CN114009009B - 传感器控制装置、传感器控制方法和程序 - Google Patents
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Abstract
提供了一种传感器控制装置,包括:读出控制部分,其控制事件驱动的视觉传感器,所述事件驱动的视觉传感器包括传感器阵列,所述传感器阵列包括当检测到入射光强度的变化时生成事件信号的传感器,以使得在所述传感器阵列上的第一区域中以第一频率读出所述事件信号,并且在所述传感器阵列上的第二区域中以高于所述第一频率的第二频率的读出所述事件信号;以及区域设置部分,适于基于在给定时间内由所述第一区域中的读出所获取的第一事件信号的数量,将所述第一区域的至少一部分改变为所述第二区域,或者基于在所述给定时间内由所述第二区域中的读出所获取的第二事件信号的数量,将所述第二区域的至少一部分改变为所述第一区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器控制装置、传感器控制方法和程序。
背景技术
已知一种事件驱动的视觉传感器,其中检测入射光强度的变化的像素以时间异步的方式生成信号。与其中在每个给定的周期性扫描所有像素的基于帧的视觉传感器(即,诸如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)的图像传感器)相比,事件驱动的视觉传感器在其在低功率和高速下操作的能力上是有利的。关于这种事件驱动的视觉传感器的技术例如在PTL1和PTL2中描述。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL1]
JP2014-535098T
[PTL2]
JP2018-85725A
发明内容
[技术问题]
然而,考虑到如上所述的用于事件驱动的视觉传感器的时间异步信号生成,没有提出用于优化对传感器读出的控制的技术。
鉴于前述内容,本发明的目的是提供一种传感器控制装置、传感器控制方法和程序,允许考虑事件驱动的视觉传感器中的时间异步信号生成来优化读出控制。
[问题的解决方案]
根据本发明的一个方面,提供了一种传感器控制装置,其包括读出控制部分和区域设置部分。所述读出控制部分控制事件驱动的视觉传感器,所述事件驱动的视觉传感器包括传感器阵列,所述传感器阵列包括当检测到入射光强度的变化时生成事件信号的传感器,以使得在所述传感器阵列上的第一区域中以第一频率读出所述事件信号,并且在所述传感器阵列上的第二区域中以高于所述第一频率的第二频率读出所述事件信号。区域设置部分基于在给定时间段内由第一区域中的读出所获取的第一事件信号的数量,将第一区域的至少一部分改变为第二区域,或者基于在给定时间段内由第二区域中的读出所获取的第二事件信号的数量,将第二区域的至少一部分改变为第一区域。
根据本发明的另一方面,提供了一种传感器控制方法,包括:控制事件驱动的视觉传感器的步骤,所述事件驱动的视觉传感器包括传感器阵列,所述传感器阵列包括当检测到入射光强度的变化时生成事件信号的传感器,以使得在所述传感器阵列上的第一区域中以第一频率读出所述事件信号,并且在所述传感器阵列上的第二区域中以高于所述第一频率的第二频率的读出所述事件信号;以及基于在给定时间段内由所述第一区域中的读出所获取的第一事件信号的数量,将所述第一区域的至少一部分改变为所述第二区域,或者基于在所述给定时间段内由所述第二区域中的读出所获取的第二事件信号的数量,将所述第二区域的至少一部分改变为所述第一区域的步骤。
根据本发明的又一方面,提供了一种用于使计算机实现以下功能的程序:控制事件驱动的视觉传感器的功能,所述事件驱动的视觉传感器包括传感器阵列,所述传感器阵列包括当检测到入射光强度的变化时生成事件信号的传感器,以使得在所述传感器阵列上的第一区域中以第一频率读出所述事件信号,并且在所述传感器阵列上的第二区域中以高于所述第一频率的第二频率的读出所述事件信号;以及基于在给定时间段内由所述第一区域中的读出所获取的第一事件信号的数量,将所述第一区域的至少一部分改变为所述第二区域,或者基于在所述给定时间段内由所述第二区域中的读出所获取的第二事件信号的数量,将所述第二区域的至少一部分改变为所述第一区域的功能。
根据上述配置,考虑事件驱动的视觉传感器中的时间异步信号生成来优化读出控制是可能的。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的系统的示意性配置的图。
图2是示出图1中所示出的EDS(事件驱动的传感器)的配置的图。
图3描绘示出其中在本发明的实施例中在传感器阵列上设定四个区域的示例的图。
图4是示出本发明的实施例的修改示例的图。
图5是示出根据本发明的实施例的传感器控制方法的处理的示例的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图给出本发明的优选实施例的详细描述。应注意,关于具有大体上相同功能配置的组件的冗余描述将在本说明书和图中通过用相同参考符号表示此类组件而省略。
图1是示出根据本发明的实施例的系统的示意性配置的图,并且图2是示出图1中所示出的EDS的配置的图。在所示的示例中,系统10包括EDS 100和传感器控制装置200。
EDS 100是事件驱动的视觉传感器,并且包括传感器阵列120和地址生成器131和132。传感器阵列120包括当检测到入射光强度的变化(以下也称为事件)时生成事件信号的传感器110。地址生成器131和132控制从传感器110读出的事件信号。在传感器阵列120中,传感器110被布置在彼此正交的两个方向上(示出为x和y方向),并且根据由地址生成器131和132分别针对x和y方向生成的地址从传感器110读出事件信号。此处,在特定地址处的传感器110未检测到任何事件的情况下,即使执行读出,也不读出事件信号,之后从下一地址执行读出。因此,从EDS 100输出的事件信号是时间异步的。从EDS 100输出的事件信号包括传感器识别信息(例如,地址)、亮度变化的极性(增加或减小)和时间戳。
传感器控制装置200例如由具有通信接口、处理器和存储器的计算机实现,并且包括读出控制部分210和区域设置部分220的功能部分,该区域设置部分220被实现为根据存储在存储器中或经由通信接口接收的程序的处理器的操作的结果。此外,传感器控制装置200的存储器存储区域信息230和事件历史240。下面将进一步描述每个部分的配置。
读出控制部分210控制EDS 100中的事件信号读出频率。具体地,读出控制部分210向EDS 100发送控制信号,并且EDS 100的地址生成器131和132根据控制信号生成用于读出来自传感器110的事件信号的地址。这里,读出控制部分210以这样的方式控制EDS 100:在传感器阵列120上的第一区域中以第一频率r1读出事件信号,并且在传感器阵列120上的第二区域中以第二频率r2读出事件信号。第二频率r2高于第一频率r1(r1<r2)。这里,本说明书中的术语“频率”是指在单位时间执行读出的次数。已经接收到如上所述的控制信号的EDS100的地址生成器131和132生成第一区域r1次中的传感器110的地址和每单位时间的第二区域r2次中的传感器110的地址。
由如上所述的读出控制部分210执行的处理设置的第一区域和第二区域是包括传感器阵列120上的多个传感器110并且例如分别由x和y方向上的地址范围识别的区域。例如,区域信息230包括指示第一区域的地址范围和指示第二区域的地址范围中的至少一个。例如,区域信息230可以仅包括指示第二区域的地址范围,并且除了传感器阵列120上的第二区域之外的区域可以被识别为第一区域。可替换地,可以预先将传感器阵列120划分成给定数量的单位区域,并且区域信息230可以包括被包括在第一区域和第二区域中的每一个中的单位区域的ID(标识)。同样在此情况下,读出控制部分210可将每一单位区域的ID转换为地址范围,且控制信号可包含指示第一区域及第二区域中的每一个中的地址的信息。
区域设置部分220基于在给定时间段内由第一区域中的读出所获取的第一事件信号的数量,将第一区域的至少一部分改变为第二区域,或者基于在给定时间段内由第二区域中的读出所获取的第二事件信号的数量,将第二区域的至少一部分改变为第一区域。区域设置部分220更新改变区域中的区域信息230。如上所述的读出控制部分210对EDS 100的控制的前提是传感器阵列120上的第一区域中的事件的检测频率低于第二区域中的事件的检测频率。因此,在第一区域的部分中的事件的检测的频率变得与第二区域中的事件的频率相当或高于第二区域中的事件的频率的情况下,其适合于将所讨论的区域改变为第二区域。类似地,在第二区域的部分中的事件的检测的频率变得与第一区域中的事件的频率相当或低于第一区域中的事件的频率的情况下,其适合于将所讨论的区域改变为第一区域。
具体地,区域设置部分220参考事件历史240执行以下处理。例如,事件历史240包括最近从EDS 100接收的事件信号的地址和时间戳。在这种情况下,区域设置部分220基于这些地址和时间戳对第一区域中的每个从属区域的事件信号(第一事件信号)的数量进行计数,并且将其事件信号的数量等于或大于第一阈值的从属区域改变为第二区域。这使得有可能通过在特定时间点改变第一区域集合的从属区域来增加事件信号读出的频率,其中更多事件信号已经被生成到第二区域。类似地,区域设置部分220针对最近的给定时间段对第二区域中的每个从属区域的事件信号(第二事件信号)的数量进行计数,并且将其事件信号的数量等于或小于第二阈值的从属区域改变为第一区域。这使得可以通过在已经生成更多事件信号到第一区域的某个时间点改变第二区域集合的从属区域来减小事件信号读出的频率。上述第一和第二阈值可以是相同的值或不同的值。
根据上文所描述的本发明的实施例,有可能增加区域中的事件信号读出的频率,其中由于对象以相对较高的速度移动而频繁地发生事件,或由于对象以相对较低的速度移动或移动而不频繁地发生事件的区域中减小事件信号读出的频率。与其中事件信号读出的周期性是均匀的情况相比,这使得能够相对缩短发生事件的区域中的事件信号读出的周期性,从而确保对对象移动的改进的事件信号响应。
而且,与由噪声等引起的对象的移动不相关的事件通常比由于对象的移动而发生的事件频繁地发生。因此,有可能通过在事件不频繁出现的区域中减小事件信号读出的频率来减小从与由噪声等引起的对象的移动无关的事件导出的事件信号的比率,因此确保事件信号作为整体的改进的S/N比率。
应当注意,尽管在上述示例中,读出控制部分210控制在EDS 100的传感器阵列120上设置的第一和第二区域中的事件信号读出的频率,但是可以在传感器阵列120上设置更多的区域。例如,除了第一区域和第二区域之外,可以在传感器阵列120上设置第三区域,并且传感器控制装置200的读出控制部分210可以以这样的方式控制EDS 100:在第三区域中以高于第二频率r2(r2<r3)的第三频率r3读出事件信号。此外,第四区域可以被设置在传感器阵列120上,并且读出控制部分210可以以使得事件信号在第四区域中以高于第三频率r3(r3<r4)的第四频率r4被读出的方式来控制EDS 100。
图3描绘示出其中在本发明的实施例中在传感器阵列上设定四个区域的示例的图。在图3(a)中,在EDS 100的传感器阵列120上设置第一区域S1、第二区域S2、第三区域S3和第四区域S4。读出控制部分210例如以这样的方式向EDS 100发送控制信号:在{S1、S4、S3、S2、S4、S3、S4、S2、S4、S3}的模式P中的各个区域中从传感器110读出事件信号。在这种情况下,相应区域中的读出频率r1:r2:r3:r4的比率为1:2:3:4。由于对象obj的相对快的移动,在第四区域S4和第三区域S3中频繁地发生事件。
同时,在图3(b)所示的时间,由于对象obj的移动,事件频繁发生的区域已经改变。响应于此,在传感器控制装置200中,区域设置部分220基于由各个区域中的读出所获取的信号的数量来改变区域的设置。具体地,区域设置部分220改变其中由于对象obj从图3(a)中的第二区域S2向图3(b)中的第四区域S4的移动而更频繁地发生事件的区域。同时,区域设置部分220改变事件发生的区域,因为对象obj从图3(a)中的第四区域S4到图3(b)中的第三区域S3或第二区域S2的通过。
在上面描述的示例中,参考图3,例如,在EDS 100的传感器阵列120上设置相对高的读出频率的区域由于对象obj的移动而改变。这使得可以连续地改善事件信号对对象obj的移动的响应。在相应区域S1、S2、S3和S4之间做出的确定中,例如,可以通过将事件信号的数量与对应于每个区域的最近给定时间段的每个区域的阈值进行比较来进行确定。在这种情况下,例如,在某个时间点的区域S1的从属区域可以在下一个时间点改变到区域S3或区域S4的可能性。可以以足够短以允许对对象obj的移动的响应的时间间隔进行用于改变区域的确定。
图4是示出本发明的实施例的修改示例的图。虽然在所示的示例中,第一区域S1和第二区域S2也被设置在EDS 100的传感器阵列120上,但是与上面参照图1描述的示例相比,第一区域S1可以包括图4所示的示例中的单个传感器110,并且其中第一区域和第二区域包括多个传感器110。此外,在该示例中,根据从读出控制部分210发送的控制信号,从第一区域S1中的传感器110读出事件信号的第一频率r1是0。即,在所示的示例中,地址生成器131和132不生成用于从第一区域S1中的传感器110读出事件信号的地址。
在上述示例中,包括在第一区域S1中的传感器110是缺陷像素,即,未检测到光强度变化的传感器。因此,从传感器110不产生有效事件信号。在这种情况下,可以通过将从所讨论的传感器110读出的事件信号的频率设置为0(即,通过不执行事件信号读出)来缩短从其他传感器110读出的事件信号的周期性并且作为整体改善事件信号的S/N比。然而,应当注意,一旦被设置为第一区域S1,传感器110将不会被设置回到第二区域S2,因为没有事件信号被读出。因此,仅在例如由从第二区域S2中的传感器110读出的事件信号(第二事件信号)的数量在比传感器110由于噪声而生成事件信号的周期性长的时间段内是0的情况下,区域设置部分220可以将对应于所讨论的传感器110的第二区域S2的从属区域改变为第一区域S1。
图5是示出根据本发明的实施例的传感器控制方法的处理的示例的流程图。在所示的示例中,地址生成器131和132根据从读出控制部分210发送的控制信号生成地址,该控制信号已经被称为传感器控制装置200中的区域信息230,因此允许从传感器110读出事件信号。具体地,以第一频率从传感器阵列120上的第一区域中的传感器110读出事件信号(步骤S101),并且以第二频率从第二区域中的传感器110读出事件信号(步骤S102)。应注意,在相应区域中的传感器未检测到如先前所描述的任何事件的情况下,不产生事件信号。因此,从一个时间到另一个时间,在步骤S101和S102中读出的事件信号的数量变化。
在重复上述读出,直到经过给定的时间段之后(步骤S103),区域更新处理由区域设置部分220执行。具体地,区域设置部分220改变第一区域的从属区域,该从属区域的在给定时间段内获取的事件信号的数量等于或大于参考事件历史240的第二区域的第一阈值(步骤S104)。此外,区域设置部分220改变第二区域的从属区域,该从属区域的在给定时间段内获取的事件信号的数量等于或小于第一区域的第二阈值(步骤S105)。区域设置部220更新改变后的区域中的区域信息230(步骤S106),并且每个给定的时间段重复上述步骤S101至S106中的处理(步骤S107)。
本发明的实施例可以用于例如游戏控制器、智能电话和各种移动对象(例如,汽车、电动车辆、混合动力电动车辆、摩托车、自行车、个人移动性、飞机、无人机、船舶、机器人),以获取关于周围环境的信息,从周围对象的位置估计自位置,并且检测和避免迎面而来的飞行对象。
尽管上面已经参考附图详细描述了本发明的优选实施例,但是本发明不限于这样的示例。显而易见的是,在不脱离权利要求中所描述的技术思想的情况下,本发明所属领域的普通技术人员可以想到各种修改示例或校正示例,并且这些也被自然地解释为落入本发明的技术范围内。
[参考符号列表]
10:系统
110:传感器
120:传感器阵列
131:地址生成器
132:地址生成器
200:传感器控制装置
210:读出控制部分
220:区域设置部分
230:区域信息
240:事件历史
S1:第一区域
S2:第二区域
S3:第三区域
S4:第四区域
obj:对象
Claims (7)
1.一种传感器控制装置,包括:
读出控制部分,适于控制事件驱动的视觉传感器中的事件信号读出频率,所述事件驱动的视觉传感器包括传感器阵列,所述传感器阵列包括当检测到入射光强度的变化时生成事件信号的传感器,其中在所述传感器阵列上由第一地址范围识别的第一区域中以第一频率读出所述事件信号,并且在所述传感器阵列上由第二地址范围识别的第二区域中以高于所述第一频率的第二频率的读出所述事件信号;以及
区域设置部分,适于基于在给定时间段内由所述第一区域中的读出所获取的第一事件信号的数量,将所述第一区域的至少一部分改变为所述第二区域,或者基于在所述给定时间段内由所述第二区域中的读出所获取的第二事件信号的数量,将所述第二区域的至少一部分改变为所述第一区域。
2.根据权利要求1所述的传感器控制装置,其中,
在所述第一区域的所述至少一部分中的所述第一事件信号的数量等于或大于给定阈值的情况下,所述区域设置部分将所述第一区域的所述至少一部分改变为所述第二区域。
3.根据权利要求1所述的传感器控制装置,其中,
在所述第二区域的所述至少一部分中的所述第二事件信号的数量等于或小于给定阈值的情况下,所述区域设置部分将所述第二区域的所述至少一部分改变为所述第一区域。
4.根据权利要求3所述的传感器控制装置,其中,
所述第一频率为0,
所述给定时间段比传感器由于噪声而生成事件信号的周期长,并且
在所述第二事件信号的数量为0的情况下,所述区域设置部分将所述第二区域的所述至少一部分改变为所述第一区域。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器控制装置,其中,所述读出控制部分以这样的方式执行控制:以在所述传感器阵列上的第三区域中以高于所述第二频率的第三频率读出事件信号。
6.一种传感器控制方法,包括:
控制事件驱动的视觉传感器中的事件信号读出频率的步骤,所述事件驱动的视觉传感器包括传感器阵列,所述传感器阵列包括当检测到入射光强度的变化时生成事件信号的传感器,其中在所述传感器阵列上由第一地址范围识别的第一区域中以第一频率读出所述事件信号,并且在所述传感器阵列上由第二地址范围识别的第二区域中以高于所述第一频率的第二频率的读出所述事件信号;以及
基于在给定时间段内由所述第一区域中的读出所获取的第一事件信号的数量,将所述第一区域的至少一部分改变为所述第二区域,或者基于在所述给定时间段内由所述第二区域中的读出所获取的第二事件信号的数量,将所述第二区域的至少一部分改变为所述第一区域的步骤。
7.一种非暂时性计算机可读存储介质,其上存储有指令,当所述指令由计算机执行时,使所述计算机实现:
控制事件驱动的视觉传感器中的事件信号读出频率的功能,所述事件驱动的视觉传感器包括传感器阵列,所述传感器阵列包括当检测到入射光强度的变化时生成事件信号的传感器,其中在所述传感器阵列上由第一地址范围识别的第一区域中以第一频率读出所述事件信号,并且在所述传感器阵列上由第二地址范围识别的第二区域中以高于所述第一频率的第二频率的读出所述事件信号;以及
基于在给定时间段内由所述第一区域中的读出所获取的第一事件信号的数量,将所述第一区域的至少一部分改变为所述第二区域,或者基于在所述给定时间段内由所述第二区域中的读出所获取的第二事件信号的数量,将所述第二区域的至少一部分改变为所述第一区域的功能。
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