有一種用于檢驗(yàn)攝像機(jī)仿真裝置的能力的裝置，所述攝像機(jī) 仿真裝置用于在評價(jià)物體識別裝置的工作性能時(shí)使用。
背景技術(shù)：
物體識別裝置例如已由DE 10 2008 001 256 Al公知。借助于物體識別裝置可基 于機(jī)械的圖像處理在圖像中或圖像序列中對各個(gè)物體進(jìn)行識別和分類。在機(jī)動車中可使用 這種物體識別裝置，以便在車輛的周圍環(huán)境中自動地識別其它交通參與者和障礙并且基于 此向車輛的駕駛員提供駕駛車輛的支持。在此例如可考慮輪跡保持輔助、緊急制動的引入、 交通標(biāo)志識別、行人識別或距離調(diào)節(jié)。用于識別的圖像于是例如源自例如可處于車輛的后 視鏡底座中、側(cè)向后視鏡中或行李箱蓋中的視頻攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)或高景深圖像攝像機(jī)。
在物體識別裝置的確定的模型可在車輛中使用之前，必須通過詳細(xì)的測試來確 定該開發(fā)版本是否滿足技術(shù)要求。換言之，必須確定所牽涉的模型在適于在車輛中使用 的意義上是否良好工作。在其它情況下例如可出現(xiàn)通過帶有誤差的識別無根據(jù)地引入緊 急制動并且由此造成事故。為了評價(jià)工作性能，即為了評估物體識別裝置，需要針對盡可能 多的不同周圍環(huán)境和行駛狀況對所述物體識別裝置進(jìn)行測試。
為此可使用攝影(Filmaufnahmen),所述攝影在測試行駛時(shí)用攝像機(jī)的相同模塊 記錄，所述模塊稍后也應(yīng)作為圖像源用于物體識別裝置本身。但這種測試行駛成本相對高。
為了可在合理的成本投入下對于更多不同的行駛路段評估物體識別裝置，可提 出，不是借助于攝像機(jī)而且基于仿真來產(chǎn)生用于測試物體識別裝置的圖像數(shù)據(jù)。在此，一方 面，仿真器計(jì)算如從安裝在車輛中的攝像機(jī)的視角在行駛期間得到的圖像信息。另一方面， 通過仿真器也模擬視覺畸變和使圖像信息失真的其它影響，所述其它影響如在攝像機(jī)檢測 提供給所述攝像機(jī)的圖像并且將所檢測到的圖像數(shù)據(jù)傳遞給物體識別裝置時(shí)通過所述攝 像機(jī)造成。用于行駛路段和攝像機(jī)成像特性的這種復(fù)合仿真的仿真器在此被稱為攝像機(jī)仿 真裝置。
因?yàn)閿z像機(jī)仿真裝置的圖像數(shù)據(jù)人工產(chǎn)生，所以必須保證借助于所述攝像機(jī)仿 真裝置開發(fā)的物體識別裝置也可無誤差地借助于真實(shí)的攝像機(jī)在真實(shí)的行駛狀況中工作。 換言之，由攝像機(jī)仿真裝置產(chǎn)生的仿真圖像數(shù)據(jù)必須至少關(guān)于對于物體識別重要的特征盡 可能逼真地起作用。這種特征例如可以是被仿真的物體本身的細(xì)節(jié)正確度、攝像機(jī)鏡頭的 成像特性或攝像機(jī)的圖像傳感器的噪聲。
由上述文獻(xiàn)在車輛周圍環(huán)境仿真的改善方面已經(jīng)公知，物體的識別一方面基于真 實(shí)行駛場景的攝影并且另一方面基于來自仿真器的圖像序列來執(zhí)行。如果識別結(jié)果對于所 述兩個(gè)識別嘗試彼此不同，則仿真不可特別真實(shí)地起作用。因此，在此情況下重新配置仿真 器。
在這種方法中缺點(diǎn)在于，仿真器由此強(qiáng)制地匹配于確定類型的物體識別裝置，即匹配于用于配置仿真器的類型。通過這種方法不完全保證仿真器于是關(guān)于在其它類型物體 識別裝置中對于所述類型的識別能力而言決定性的特征也產(chǎn)生逼真地起作用的仿真圖像 數(shù)據(jù)。因此，在開發(fā)物體識別裝置時(shí)必須在試驗(yàn)新的識別算法之前首先總是重新配置仿真 器。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，允許成本低廉地開發(fā)用于機(jī)動車的物體識別裝置。
所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法以及通過根據(jù)權(quán)利要求12的裝置來實(shí)現(xiàn)。所 述方法的有利的擴(kuò)展構(gòu)型通過從屬權(quán)利要求來給出。
通過根據(jù)本發(fā)明的方法可借助于攝像機(jī)仿真裝置評價(jià)機(jī)動車的物體識別裝置的 工作性能。
為了保證攝像機(jī)仿真裝置在此在上述意義上提供接近真實(shí)的仿真圖像數(shù)據(jù)，對于 至少一個(gè)行駛路段，一方面借助于攝像機(jī)產(chǎn)生參考圖像數(shù)據(jù)，另一方面借助于攝像機(jī)仿真 裝置產(chǎn)生仿真圖像數(shù)據(jù)。然后將仿真圖像數(shù)據(jù)與參考圖像數(shù)據(jù)相互比較，確切地說基于至 少兩個(gè)不同的預(yù)確定的比較量。這樣選擇比較量中的每一個(gè)，使得對于該比較量可與通過 物體識別裝置對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理無關(guān)地求得一個(gè)值。即圖像數(shù)據(jù)的比較通過對于比較量中的 每一個(gè)分別形成至少一個(gè)比較值來進(jìn)行，并且在不使用物體識別裝置的情況下進(jìn)行。
例如參考圖像數(shù)據(jù)和仿真圖像數(shù)據(jù)分別涉及代表行駛路段的圖像的各個(gè)像點(diǎn)的 像素?cái)?shù)據(jù)，由此，非常簡單的比較可在于，對于每對代表相同像點(diǎn)(一個(gè)在真實(shí)的攝像機(jī)圖 像中，一個(gè)在仿真的攝像機(jī)圖像中)的像素?cái)?shù)據(jù)對于每個(gè)比較量形成一個(gè)比較值。
借助于這樣形成的比較值，現(xiàn)在可以可靠地驗(yàn)證攝像機(jī)仿真裝置，即現(xiàn)在可以可 靠地確定所述攝像機(jī)仿真裝置的用于測試物體識別裝置的能力。為此檢驗(yàn)所產(chǎn)生的比較值 的總體是否滿足預(yù)確定的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。于是提供僅一個(gè)攝像機(jī)仿真裝置用于在評價(jià)物體識別 裝置的工作性能時(shí)使用——所述攝像機(jī)仿真裝置的仿真圖像數(shù)據(jù)滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。哪個(gè)檢驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)在此合適，取決于所使用的比較量并且比較量一確定下來例如就可通過系列測試容易 地求得。
通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到優(yōu)點(diǎn)基于所述方法驗(yàn)證的攝像機(jī)仿真裝置可用于不 同類型的物體識別裝置。通過合適地選擇比較量，可用簡單的方式有效地避免僅對于確定 類型的物體識別裝置可靠地驗(yàn)證攝像機(jī)仿真裝置。在此，本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識已經(jīng)基于 僅兩個(gè)不同的客觀的比較量即這樣的比較量對于所述比較量可分別與稍后待使用的物體 識別裝置無關(guān)地確定一個(gè)值，可進(jìn)行是否攝像機(jī)仿真裝置的仿真圖像數(shù)據(jù)逼真地起作用的 可靠表述。在此意義上需要提及的是，根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施形式提出使用三個(gè)不 同的比較量。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)也優(yōu)選的實(shí)施形式中，使用至少一個(gè)比較量，所述 比較量描述色彩強(qiáng)度數(shù)據(jù)、亮度數(shù)據(jù)、對比度數(shù)據(jù)或邊緣變化/延伸方向數(shù)據(jù)的差。根據(jù)本 發(fā)明的方法的該構(gòu)型基于這樣的認(rèn)識如可能可以通過物體識別裝置實(shí)施的非常復(fù)雜且全 面的物體識別方法也常?；谏?、亮度值、對比度和物體邊緣變化方向的分析。因此，通 過分析處理仿真的攝像機(jī)圖像中的所述圖解的基本元素，可以可靠地預(yù)告所述攝像機(jī)圖 像是否逼真地影響物體識別裝置。
通過色彩強(qiáng)度數(shù)據(jù)給出像點(diǎn)的各個(gè)色彩分量的份額。哪些色彩分量是這種情況， 例如可通過所使用的攝像機(jī)的色彩模型來確定。通常存在的色彩模型作為色彩分量使用紅 色、綠色和藍(lán)色(RGB色彩模型)，或者在HSV色彩模型的情況下使用色調(diào)(英語hue)、色彩 飽和度(saturation)和明度值或者說黑度級(值)。除了色彩強(qiáng)度數(shù)據(jù)之外也可使用的亮 度數(shù)據(jù)在HSV色彩模型中以明度值的形式給出，在其它色彩模型中所述亮度數(shù)據(jù)可借助于 公知的換算規(guī)程來計(jì)算。通過色彩強(qiáng)度數(shù)據(jù)和亮度數(shù)據(jù)，通常描述物體的表面特性。
對比度數(shù)據(jù)描述相鄰像點(diǎn)的色彩強(qiáng)度值或亮度值之間的差。所述對比度數(shù)據(jù)可由 攝像機(jī)圖像例如借助于用于計(jì)算梯度的數(shù)字方法例如Laplace濾波器來求得。通過對比度 數(shù)據(jù)可在圖像中將物體與背景區(qū)別開來。對比度數(shù)據(jù)描述可在圖像中識別的結(jié)構(gòu)。
邊緣變化方向數(shù)據(jù)描述在圖像中在哪里存在例如水平地或垂直地延伸的線。邊緣 變化方向數(shù)據(jù)例如可通過使用Sobel算子或Canny算法基于仿真的或者說真實(shí)的攝像機(jī)圖 像來產(chǎn)生。借助于邊緣變化方向數(shù)據(jù)可對物體按照其形狀進(jìn)行區(qū)分。
如果在仿真的攝像機(jī)圖像和真實(shí)的攝像機(jī)圖像的整個(gè)圖像區(qū)之間分別執(zhí)行比較， 并且在此對于圖像區(qū)作為整體對于每個(gè)比較量分別形成一個(gè)比較值，則得到另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 由此得到優(yōu)點(diǎn)通過比較值在仿真的攝像機(jī)圖像中的區(qū)與真實(shí)的攝像機(jī)圖像中的相應(yīng)區(qū)之 間不因此而顯示出大的差，因?yàn)榉抡娴臄z像機(jī)圖像中的物體與真實(shí)的攝像機(jī)圖像中的同一 個(gè)物體相比稍微移動、旋轉(zhuǎn)或畸變。比較值的形成由此相對于如對于物體識別也不重要的 平移、旋轉(zhuǎn)或畸變直到可確定的量可一直不變。由此，所述方法能夠補(bǔ)償在對周圍環(huán)境和攝 像機(jī)位置進(jìn)行仿真時(shí)的稍微的幾何偏差。
此外，被證實(shí)有利的是，對于仿真圖像數(shù)據(jù)的至少一部分即例如對于至少一個(gè)圖 像區(qū)求得第一統(tǒng)計(jì)均值和/或第一統(tǒng)計(jì)方差值，對于參考圖像數(shù)據(jù)的相應(yīng)部分分別計(jì)算第 二統(tǒng)計(jì)均值和/或第二統(tǒng)計(jì)方差值。根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)值于是也可形成比較值，其中保證如果 仿真圖像數(shù)據(jù)與參考圖像數(shù)據(jù)相比實(shí)際上不真實(shí)地起作用，則所述比較值于是取大的值。 例如比較值可作為均值或方差值的差或者也可通過使所述兩個(gè)差相關(guān)聯(lián)來計(jì)算。優(yōu)選在色 彩強(qiáng)度數(shù)據(jù)、亮度數(shù)據(jù)和對比度數(shù)據(jù)的意義上使用均值和方差值。
以類似方式可形成有說服力的比較值，其方式是對于仿真圖像數(shù)據(jù)的至少一部分 即例如也對于圖像區(qū)計(jì)算第一直方圖，對于參考圖像數(shù)據(jù)的相應(yīng)一部分分別計(jì)算第二直方 圖，并且根據(jù)所計(jì)算的直方圖形成比較值之一。優(yōu)選在邊緣變化方向數(shù)據(jù)的意義上使用直 方圖。
如果在檢驗(yàn)是否滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)之前，將對于不同的比較量形成的比較值相互關(guān) 聯(lián)，則得到另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。由此減少的數(shù)量的待關(guān)聯(lián)的值使確定合適的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)簡化。此外 可借助于關(guān)聯(lián)的值更容易地比較不同的攝像機(jī)仿真系統(tǒng)。如果例如對于確定的攝像機(jī)仿真 裝置在確定的仿真問題的意義上在色彩強(qiáng)度數(shù)據(jù)方面得到顯著偏差，而在另一個(gè)攝像機(jī)仿 真裝置中在對比度數(shù)據(jù)方面得到顯著偏差，則首先不明確的是，對于所述兩個(gè)攝像機(jī)仿真 裝置中的哪一個(gè)，將其考慮作為用于進(jìn)一步的開發(fā)工作的出發(fā)點(diǎn)來解決仿真問題是有價(jià)值 的。而借助于關(guān)聯(lián)的值將兩個(gè)攝像機(jī)仿真裝置直接進(jìn)行比較。
在關(guān)聯(lián)時(shí)優(yōu)選將待關(guān)聯(lián)的比較值至少之一用預(yù)確定的權(quán)重因子進(jìn)行標(biāo)度。由此可 控制比較值對通過關(guān)聯(lián)形成的值的影響，并且由此預(yù)給定所屬的比較量對于關(guān)聯(lián)結(jié)果的重 要性。由此，尤其是可結(jié)合針對確定類型的物體識別裝置的使用來檢驗(yàn)攝像機(jī)仿真裝置。因此例如輪跡保持輔助系統(tǒng)可基于特別針對識別路面帶的邊緣來設(shè)計(jì)的識別裝置。相應(yīng)地， 用于對比度或邊緣變化方向的比較值于是可通過其相應(yīng)的加權(quán)在形成關(guān)聯(lián)的值時(shí)得到強(qiáng)調(diào)。
在一個(gè)有利的擴(kuò)展構(gòu)型中，通過根據(jù)本發(fā)明的方法不僅可驗(yàn)證而且可進(jìn)一步開發(fā) 攝像機(jī)仿真裝置。攝像機(jī)仿真裝置的工作方式為此交互地對于在評價(jià)物體識別裝置時(shí)的使 用進(jìn)行匹配。由此逐步地進(jìn)一步開發(fā)攝像機(jī)仿真裝置。在此，在借助于檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)每次改變攝 像機(jī)仿真裝置之后理解是否仿真圖像數(shù)據(jù)變得接近真實(shí)。攝像機(jī)仿真裝置的工作方式的 改變借助于配置數(shù)據(jù)組來進(jìn)行，所述配置數(shù)據(jù)組確定所述攝像機(jī)仿真裝置的工作方式。對 于配置數(shù)據(jù)組求得檢驗(yàn)是否滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果，于是根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果改變配置數(shù)據(jù)組。
為了檢驗(yàn)是否滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)(未分開要求保護(hù)的)實(shí) 施形式中，提供分析處理單元，所述分析處理單元表明是否攝像機(jī)仿真裝置適用于測試物 體識別裝置。
根據(jù)本發(fā)明的方法的特別適用于自動化地實(shí)施的實(shí)施形式提出，預(yù)給定值范圍并 且為此作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)確定預(yù)確定的量的比較值中的每個(gè)比較值或所述量的比較值的關(guān)聯(lián) 必須處于所述值范圍內(nèi)。如果所使用的比較量涉及距離量，對于所述距離量一方面總是得 到僅正的比較值并且所述距離量隨著越發(fā)接近真實(shí)而引起越發(fā)小的比較值，則極限值的預(yù) 設(shè)值足夠用于確定值范圍。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施形式提出，基于檢驗(yàn)圖像數(shù)據(jù)確定檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對于 所述檢驗(yàn)圖像數(shù)據(jù)已知是否所述檢驗(yàn)圖像數(shù)據(jù)在評價(jià)物體識別裝置的工作性能時(shí)引起有 說服力的評價(jià)結(jié)果。這種啟發(fā)式的方案允許即使對于所選擇的比較量和攝像機(jī)仿真裝置 適用于評估物體識別裝置還是否的事實(shí)的比較值之間的關(guān)系在分析上不可或僅可用高投 入求得時(shí)，也確定檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施形式中，在顯示裝置上圖解地表示出比較值的 至少一部分。在此，將所表示出的比較值配置給與形成對應(yīng)的比較值所基于的仿真和參考 圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的圖像區(qū)。即在顯示裝置上對于分析的圖像(或者說分析的圖像序列)由比較 值形成相應(yīng)的圖像(相應(yīng)的圖像序列)。如果于是證實(shí)比較值對于其中例如示出了道路斜 坡的圖像區(qū)特別大，則攝像機(jī)仿真裝置的開發(fā)者識別出道路斜坡的仿真必須得到改善，以 便獲得更接近真實(shí)的仿真圖像數(shù)據(jù)。
屬于本發(fā)明的還有用于檢驗(yàn)攝像機(jī)仿真裝置的能力的裝置，所述攝像機(jī)仿真裝置 用于在評價(jià)物體識別裝置的工作性能時(shí)使用。根據(jù)本發(fā)明的裝置包括至少兩個(gè)比較裝置， 用于將攝像機(jī)仿真裝置的仿真圖像數(shù)據(jù)與攝像機(jī)的參考圖像數(shù)據(jù)借助于預(yù)確定的比較量 相比較。如已結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法所描述的那樣，這樣選擇比較量，使得對于所述比較量 中的每一個(gè)可與通過物體識別裝置對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理無關(guān)地確定一個(gè)值。此外，屬于根據(jù)本 發(fā)明的裝置的還有與所述至少一個(gè)比較裝置耦合的檢驗(yàn)裝置，用于檢驗(yàn)對于仿真圖像數(shù) 據(jù)通過比較裝置產(chǎn)生的比較值的總體是否滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
檢驗(yàn)裝置在一個(gè)(在此未分開要求保護(hù)的)實(shí)施形式中包括已經(jīng)結(jié)合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的 自動檢驗(yàn)描述的分析處理裝置。通過另一個(gè)有利的實(shí)施形式提供顯示裝置，通過所述顯示 裝置對于各個(gè)圖像區(qū)圖解地表示出比較值。
根據(jù)本發(fā)明的裝置以有利的方式簡化根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施。對于結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法描述的擴(kuò)展構(gòu)型，得到根據(jù)本發(fā)明的裝置的相應(yīng)的擴(kuò)展構(gòu)型，通過所述擴(kuò)展構(gòu) 型于是也可分別實(shí)現(xiàn)與通過根據(jù)本發(fā)明的方法的相應(yīng)擴(kuò)展構(gòu)型實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。


下面借助于優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖表示
圖1根據(jù)本發(fā)明裝置的一個(gè)實(shí)施形式的驗(yàn)證裝置的示意性視圖，
圖2對于不同仿真圖像數(shù)據(jù)對比比較值，以及
圖3a、圖3b如在驗(yàn)證裝置的屏幕上對于兩個(gè)不同的仿真所表示出的兩個(gè)顯示器 的不意性視圖。
具體實(shí)施方式
圖1中示出了驗(yàn)證裝置10，通過所述驗(yàn)證裝置檢驗(yàn)是否仿真器12產(chǎn)生可在開發(fā) 用于機(jī)動車的(未示出的)物體識別裝置時(shí)使用的圖像數(shù)據(jù)。由仿真器12產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù) 可以是行駛場景的各個(gè)圖像，或者是圖像序列，所述圖像序列例如表明行駛的過程。仿真器 12也可產(chǎn)生圖像片段或片段的圖像序列，以便可針對確定的方面、例如針對行人的識別來 測試物體識別裝置。
為了借助于驗(yàn)證裝置10檢驗(yàn)仿真器12，用(未示出的)安裝有攝像機(jī)14的測試車 輛執(zhí)行測試行駛。在此，用攝像機(jī)14拍攝行駛場景16。圖1中所示的行駛場景16表明在 道路18上在測試車輛之前行駛的車輛20和在道路18的邊緣上矗立的樹木22。接著提供 在測試行駛時(shí)產(chǎn)生的攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24作為參考圖像數(shù)據(jù)用于檢驗(yàn)仿真器12。
仿真器12是攝像機(jī)仿真裝置，通過所述攝像機(jī)仿真裝置不僅計(jì)算行駛場景16的 仿真的周圍環(huán)境16'，而且模擬在測試行駛時(shí)使用的攝像機(jī)14的成像特性14'?；诜?真的周圍環(huán)境16'和模擬的成像特性14'產(chǎn)生仿真圖像數(shù)據(jù)26?？赏ㄟ^調(diào)整參數(shù)值來配 置由仿真器12實(shí)施的仿真算法。為此，在仿真器12中存儲相應(yīng)的配置數(shù)據(jù)28。
驗(yàn)證裝置10執(zhí)行仿真圖像數(shù)據(jù)26與攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24的比較，基于所述比較可 檢驗(yàn)仿真圖像數(shù)據(jù)26與攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24如何接近。
在驗(yàn)證裝置10中可通過比較裝置30、32和34進(jìn)行比較。
通過比較裝置30，對于攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24和仿真圖像數(shù)據(jù)26計(jì)算亮度或強(qiáng)度值 I，將由仿真圖像數(shù)據(jù)26計(jì)算的強(qiáng)度值與由攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24計(jì)算的強(qiáng)度值借助于計(jì)算規(guī) 程相比較，所述計(jì)算規(guī)程用于確定強(qiáng)度值的距離的量M (I)的值。
通過比較裝置32，對于攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24和仿真圖像數(shù)據(jù)26基于針對強(qiáng)度值I 計(jì)算的梯度矢量來計(jì)算方向信息“Grad. Dir. ”。方向信息“Grad. Dir. ”描述可在攝像機(jī)圖 像中和由仿真器12產(chǎn)生的圖像中識別的物體邊緣的變化方向。借助于量M (Grad. Dir.) 計(jì)算仿真圖像數(shù)據(jù)26相對于攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24關(guān)于方向信息“Grad. Dir. ”的“距離”。
通過比較裝置34計(jì)算梯度矢量的數(shù)值。所述梯度矢量描述可在圖像中識別的亮 度對比度“Grad.1”。通過比較裝置34基于對比度“Grad.1”計(jì)算距離量M (Grad.1.)的 值。
比較裝置30、32、34對于攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24和仿真圖像數(shù)據(jù)26所代表的圖像的 各個(gè)圖像塊計(jì)算對應(yīng)的距離量M (I)、M (Grad.1), M (Grad.Dir.)。例如可提出，單個(gè)圖像分成10乘8個(gè)相同大小的圖像塊。除了逐塊地計(jì)算的值之外，對于每個(gè)距離量M (I)、M (Grad.1)、M (Grad. Dir.)還可分別計(jì)算用于整個(gè)圖像的總值?？傊狄约八隹傊邓?的值分別是比較值。
通過三個(gè)比較裝置30、32、34總體上執(zhí)行下述算法，以便對于圖像I和圖像2形成 比較值，所述圖像中的一個(gè)由攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24來代表，一個(gè)由仿真圖像數(shù)據(jù)26來代表
-確定所述兩個(gè)圖像應(yīng)分別分成的塊的數(shù)量；
-對于每個(gè)圖像由相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算色彩強(qiáng)度值I和梯度“Grad.” ；
-處理圖像I和圖像2的每對彼此相應(yīng)的塊(塊I和塊2)
a)對于塊 I 和 2 的像點(diǎn)求得 “ I ”、“Grad.1 ” 和 “Grad. Dir. ”
b)比較強(qiáng)度值1:
-對于塊I和塊2分別計(jì)算均值和色彩強(qiáng)度值的方差
-計(jì)算塊I和塊2的均值的差以及塊I和塊2的方差值的差
-將所計(jì)算的差相關(guān)聯(lián)，以便獲得塊對的比較值M(I)
c)比較邊緣變化方向信息“Grad. Dir. ”
-分別對于塊I和塊2求得梯度的直方圖
-作為塊對的比較值M(Grad. Dir.)計(jì)算涉及塊大小的平方誤差(例如兩個(gè)直方圖 的彼此相應(yīng)的各個(gè)項(xiàng)的差的平方的和)
d)比較對比度值“Grad.1”
-分別對于塊I和塊2計(jì)算對比度值的均值和方差
-計(jì)算塊I和塊2的均值的差以及塊I和塊2的方差值的差
-將所計(jì)算的差相關(guān)聯(lián)，以便獲得塊對的比較值M(1.)
e)對于全部塊形成比較值M (I)的和，對于全部塊形成比較值M (Grad. Dir.)的 和，對于全部塊形成和M (Grad.1)。
為了將對于均值和方差所計(jì)算的差相關(guān)聯(lián)，例如可形成差的和，或形成其數(shù)值的 和，或形成其平方的和。
通過對于各個(gè)變化方向(例如關(guān)于在圖像中朝右邊緣定向的射線呈0°、90°、 180°、270° )計(jì)數(shù)在對應(yīng)的塊中以何頻率出現(xiàn)具有相應(yīng)變化方向的梯度來求得上述直方 圖。
由比較裝置30、32、34將所計(jì)算的比較值傳遞給檢驗(yàn)裝置36。
圖2中對于在上述算法的步驟e中計(jì)算的和表明對于不同的圖像可得到何值。 參考圖像38的圖像數(shù)據(jù)在此從攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24獲知，所述參考圖像示出了車輛20的后 視圖和道路18的一個(gè)區(qū)段。
將參考圖像38在圖2中所示的例子中與其它圖像借助于上述算法相比較。圖像 40示出了在起霧情況下的車輛20。借助于仿真器12計(jì)算了圖像40。圖像42示出了變化 已被隨機(jī)地確定的線。圖像44示出了噪聲。圖像46示出了在車輛20被太陽照射期間的 所述車輛，由此，在車輛20上可看到投影。此外，圖像46示出了在其它周圍環(huán)境中的車輛 20，在所述其它周圍環(huán)境中，在道路邊緣上存在樹林50。也借助于仿真器12產(chǎn)生圖像46。
在圖2的例子中通過圖像40至46有意地選擇了內(nèi)容與參考圖像38不同的圖像。 由此，可檢驗(yàn)對于距離量M (I)、M (Grad.1)和M (Grad. Dir.)所計(jì)算的和值的合理性。圖2中以三行給出了對于圖像40至46得到的和值。與參考圖像38在內(nèi)容上具有最小關(guān)系 的圖像42和44在距離量M (Grad.1)和M (Grad. Dir.)的情況下一致地具有最大比較值。 在距離量M (I)的情況下，圖像44和46是例外。最后，通過投影48和樹林50在圖像46 中得到全部比較量的比在圖像40的情況下大的值。
在真正驗(yàn)證仿真器12時(shí)，取代圖像40至46借助于仿真器12當(dāng)然也產(chǎn)生與參考 圖像38盡可能接近的圖像。對于于是得到的和值，于是例如可由驗(yàn)證裝置10的使用者預(yù) 給定極限值52。通過驗(yàn)證裝置10于是將所計(jì)算的和值與相應(yīng)的極限值相比較。如果每個(gè) 和值小于對于該和值預(yù)給定的極限值，則驗(yàn)證裝置10表明仿真器12產(chǎn)生了足夠真實(shí)地表 示車輛周圍環(huán)境的圖像。
也可提出，通過檢驗(yàn)裝置36將三個(gè)和值再次合成一個(gè)唯一的和比較值。
取代基于極限值52自動化地檢驗(yàn)比較值，也可提出，在進(jìn)一步開發(fā)仿真器12時(shí)使 用驗(yàn)證裝置10，確切地說作為支持用于開發(fā)者。開發(fā)者于是自動進(jìn)行比較值的真正檢驗(yàn)。
檢驗(yàn)裝置36對于所述情況具有(未詳細(xì)示出的)屏幕。圖3a、圖3b中示出了屏 幕的兩個(gè)顯示器54、56，通過所述顯示器向開發(fā)者表明不同距離量M (I)、M (Grad.1)和M (Grad. Dir.)的對于各個(gè)圖像塊所計(jì)算的比較值以及一個(gè)和量S。和量S通過檢驗(yàn)裝置36 形成，其方式是對于每個(gè)圖像塊將距離量M (I)、M (Grad.1)和M (Grad. Dir.)的比較值通 過形成加權(quán)和來組合成總比較值。所述加權(quán)和也表示比較值。
顯示器54示出了參考圖像58，所述參考圖像示出了在起霧情況下的車輛的后視 圖。圖像60示出了視線清晰情況下以及其它周圍環(huán)境下的同一個(gè)車輛。在參考圖像58和 圖像60下方示出的區(qū)域中分別對于各個(gè)圖像塊圖解地示出了比較值。圖像塊的在圖3a、圖 3b中所示的陰影在此再現(xiàn)比較值的數(shù)值。深色塊表明小的值，淺色塊表明大的值。陰影越 密，相應(yīng)的比較值越小。
顯示器56也基于參考圖像58和圖像60。對于顯示器56中所示的例子，所述兩個(gè) 圖像的亮度值與因子1. 4相乘，由此，圖像更亮。盡管進(jìn)行這種變化，對于距離量M (I)、M (Grad.1)、M (Grad.Dir.)以及尤其是和量S得到與顯示器54中的比較值接近的比較值。 由此向開發(fā)者表明物體識別裝置在兩種情況下(正常的亮度以及提高了因子1.4的亮度) 將產(chǎn)生非常接近的識別結(jié)果。
選擇顯示器54和56所基于的比較在此僅用于解釋距離量M (I)、M (Grad.1)、M (Grad. Dir.)的說服力。對于仿真器12的驗(yàn)證，取代參考圖像58和圖像60，比較來自攝像 機(jī)圖像數(shù)據(jù)24和所屬仿真圖像數(shù)據(jù)26的圖像數(shù)據(jù)。開發(fā)者于是可借助于屏幕上的顯示器 來識別他必須如何改變配置數(shù)據(jù)28，以便獲得更接近于攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)24的仿真圖像數(shù) 據(jù)26。
仿真器12、比較裝置30、32、34和檢驗(yàn)裝置36可通過計(jì)算機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)程序 或通過一個(gè)或多個(gè)測量儀器來提供。
總體來講，通過例子表明如何通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)整個(gè)圖像或者說圖像序列或其片 段的比較。比較結(jié)果對于仿真的稍微的偏差具有魯棒性并且還如下地一致，使得具有不同 內(nèi)容的圖像也引起距離量的較大值。被鑒別為類似的圖像在內(nèi)容上相應(yīng)地也與參考圖像具 有最大的一致性。開發(fā)者也能夠在視覺上分析處理和評價(jià)結(jié)果。尤其是可根據(jù)測量結(jié)果(比 較值)適配仿真模型，其方式是例如改變仿真器的配置數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種用于借助于攝像機(jī)仿真裝置(12)評價(jià)機(jī)動車的物體識別裝置的工作性能的方法，所述方法包括下述步驟 -對于至少一個(gè)行駛路段(16)提供借助于攝像機(jī)(14)產(chǎn)生的參考圖像數(shù)據(jù)(24)； -對于所述至少一個(gè)行駛路段(16)借助于所述攝像機(jī)仿真裝置(12)產(chǎn)生仿真圖像數(shù)據(jù)(26)； -將所述仿真圖像數(shù)據(jù)(26)與所述參考圖像數(shù)據(jù)(24)借助于至少兩個(gè)不同的預(yù)確定的比較量(M (I),M (Grad.1),M (Grad. Dir. )，S)相比較，對于所述比較量能分別與通過所述物體識別裝置對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理無關(guān)地確定一個(gè)值，為此，對于每個(gè)比較量(M (I)，M (Grad.1), M (Grad. Dir. ), S)形成至少一個(gè)比較值； -檢驗(yàn)所產(chǎn)生的比較值的總體是否滿足預(yù)確定的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(52)，可能情況下提供所述攝像機(jī)仿真裝置(12)用于在評價(jià)所述物體識別裝置的工作性能時(shí)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，通過所述比較量(M(I)，M (Grad.1),M (Grad.Dir.))之一描述色彩強(qiáng)度數(shù)據(jù)、亮度數(shù)據(jù)(I)、對比度數(shù)據(jù)(Grad.1.)或邊緣變化方向數(shù)據(jù)(Grad. Dir)的差別。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，對于兩個(gè)圖像(58，60)的彼此相應(yīng)的各個(gè)圖像區(qū)執(zhí)行所述比較，所述兩個(gè)圖像中的一個(gè)圖像由所述仿真圖像數(shù)據(jù)代表，另一個(gè)圖像由所述參考圖像數(shù)據(jù)代表，在此，對于每個(gè)圖像區(qū)以及對于每個(gè)比較量(M (I),M (Grad.1)，M (Grad. Dir. ), S)形成一個(gè)比較值。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，對于所述仿真圖像數(shù)據(jù)(26)的至少一部分計(jì)算第一統(tǒng)計(jì)平均值和/或第一統(tǒng)計(jì)方差值，對于所述參考圖像數(shù)據(jù)(24)的相應(yīng)部分分別計(jì)算第二統(tǒng)計(jì)平均值和/或第二統(tǒng)計(jì)方差值，并且根據(jù)所計(jì)算出的統(tǒng)計(jì)值形成所述比較值之一。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，對于所述仿真圖像數(shù)據(jù)(26)的至少一部分計(jì)算第一直方圖，對于所述參考圖像數(shù)據(jù)(24)的相應(yīng)部分分別計(jì)算第二直方圖，并且根據(jù)所計(jì)算出的直方圖形成所述比較值之一。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在檢驗(yàn)是否滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的步驟中，將對于不同的比較量形成的比較值相互關(guān)聯(lián)成總比較值(S)，并且在此優(yōu)選將所述待關(guān)聯(lián)的比較值至少之一用預(yù)確定的權(quán)重因子進(jìn)行標(biāo)度。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，將所述攝像機(jī)仿真裝置(12)的工作方式交互地對于在評價(jià)時(shí)的使用進(jìn)行匹配，其方式是借助于配置數(shù)據(jù)組(28)確定所述攝像機(jī)仿真裝置(12)的工作方式，對于所述配置數(shù)據(jù)組(28)求得是否滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(52)的檢驗(yàn)的結(jié)果，并且根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果改變所述配置數(shù)據(jù)組(28)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在顯示裝置上圖解地表示出所述比較值的至少一部分，在此，將所表示出的比較值(54，56)配設(shè)給與形成對應(yīng)的比較值所基于的仿真和參考圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的圖像區(qū)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，借助于三個(gè)比較量(M(I)，M(Grad.1)，M (Grad. Dir.))進(jìn)行比較。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，基于檢驗(yàn)圖像數(shù)據(jù)確定所述檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對于所述檢驗(yàn)圖像數(shù)據(jù)已知是否所述檢驗(yàn)圖像數(shù)據(jù)在評價(jià)所述物體識別裝置的工作性能時(shí)導(dǎo)致有說服力的評價(jià)結(jié)果。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，值范圍(52)被預(yù)先給定并且為此作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)被確定預(yù)確定的量的每個(gè)比較值或所述量的比較值的關(guān)聯(lián)必須處于所述值范圍(52)內(nèi)。
12.一種用于檢驗(yàn)攝像機(jī)仿真裝置(12)的能力的裝置，所述攝像機(jī)仿真裝置用于在評價(jià)機(jī)動車的物體識別裝置的工作性能時(shí)使用，所述裝置包括 -至少兩個(gè)比較裝置(30，32，34)，用于將所述攝像機(jī)仿真裝置(12)的仿真圖像數(shù)據(jù)(26)與攝像機(jī)(14)的參考圖像數(shù)據(jù)(24)借助于預(yù)確定的比較量(M (I)，M (Grad.1), M(Grad. Dir.))相比較，對于所述比較量能與通過所述物體識別裝置對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理無關(guān)地確定一個(gè)值；以及 -與所述至少兩個(gè)比較裝置(30，32，34)耦合的檢驗(yàn)裝置(36)，該檢驗(yàn)裝置用于檢驗(yàn)對于所述仿真圖像數(shù)據(jù)(26)通過所述比較裝置(30，32，34)產(chǎn)生的比較值的總體是否滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(52)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于借助于攝像機(jī)仿真裝置評價(jià)機(jī)動車物體識別裝置的工作性能的方法。根據(jù)本發(fā)明方法，對于至少一個(gè)行駛路段(16)一方面提供借助于攝像機(jī)(14)產(chǎn)生參考圖像數(shù)據(jù)(24)，另一方面借助于攝像機(jī)仿真裝置(12)產(chǎn)生仿真圖像數(shù)據(jù)(26)。將仿真圖像數(shù)據(jù)(26)與參考圖像數(shù)據(jù)(24)基于至少兩個(gè)比較量(M(I)，M(Grad.I)，M(Grad.Dir.))彼此相比較。對于所述比較量中的每一個(gè)在此可與待測試的物體識別裝置無關(guān)地確定一個(gè)值。接著，檢驗(yàn)所產(chǎn)生的比較值的總體是否滿足預(yù)確定的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(52)。本發(fā)明還涉及一種用于檢驗(yàn)攝像機(jī)仿真裝置(12)的能力的裝置。
文檔編號G07C11/00GK103021061SQ20121024599
公開日2013年4月3日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者M·南特維格 申請人:奧迪股份公司