專利名稱：用于確定到待勘測目標的方向的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種用于確定到待勘測目標的方向的方法，以及一種計算機程序產(chǎn)品和計算機數(shù)據(jù)信號。
背景技術(shù)：
在許多測地學問題或應(yīng)用中，需要確定從檢測點到目標點的方向，例如到另一基準點的方位角和仰角，或者羅盤方向。這些問題是測地學的傳統(tǒng)任務(wù)。
為了使目標點或待勘測目標可檢測和可勘測，例如通過由該目標點主動發(fā)出的輻射來使該目標點在空間上與其他點相區(qū)別。
區(qū)分目標點的另一種可能性是，例如通過安裝一個或更多個反射器(例如，三面直角棱鏡(corner cube)，其反轉(zhuǎn)中心位于該目標點上或者位于該目標點的有效范圍(defined environment)內(nèi))，來提高目標點的定向反射性。
區(qū)分目標點的另一示例是其相對于已知目標形式(form)(例如，固定目標)的位置定義，或者其相對于目標的邊緣/角/中心/重心的位置定義。
通過傳感器從檢測點檢測并記錄包含或應(yīng)該包含該目標點的檢測器的規(guī)定立體角元或視野，以使得可以進行監(jiān)測。如果該目標點存在于所監(jiān)測的立體角元內(nèi)，則該目標點的區(qū)分通過圖像而在該傳感器上導致一圖案。該目標所特有的這種圖案通過取決于方向的方式，以特定的方位或位置聚焦在該檢測器上。該圖案在傳感器上的這種位置使得可以計算該目標點相對于該檢測點的方向，如果需要，它還可以包括附加信息。
可以用于方向確定的這種圖像的一個示例為通過使用物鏡或衍射光學系統(tǒng)而獲得的在位置感測裝置(PSD)或圖像傳感器上的目標點的聚焦圖像及其有效范圍。另一示例是通過無限遠焦距進行成像，其將傳感器上的取決于方向的位置直接分配給所接收的目標光線。在該示例中，對由目標點發(fā)出的發(fā)散輻射進行聚焦，以在傳感器上給出基本圓對稱的圖案。
通過傳感器或者評估電子裝置來確定該圖案的位置，并將其轉(zhuǎn)換為目標點相對于檢測點的視線方向(sought direction)，如果需要，可以使用與目標屬性、目標距離以及檢測器屬性相關(guān)的附加信息。
作為使得可以進行位置確定的適當傳感器，例如可以使用作為單個的傳感器的PSD或者作為多個單個的傳感器(所謂的像素或圖像點)的矩陣的圖像傳感器。后者的優(yōu)點在于，使得任何導致麻煩的漫射光都分布在圖像傳感器的所有的單個的傳感器或像素上，因此與僅使用一個單個的傳感器相比，傳感器動態(tài)特性和信號/背景比率的利用更為有利。
然而，使用圖像傳感器的缺點在于，與僅使用一個單個的傳感器相比，大大增加了讀出和評估像素所需的時間。例如，與使用單個的傳感器相比，具有640×480像素的VGA圖像傳感器需要307200倍的時間。
在確定到目標或目標點的方向時，由于使用二維傳感器(因為對于干涉輻射的穩(wěn)定性，所以其是優(yōu)選的)而遇到由于讀出和處理傳感器信號所需的時間增加而導致的問題，從而導致方向確定的測量頻率相對較低。
可以根據(jù)應(yīng)用將方向確定分為兩個問題靜態(tài)測量任務(wù)—這里，目標點是不移動的，或者相對于檢測器的方向變化對于方向確定的所需精度和測量頻率可以忽略。
動態(tài)測量任務(wù)—這里，從目標點到檢測器的方向的變化不可以忽略。在動態(tài)測量任務(wù)中，如果到目標點的方向在測量評估過程中的變化很大，而使得目標點在后續(xù)的測量過程中位于檢測器的視野外部，則會出現(xiàn)問題。如果多次測量彼此連續(xù)，則在測量過程中，從目標點到檢測器的方向例如可能由于目標點的隨機或無意識移動而改變。如果目標點離開檢測器的視野，則這種變化(其可以重復)在方向確定時會產(chǎn)生問題。
在這種情況下，視野的跟蹤(例如，對于目標跟蹤，可能也自動執(zhí)行)變得更加困難。在不利的情況下，不能再執(zhí)行基于方向測量并且目的在于再次檢測目標點的跟蹤，從而在特定的情況下，必須停止測量。
因此，優(yōu)選地，對方向測量相對于方向的快速變化的穩(wěn)定性進行優(yōu)化。然而，必須達到方向測量的指定測量精度。
方向測量的一種特殊情況考慮了大于或等于檢測器的視野角的測量精度。因此，此時該測量任務(wù)涉及確定或確認目標點位于傳感器的視野內(nèi)。例如這對于跟蹤目標點是足夠的。
高測量頻率(在需要的情況下適用)導致對于方向的快速變化的調(diào)節(jié)的較高容許量，因此，在該特殊情況下也是優(yōu)選的。
在靜態(tài)測量任務(wù)的情況下，高測量頻率也是優(yōu)選的，這是因為，在快速測量的情況下，可以在由應(yīng)用確定的時間內(nèi)集中多次單個的測量，因此可以提高測量精度。此外，在由于紊流(熱條紋(heat striae))而導致測量受干擾的情況下，會產(chǎn)生短暫的強干擾，在快速測量的情況下可以消除該強干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法在保持所需測量精度的同時，使方向測量對于方向變化穩(wěn)定。
本發(fā)明的另一目的是使得即使在待檢測的目標具有相對高的角速度或角加速度的情況下，也可以進行基于方向測量的跟蹤。
根據(jù)本發(fā)明，通過權(quán)利要求1的特征或者通過從屬權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)或進一步擴展這些目的。
本發(fā)明涉及一種用于確定到目標點的方向的方法、一種圖像傳感器或多個單個的傳感器的陣列(使用它們的原因在于其對漫射光的穩(wěn)定性)。
在特殊類型的圖像傳感器(例如，CMOS圖像傳感器)的情況下，可以直接訪問單個的圖像點或像素。首先，這種圖像傳感器使得可以通過所謂的“子窗口”的形式對傳感器的評估圖像區(qū)域進行限制(例如，正方形)。與所讀出的像素數(shù)量的減少相關(guān)聯(lián)的是讀出并隨后處理像素數(shù)據(jù)的過程的時間縮短。
其次，在這些傳感器的情況下，還可以通過所謂的“子抽樣”來實現(xiàn)時間收益。子抽樣例如可以是僅讀出圖像傳感器陣列的每第二(第三、第四、…)列和/或每第二(第三、第四、…)行。
根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)所需測量精度和根據(jù)傳感器定時來選擇在這種情況下的子抽樣和子窗口的最優(yōu)組合，來實現(xiàn)對方向確定相對于方向變化的穩(wěn)定性的優(yōu)化。為此，使用了與所需測量精度和圖像傳感器的時間特性都相關(guān)的信息。當然，也可以通過指定一個或更多個輔助條件(例如，對測量頻率的限制)來實現(xiàn)該優(yōu)化。
對子抽樣和子窗口進行組合，以在由檢測器檢測到的圖像的部分區(qū)域內(nèi)選擇多個像素，從而不考慮該部分區(qū)域外部的像素。在保持所需測量精度的同時，對用于選擇該部分區(qū)域的參數(shù)以及用于選擇該部分區(qū)域內(nèi)的像素的參數(shù)進行優(yōu)化。
根據(jù)本發(fā)明的方法與完全子窗口或完全子抽樣相比具有優(yōu)勢，因為作為時間的函數(shù)(即，為了實現(xiàn)高測量頻率)的子窗口的優(yōu)化將意味著檢測區(qū)域最大程度的減少。另一方面，由于對總檢測區(qū)域進行評估，所以在待評估的像素的最小數(shù)量方面，完全子抽樣實質(zhì)上大于根據(jù)本發(fā)明的方法，導致在相同測量精度情況下的低測量頻率，或者在相同測量頻率情況下的低測量精度。
下面，將僅讀出每第N列(或第N行)稱為N倍(fold)列子抽樣(N倍行子抽樣)。
在這兩種情況下，都僅使用了圖像傳感器所記錄的圖像信息的一部分。在最簡單的情況下，這涉及對其內(nèi)容將被讀出的一部分像素的選擇。然而，例如也可以通過組合的形式來形成多個像素的集合體，以給出像素的超結(jié)構(gòu)(superstructure)。
在實際方向測量之前(upstream)的步驟中，可以創(chuàng)建圖像記錄和圖像評估的條件或參數(shù)。根據(jù)目標大小、目標距離和/或所需的測量精度，確定是否可以執(zhí)行列子抽樣和行子抽樣，以及執(zhí)行哪種列子抽樣和行子抽樣。這里，還應(yīng)該能夠通過子抽樣來足夠精確地確定使得可以計算到目標點的方向的圖案位置。這在該圖案是由復雜目標點環(huán)境的聚焦圖像生成的情況下尤其適用。僅在傳感器上的測量標記的圖像包括相對大數(shù)量的像素(取決于標記的復雜性)的情況下，才可以足夠精確地提取該圖像的位置。下面概要說明了估計簡單圖案的測量精度的示例，僅對該傳感器的行方向進行了描述。可以類似地實現(xiàn)列方向的情況下的過程。
該圖案包含沿傳感器的水平(行)方向可識別的位置NT。這些位置通常明暗或暗明過渡。此外，這些可識別的位置通常位于該圖案的邊緣，即，這些可識別的位置往往不是該圖案的紋理部分。
根據(jù)目標大小和目標距離，可以計算傳感器上的大小或圖案。如果該圖案的這些可識別位置不在像素柵格上取向(這在實際應(yīng)用中幾乎不是限制)，則因此可以估計該圖案的邊緣上的像素數(shù)量，從而確定NT。對于該圖案的位置確定誤差EP，可以獲得以下的比例關(guān)系。
EP∝GNT---(1)]]>其中，G表示兩個像素之間的非感測間隙。為此，還需要考慮由信號噪聲導致的誤差。
在沒有進行子抽樣的情況下，G為相鄰像素的感測區(qū)域之間的距離，對于G＞0，據(jù)此可以得到填充因子＜1。在進行子抽樣的情況下，存在于所讀出的像素之間的沒有讀出的像素的區(qū)域被添加到該像素間隔中，該子抽樣還減少了NT。
可以根據(jù)簡單圖案的測量來理論推導或確定方程(1)中的比例因子。
可以通過最大值N來確定N倍子抽樣，該最大值N仍然保證了方向測量的所需測量精度。
對于子窗口的理想選擇，必須考慮前面進行的對子抽樣的選擇。此外，優(yōu)選地在優(yōu)化中包括該圖案的大小，例如還可以根據(jù)目標距離來估計所述大小。
對視野的大小進行調(diào)整，以使得可以容許在兩次方向測量之間產(chǎn)生的目標點的最大角加速度，即，選擇視野的大小，以使得在第二次測量期間，目標點仍然處于檢測器的視野中，而與角加速度無關(guān)。
術(shù)語“測地學勘測”或“測地學應(yīng)用”始終主要用于表示包括對具有空間參照關(guān)系的數(shù)據(jù)的確定或檢查在內(nèi)的測量。具體地，還可以將其理解為表示與測地學儀器或測地學測量裝置的使用相關(guān)聯(lián)地實現(xiàn)的所有應(yīng)用。這對于經(jīng)緯儀以及作為具有電子角度測量和電光測距器的準距儀的總站(total station)尤其適用。類似地，本發(fā)明適用于具有相似功能的專用設(shè)備，例如，適用于軍用瞄準環(huán)，或者適用于工業(yè)結(jié)構(gòu)或處理或者機器定位或制導的監(jiān)測。


下面參照在附圖中示意性表示的工作示例，完全通過示例的方式來更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的方法。
具體地，圖1表示該勘測方法的一種可能應(yīng)用；圖2表示通過圖像傳感器來記錄具有圖案的圖像；圖3表示通過子窗口來選擇圖像信息；圖4表示通過子抽樣來選擇圖像信息；圖5表示根據(jù)本發(fā)明的通過子窗口和子抽樣的組合來選擇圖像信息；圖6表示動態(tài)測量任務(wù)情況下的條件；以及圖7表示根據(jù)圖案的位置來導出方向信息的變換模型。
具體實施例方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的勘測方法的一種可能應(yīng)用。通過作為測地學測量裝置1的總站，可以在建筑工地對以具有作為目標2的反射器的鉛垂桿為可識別特征的基準點進行勘測。集成在測量裝置1中的圖像傳感器1a具有傳感器視野3，待勘測的目標2應(yīng)該處于該傳感器視野中。確定到該目標2的方向。雖然在該圖中，完全通過示例的方式將傳感器視野3表示為矩形，但是它也可以是其他形狀。
圖2表示通過圖像傳感器來記錄具有圖案6的圖像4。由圖像傳感器記錄的圖像4記錄有待勘測的目標2。該圖像4是由該傳感器通過像素陣列5記錄的，并被轉(zhuǎn)換為可以進行電子評估的信號。陣列5上的圖案6與待勘測目標2相對應(yīng)。例如可以根據(jù)從明到暗的過渡來識別該圖案6以及與其等同的像素。然而，讀出陣列5的所有像素5a需要一定的時間，該時間確定了圖像處理可達到的頻率。然而，為了確定目標2的方向，知道樣本6在圖像4中或者在陣列5上的方位以最大程度地使得不需要陣列5的所有像素5a就已經(jīng)足夠了。盡管完全的讀出總是在CCD照相機的情況下實現(xiàn)的，但是在其他設(shè)計(例如，CMOS照相機)的情況下，可以選擇性地讀出單個的像素5a，以使得可以實現(xiàn)對方向確定所需的圖像內(nèi)容的定制使用。
圖3表示通過子窗口來選擇圖像信息。通過圖像傳感器的像素的連貫部分(cohesive portion)來記錄檢測目標在圖像4中的圖案6，該部分限定了作為圖像4的部分區(qū)域7a的窗口。這意味著僅對由傳感器的視野限定的圖像中的一部分進行評估，然而，該評估使用了所考慮的部分區(qū)域7a中的所有可用像素。即使在通過僅使用所有用于進行記錄的像素的一部分來進行記錄(例如，根據(jù)硬件測量)的過程中，或者在通過僅讀出在原理上可用的圖像信息的一部分來確定圖案的位置時，也可以實現(xiàn)所使用的像素的減少。
圖4表示通過子抽樣來選擇圖像信息。這里，根據(jù)特定的方案排除使用像素5a，以使得僅使用像素5a的一部分的內(nèi)容。在該示例中，在每一行中，僅使用每第二個像素5a，此外，完全忽略每第二行的內(nèi)容。而且，所使用的像素5a相對于彼此逐行偏移。通過圖像傳感器的像素5a的一部分來記錄檢測目標在圖像4中的圖案6，該部分覆蓋了由傳感器的視野限定的整個圖像4。并不完全使用理論上可用的像素5a。與使用全部像素5a相比，這是使用與具有減小的填充因子的圖像傳感器相對應(yīng)的以較粗柵格進行的記錄。所示的對像素5a的選擇僅是一個示例。根據(jù)本發(fā)明，還可以使用更多的方案。具體地，還可以使用沒有逐行偏移的選擇方法(列子抽樣和/或行子抽樣)或者具有像素5a的非周期性序列或集合體的選擇方法。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明的通過子窗口和子抽樣的組合進行的對圖像信息的選擇。在這種選擇的情況下，組合了圖3和圖4的方法，以使得對于圖案6的位置的確定僅使用圖像4的部分區(qū)域7b。在該部分區(qū)域7b中，實際上沒有使用理論上可用于進行評估的所有像素，而是根據(jù)方案進行對像素的選擇。由此，圖像信息的這種選擇遵循兩個階段的方法。首先，總共僅使用該圖像的部分區(qū)域7b。其次，在該部分區(qū)域7b內(nèi)不對所有可用的像素都進行評估。根據(jù)本發(fā)明，除了該示例以外，還可以使用子窗口和子抽樣的其他組合。具體地，還可以使用具有不同內(nèi)部選擇的多個部分區(qū)域，這些部分區(qū)域還可以重疊。
圖6通過示例的方式表示了具有正方形像素(如圖2到圖5所示)以及沿兩個傳感器方向具有相同速度要求的傳感器的最優(yōu)圖像分辨率的計算。該過程可以容易地推廣為包括矩形像素和/或不同的速度要求。
設(shè)圖像分辨率為NP×NP像素。根據(jù)圖像分辨率建立的方向測量的時間要求TM通常為具有系數(shù)Cn的二次多項式。
TM＝C2NP2+C1NP+C0(2)圖案6處于具有NP×NP像素的傳感器區(qū)域上。在該示例中，假設(shè)其界限為半徑為RM的圓。如果希望保證測量任務(wù)期間的連續(xù)方向測量，則在測量時間TM期間，不允許圖案6離開感測區(qū)域。因此，傳感器上的圖案6的最大速度為VMax=DTM=NP2-RMC2NP2+C1NP+C0---(3)]]>最優(yōu)子窗口使得該速度最大NP,Opt=2RMC2+4RM2C22+C2C0+2RMC2C1C2---(4)]]>如果選擇了圖像分辨率NP，Opt×NP，Opt，則這給出了仍然允許連續(xù)測量的傳感器上的圖案的最大可能速度。如果在測量時間期間，圖案6在傳感器上移動了距離D，則在為了進行下一次測量而對檢測器的視野進行調(diào)節(jié)之前，仍然可以在圖案6的初始中心方位來進行測量。如果NP，Opt的值超過沿傳感器方向的像素數(shù)量，例如，NP，Opt＞該行中的像素數(shù)量，則考慮到可能的子抽樣，必須在不進行子窗口的情況下，沿該方向?qū)鞲衅鬟M行調(diào)整。在該示例中，這意味著，在提供可能的行子抽樣的多行中，可以對提供可能的列子抽樣的所有像素進行評估。對于C2＝0的情況過程也是如此。
如果僅要實現(xiàn)視野(field of use)的連續(xù)調(diào)節(jié)，則通常也可以相對粗糙地確定圖案6的位置，例如，如果僅圖案的中心位于該傳感器的視野中，則可以具有與檢測器的視野的一半相對應(yīng)的可允許測量誤差。這意味著，僅圖案6的區(qū)域的一部分位于所評估的傳感器區(qū)域中。在該問題中，圖案6在該傳感器上的最大允許速度為VMax=NP2TM---(5)]]>因此，所評估的圖像區(qū)域的最優(yōu)分辨率NP，Opt×NP，Opt為NP,Opt=C0C2---(6)]]>再一次地，如果NP，Opt大于沿傳感器方向的可以評估的像素數(shù)量(考慮子抽樣)，則對所有這些像素進行評估。如果C2＝0，則這適用于兩個傳感器方向。
在以下附圖中，通過示例的方式概述了根據(jù)圖像傳感器上的圖案的位置來計算所需方向信息的可能性。
圖7表示了變換模型，用于對該圖案的點q的圖像坐標(作為具有目標點Q的檢測目標的極角)進行變換。通過該變換模型，可以在理論上根據(jù)該圖案的位置來導出目標點的位置或方向。
為了可以根據(jù)傳感器的視野內(nèi)的任意目標點Q在圖案中的位置或者在由該圖像傳感器檢測到的圖像4中的位置，并由此根據(jù)其圖像坐標來確定其極角，必須知道作為圖案的存在于傳感器的視野中的目標(或者作為圖案中的對應(yīng)點q的目標點Q)在該圖像形式(form)中的成像的數(shù)學描述。下面，將參照圖7來描述圖像坐標系x，y，z中的點到目標坐標系X，Y，Z的變換。Z軸指向天頂方向，并且例如表示測地學測量儀器的垂直軸，而X軸例如由傾斜軸形成。
對于具有有限精度的簡化變換，可以進行以下假設(shè)，通過示例的方式使用在其軸系及其基本設(shè)計方面與經(jīng)緯儀相對應(yīng)的測地學儀器作為起點·在傳感器的視野內(nèi)檢測到的目標聚焦到圖像傳感器上的投影中心81位于垂直軸與傾斜軸的交點處。
·傾斜軸與垂直軸垂直。
·光軸82和經(jīng)緯儀軸83在投影中心81處相交。
這里，光軸82被定義為穿過光學單元的軸，并且該軸基本上通過透鏡的中心。經(jīng)緯儀軸83被定義為下述的軸，相對于該軸測量繞垂直軸和傾斜軸的旋轉(zhuǎn)角度。這意味著，在雙方位測量情況下，經(jīng)緯儀軸83與圖像傳感器的交點精確地指向待勘測目標的目標點Q。這與在光學經(jīng)緯儀的情況下相對于十字準線的視準軸相對應(yīng)。
然而，也可以不從這些假設(shè)開始，而是對變換進行適當?shù)臄U展，例如，在該變換中包含軸誤差—尤其是軸偏移或軸偏斜。這保證了變換精度的進一步提高，并因此特別適于最高精度級別的測地學測量儀器的情況。
該計算限于高級坐標系(其為水平的，并且其原點位于投影中心81)中的目標點Q到圖像4的圖像平面中的聚焦。可以通過比例等于1的已知Helmert變換，利用位移和旋轉(zhuǎn)來進行到任意坐標系的變換。
所記錄的圖像坐標到目標坐標的變換的變換模型如下rq=rp+T0·(1m·THZ,V·RInc·rQ)]]>其中，rQ為點Q在系統(tǒng)(X，Y，Z)中的目標向量84。
rq為在圖像坐標系x，y，z中測量的圖案的點q(即，目標點Q在圖像4上的副本)的向量。x和y分量由所記錄的圖像坐標9確定。z分量與被定義為圖像傳感器(由此，圖像4)到投影中心81的距離的腔室常數(shù)(chamber constant)c相對應(yīng)。該腔室常數(shù)隨著光學單元的聚焦透鏡的位置(由此，隨著聚焦目標距離)而變化。
rq是圖像原點向量，其表示光軸82與圖像平面4的交點p。
m為成像比例。
RInc為使傾斜的經(jīng)緯儀平面與水平平面相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)矩陣。
TInc，V為變換矩陣，其基于水平角H、垂直角V以及軸誤差的校正表示經(jīng)緯儀軸83的取向。
T0為用于對光學失真進行建模的矩陣。
圖7表示目標點rQ從高級坐標系X，Y，Z到圖像坐標系x，y，z的以上變換。利用所測量的傾斜角、水平角H、垂直角V以及軸校正，可以將目標點向量rQ映射到圖像傳感器的系統(tǒng)中。通過適當?shù)淖儞Q和校準，對光軸82相對于經(jīng)緯儀軸83的偏差以及光學失真進行校正。
根據(jù)攝影測量法的方法(例如，由Brown或Bayer提出的現(xiàn)有技術(shù)中已知的建模)在此是適用的。在狹角系統(tǒng)的情況下，可以通過簡單的仿射變換對校正進行建模。
圖案在圖像傳感器上的位置到方向信息的轉(zhuǎn)換的另一示例為無限遠聚焦設(shè)置。這里，圖像傳感器安裝在物鏡的焦平面中。如果從目標點發(fā)出發(fā)散足夠小的光束，則由此獲得的圖案(通常為圓形)的位置與相對于物鏡的第一主點的方向直接對應(yīng)。
在這些附圖中，所使用的方法步驟、建筑物和儀器完全是示意性的。具體地，不能根據(jù)這些附圖推導出尺寸關(guān)系或者圖像記錄或圖像處理的細節(jié)。僅通過示例的方式表示為像素的點也表示更復雜的結(jié)構(gòu)或者圖像傳感器中的更大量的像素。
權(quán)利要求
1.一種使用測地學測量儀器(1)來確定到待勘測目標(2)的方向的方法，該測地學測量儀器(1)包括圖像傳感器(1a)，該圖像傳感器(1a)的視野(3)檢測到所述待勘測目標(2)的至少一部分，所述方法包括以下步驟·通過所述圖像傳感器(1a)記錄具有圖像信息的圖像(4)，所述圖像(4)具有可以與所述目標(2)等同的圖案(6)，并且所述圖案(6)在所述圖像(4)內(nèi)的位置使得可以確定到所述目標(2)的方向，·確定所述圖案(6)在所述圖像(4)內(nèi)的位置，以及·根據(jù)所述圖案(6)的位置導出與所述目標(2)等同的方向信息，從而確定從與所述圖像傳感器(1a)等同的檢測點到所述目標(2)的方向，僅選擇所述圖像信息的一部分并將其用于方向確定，其特征在于，根據(jù)所指定的測量精度，以經(jīng)過優(yōu)化的方式選擇所述圖像信息的所述部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，周期性地忽略多個像素，對該周期進行選擇，以使所述圖案(6)的位置的局部可解析性使得可以按照所述指定的測量精度來確定到目標(2)的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，對于圖像(4)的記錄，實施子窗口作為對所述圖像傳感器(1a)的部分區(qū)域(7b)的選擇，并且實施子抽樣作為對所述部分區(qū)域(7b)內(nèi)的像素(5a)的特定忽略。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其特征在于，在導出所述方向信息時，進行驗證，以確認所述目標(2)至少部分地位于所述傳感器的視野(3)內(nèi)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其特征在于，在指定子窗口參數(shù)之前，指定子抽樣參數(shù)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其特征在于，在子窗口的情況下，根據(jù)以下變量中的至少一個來選擇所述部分區(qū)域(7b)-目標大小，-目標距離，-所需的測量精度，-圖案(6)的尺寸，-所期望的或所測量的最大角加速度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其特征在于，在子抽樣的情況下，根據(jù)以下變量中的至少一個來選擇要忽略的像素(5a)-目標大小，-目標距離，-所需的測量精度，-圖案(6)的尺寸，-所期望的或所測量的最大角加速度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其特征在于，在子抽樣的情況下，忽略所述圖像傳感器(1a)的多列和/或多行，尤其是所述圖像傳感器(1a)的矩形部分區(qū)域(7b)形式的多列和/或多行。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法，其特征在于，在子抽樣的情況下，以有規(guī)律的序列或隨機序列來忽略像素(5a)。
10.一種具有程序代碼的計算機程序產(chǎn)品，其存儲在機器可讀介質(zhì)中，用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任意一項所述的方法。
11.一種由電磁波實現(xiàn)的模擬或數(shù)字計算機數(shù)據(jù)信號，其具有程序代碼片斷，用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任意一項所述的方法。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，為了測量到目標的方向，記錄所述目標的具有圖案(6)的圖像(4)，并隨后進行對所述目標的進一步勘測。為了實現(xiàn)上述操作對于目標位置的快速變化的最優(yōu)穩(wěn)定性，使用現(xiàn)代圖像傳感器的能力來僅僅分析或下載可用像素的一部分。如上所述的對所分析圖像信息的選擇使用與所需測量精度和圖像傳感器的時間性能相關(guān)的信息。根據(jù)本發(fā)明，可以通過用子抽樣與子窗口的組合來選擇圖像(4)的部分區(qū)域(7b)從而實現(xiàn)對于所下載信息的這種限制。由此可以通過有目的的忽略來實現(xiàn)圖像(4)的部分區(qū)域(7a)內(nèi)的下載圖像點的選擇。
文檔編號G01C15/00GK1849524SQ200480026103
公開日2006年10月18日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者奧爾赫·基施納, 羅蘭·格雷夫 申請人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司