用于自標(biāo)定多相機定位系統(tǒng)的改進的電機控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于自標(biāo)定多相機定位系統(tǒng)的改進的電機控制系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求于2013年8月19日提交的題為“Improved Motor Control System ForA Self-Calibrating Mult1-Camera Alignment System” 的美國臨時申請 N0.61/867，283的優(yōu)先權(quán)，該申請被整體以弓I用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]實施例總體上涉及機器視覺車輪定位系統(tǒng)和方法，并且更具體涉及具有可移動相機的機器視覺定位系統(tǒng)，所述可移動相機連續(xù)自標(biāo)定它們相對于車輛安裝標(biāo)靶的位置。
【背景技術(shù)】
[0004]使用可移動相機和附接到車輪的標(biāo)靶的機器視覺車輛定位系統(tǒng)是已知的。這些標(biāo)靶由相機進行觀察，使得為指定的定位操作而獲得的圖像數(shù)據(jù)可被用于計算車輛定位角，以通過用戶界面、通常是計算機監(jiān)控器顯示。先前的系統(tǒng)實施方式包括用于連接各相機的剛性梁，使得它們相對于彼此的位置和定向可被確定和依靠為是不變的。后來的系統(tǒng)實施方式被引入，其包括使用沒有剛性連接到彼此的相機，而是使用單獨的相機/標(biāo)靶系統(tǒng)來連續(xù)標(biāo)定一個用于觀察車輛安裝標(biāo)靶的相機相對于另一個的位置。這類系統(tǒng)在美國專利6，931，340; 6，959，253 ；和6，968，282中描述了，所有這些專利都被引用方式并入本文。
[0005]對于定位系統(tǒng)的有效操作來說實時定位讀數(shù)響應(yīng)是必須的。因此，需要一種利用觀察相機的對應(yīng)移動來跟蹤車輛安裝標(biāo)靶的移動并且快速且平穩(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)上進行處理的相機控制方法(process)。
[0006]還需要提供附加的安全特征，用于防止對可能與移動的相機組件接觸的用戶造成傷害。
[0007]最后，需要通過提供部件診斷和最佳操作控制來延長系統(tǒng)的功能壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]—個或多個實施例可包括一種利用被構(gòu)造成自主跟蹤車輛的相機包的車輛定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一和第二支撐軌道。第一自主相機包被安裝到第一軌道以便沿著第一軌道的第一長度自主移動。第一自主相機包包括第一電機驅(qū)動器，其被構(gòu)造用于使第一自主相機包沿著第一軌道的第一長度移動;第一相機，其被構(gòu)造用于捕獲被安裝到車輛的第一標(biāo)靶的圖像數(shù)據(jù)，所述第一相機生成第一圖像數(shù)據(jù);標(biāo)定標(biāo)靶，其與第一相機以一定的關(guān)系設(shè)置;和第一數(shù)據(jù)處理器。
[0009]第二自主相機包被安裝到第二軌道以便沿著第二軌道的第二長度自主移動。第二自主相機包包括第二電機驅(qū)動器，其被構(gòu)造用于使第二自主相機包沿著第二軌道的第二長度移動;第二相機，其被構(gòu)造用于捕獲被安裝到車輛的第二標(biāo)靶的圖像數(shù)據(jù)，所述第二相機生成第二圖像數(shù)據(jù);標(biāo)定相機，其與第二相機以一定的關(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]所述第一自主相機包的第一數(shù)據(jù)處理器被構(gòu)造用于接收來自第一相機的第一圖像數(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包沿著第一軌道的第一長度移動，和在所述第一數(shù)據(jù)處理器確定要使第一自主相機包沿著第一軌道的第一長度移動的情況下，發(fā)射第一電機命令給第一電機驅(qū)動器，致使第一自主相機包沿著第一軌道的第一長度移動。所述第二自主相機包的第二數(shù)據(jù)處理器被構(gòu)造用于接收來自第二相機的第二圖像數(shù)據(jù)或來自標(biāo)定相機的標(biāo)定圖像數(shù)據(jù)中的至少一個，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，自主地確定是否使第二自主相機包沿著第二軌道的第二長度移動，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包沿著第二軌道的第二長度移動的情況下，發(fā)射第二電機命令給第二電機驅(qū)動器，致使第二自主相機包沿著第二軌道的第二長度移動。
[0011 ]實施例可還包括一種在車輛定位過程中跟蹤車輛的方法。本方法包括提供車輛定位系統(tǒng)，所述車輛定位系統(tǒng)包括第一和第二支撐軌道;第一自主相機包，其被安裝到第一軌道，并且包括第一電機驅(qū)動器和成像被安裝到車輛的第一標(biāo)靶的第一相機;和第二自主相機包，其被安裝到第二軌道，并且包括第二電機驅(qū)動器、第二相機、和標(biāo)定相機。
[0012]該方法還包括通過第一相機獲取被安裝到車輛的第一標(biāo)靶的圖像;在第一自主相機包的第一數(shù)據(jù)處理器處接收來自第一相機的第一圖像數(shù)據(jù);在第一數(shù)據(jù)處理器處計算第一自主相機包的第一最佳位置;在第一數(shù)據(jù)處理器處確定是否移動第一自主相機包;在第一數(shù)據(jù)處理器確定要移動第一自主相機包的情況下，由第一數(shù)據(jù)處理器發(fā)射第一電機命令至第一電機驅(qū)動器，使第一自主相機包沿著第一軌道的第一長度移動到第一最佳位置。
[0013]該方法還包括通過第二相機獲取被安裝到車輛的第二標(biāo)靶的圖像，或者，通過標(biāo)定相機獲取被安裝到第一自主相機包的標(biāo)定標(biāo)靶的圖像;在第二自主相機包的第二數(shù)據(jù)處理器處接收來自第二相機的第二圖像數(shù)據(jù)或來自標(biāo)定相機的標(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)，計算第二自主相機包的最佳位置;在第二數(shù)據(jù)處理器處確定是否移動第二自主相機包;和在第二數(shù)據(jù)處理器確定要移動第二自主相機包的情況下，由第二數(shù)據(jù)處理器發(fā)射第二電機命令給第二電機驅(qū)動器，使第二自主相機包沿著第二軌道的第二長度移動到第二最佳位置。
[0014]實施例可還包括一種非暫時性計算機可讀介質(zhì)，其具有存儲于其上的指令，在車輛定位過程中，這些指令在由被安裝到支撐軌道的自主相機包的處理器執(zhí)行時，致使所述處理器跟蹤車輛，所述自主相機包被安裝到所述軌道以便沿著塔體的長度移動。上述跟蹤包括:接收來自車輛標(biāo)靶相機的車輛標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)或來自標(biāo)定相機的標(biāo)定標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)中的至少一個，所述車輛標(biāo)靶相機被構(gòu)造用于獲取被安裝到車輛的標(biāo)靶的圖像，所述標(biāo)定相機被構(gòu)造用于獲取被安裝到同類型自主相機包的標(biāo)定標(biāo)靶的圖像;基于所接收的車輛標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)或標(biāo)定標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)來計算自主相機包的最佳位置;響應(yīng)于上述計算確定是否移動所述自主相機包;和在確定要移動所述自主相機包的情況下，發(fā)射電機命令至所述自主相機包的電機驅(qū)動器，致使自主相機包沿著塔體的長度移動到最佳位置。
[0015]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，所公開的主題的各實施例的目的和優(yōu)勢從下面的描述變得顯而易見。
【附圖說明】
[0016]下面參考附圖詳細描述各實施例，其中類似的參考數(shù)字表示類似的元件。附圖不必須按比例繪制。在有利的情況下，一些特征可能沒有說明以幫助說明下面的特征。
[0017]圖1是傳統(tǒng)的3D機動車輛定位系統(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)不同實施例的示例性相機包的透視圖。
[0020]圖3C是以圖示方式示意出根據(jù)不同實施例的相機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)本公開的示例性車輛定位系統(tǒng)的方框圖。
[0023]圖6是示意出根據(jù)被公開的主題的實施例的靶標(biāo)跟蹤的示例性方法的流程圖。
[0024]圖7是示意出根據(jù)被公開的主題的實施例的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[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明中闡述的或在附圖中示意的結(jié)構(gòu)或部件布置的細節(jié)。這些原理可體現(xiàn)在其它實施例中并且以多種方式實踐或進行。而且，應(yīng)理解，在這里使用的措辭和術(shù)語用于說明目的不應(yīng)認(rèn)為是限制。
[0026]本公開描述了包括相機的車輛定位系統(tǒng)的實施例，各相機相對于彼此不剛性固定并且被定向用于觀察車輪安裝標(biāo)靶，用于計算車輪定位角度的目的。
[0027]實時處理速度對于定位系統(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)果之間沒有用戶能覺察到的延遲。有利的是最小化用于支持此目的的任何額外處理。根據(jù)本公開的一個方面，相機的板載處理能力被用于引導(dǎo)相機組件的移動，以保持車輪安裝標(biāo)靶的最佳視野。
[0028]各相機的運動控制要求車輪安裝標(biāo)靶的跟蹤保持最佳視野。如果出于任何原因一個或多個標(biāo)靶對于控制相機來說不可見了，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，如果一個或多個標(biāo)靶的圖像丟失，該系統(tǒng)仍可以保持跟蹤控制，只要一個標(biāo)靶保持可見即可。
[0029]人員安全是至關(guān)重要的，特別是當(dāng)系統(tǒng)處于自動運動控制下時，如相機組件跟蹤標(biāo)靶的情況那樣。根據(jù)本公開的另一方面，如果遇到了預(yù)定增量的運動阻力，則相機組件運動被停止，表示用戶可能阻擋了該運動。在又一方面中，為安全起見，該系統(tǒng)檢測用戶對相機組件的手動移動并且鎖定該系統(tǒng)使其在預(yù)定的時間周期內(nèi)不處于任何自動運動。
[0030]對用戶來說，系統(tǒng)可靠性也是至關(guān)重要的。根據(jù)本公開的又一方面，驅(qū)動相機組件移動的電機的使用壽命通過邏輯嵌入電機控制板中實施軟啟動/停止而得以延長。在又一方面中，相機組件運動阻力的增加被檢測到，并且為用戶顯示需要維護的消息。這可以防止在問題沒有及時解決情況下可能發(fā)生的系統(tǒng)或部件失效。相同的診斷和報告過程可擴展到由電機控制板可測量的任何數(shù)據(jù)。
[0031]觀察車輪安裝標(biāo)靶的相機之間的運動協(xié)調(diào)對于保持至標(biāo)靶的視野和相機之間的視野來說是必須的。本公開的另一方面是指定單一主相機組件，其觀察第二相機組件以及控制其運動，從而不需要獨立的標(biāo)定和控制。
[0032]圖1是傳統(tǒng)的計算機輔助、3D機動車輛車輪定位系統(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專利6，968，282中所公開的那種。此定位儀具有與這里公開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