-
HINTERGRUND
-
(a) Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Erfassen eines Objektbildes.
-
(b) Beschreibung des Standes der Technik
-
Es gibt verschieden Verfahren zum Erkennen eines Objekts unter Verwendung eines Kamerabildes, aber es ist schwierig, ein Objekt mit einer hohen Zuverlässigkeit unter verschiedenen Umgebungen zu erfassen. Insbesondere tritt eine Fehlerkennung aufgrund eines externen Lichtes und eines ähnlichen Musterbildes in der Erkennung eines Objektes auf und hat einen großen Einfluss auf die Erkennungsrate eines Objektes.
-
Im Allgemeinen gibt es verschiedene Verfahren zum Erfassen eines Objektes. Ein Objekterfassungsverfahren auf der Grundlage der Helligkeit extrahiert nur Kamerabilder mit einer vorbestimmten Helligkeit oder wenn diese höher ist (z. B. eine Schwellenhelligkeit) durch Bestrahlen eines zu erfassenden Objektes. In diesem Verfahren ist die Erfassungsrate eines Objektes im Wesentlichen niedrig, wenn das periphere Bild hell ist oder externes Licht wie das Sonnenlicht zugeführt wird.
-
Ein weiteres Objekterfassungsverfahren, das auf Farbe basiert, stellt ein Verfahren dar, das verwendet wird, um einen menschlichen Körper zu erfassen. Dieses Verfahren weist insofern ein Problem auf, dass eine Fehlerkennung auftritt, wenn die Farbe der peripheren Umgebung und die Farbe eines menschlichen Körpers im Wesentlichen gleich sind.
-
Zusätzlich weist ein Verfahren zum Erfassen eines Objektes unter Verwendung einer 3D-(dreidimensionalen)Tiefenkamera den Vorteil zum einfachen Trennen eines Objektes und des Hintergrundes auf, weil es auf einem Tiefenbild basiert. Jedoch sind in diesem Verfahren die Kosten für ein Kamerasystem deutlich gestiegen und es ist eine große Rechenleistung erforderlich.
-
Die oben in diesem Abschnitt offenbarten Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und sie können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren mit den Vorteilen zum genauen Erfassen eines zu erfassenden Objekts durch ein Anordnen von Beleuchtungen bereit. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein System zum Erfassen eines Objekts bereit, das eine Beleuchtungseinheit, die durch Steuern einer oder mehrerer Beleuchtungen Licht in Richtung eines Objekts abstrahlt oder das Abstrahlen von Licht stoppt; und eine Objektprüfungseinheit umfasst, die das Objekt durch auf dem Objekt erzeugte Schatten überprüft.
-
Die Beleuchtungseinheit kann eine Lichtsteuervorrichtung, die Steuersignale erzeugt, um eine der einen oder mehreren Beleuchtungen ein- oder auszuschalten; und einen Lichtschalter umfassen, der eine der einen oder mehreren Beleuchtungen in Erwiderung auf die durch die Lichtsteuervorrichtung erzeugten Steuersignale ein- oder ausschaltet. Darüber hinaus kann die Objektprüfungseinheit eine Bildinformations-Empfangsvorrichtung, die ein oder mehrere Elemente aus Bildinformationen sammelt, die Schatteninformationen umfassen, die durch eine oder mehrere durch den Lichtschalter eingeschaltete Beleuchtungen und Bestrahlen des Objekts erzeugt werden; eine Schatten-Extraktionsvorrichtung, die ein oder mehrere Elemente aus Schatteninformationen von einem oder mehreren Elementen aus Bildinformationen extrahiert, die durch die Bildinformations-Empfangsvorrichtung gesammelt werden; eine Schatten-Compoundiervorrichtung, die einen oder mehrere Schatten durch Compoundieren einer oder mehrerer Elemente aus Schatteninformationen erzeugt, die durch die Schatten-Extraktionsvorrichtung extrahiert werden; und eine Objektumriss-Prüfungsvorrichtung umfassen, die das Objekt durch Finden des Umrisses des Objekts auf der Grundlage der durch die Schatten-Compoundiervorrichtung erzeugten Schatten überprüft.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts unter Verwendung eines Systems zum Erfassen eines Objekts bereit und das Verfahren umfasst ein Erzeugen von Lichtsteuersignalen, um eine oder mehrere Beleuchtungen zu betreiben, die separat Licht in Richtung eines Objekts abstrahlen; Abstrahlen von Licht in Richtung des Objekts in Erwiderung auf die Lichtsteuersignale und Sammeln eines oder mehrerer Elemente aus Bildinformationen, die jeweils Schatteninformationen umfassen, die durch das abgestrahlte Licht erzeugt werden; Sammeln eines oder mehrerer Elemente aus Schatteninformationen von dem einen oder den mehreren Elementen aus Bildinformationen; und Erfassen des Objekts durch Erkennen des Umrisses des Objekts durch Compoundieren des gesammelten einen Elements oder der gesammelten mehreren Elemente aus Schatteninformationen.
-
Die Lichtsteuersignale können derart erzeugt werden, so dass eine oder mehrere Beleuchtungen Licht in einem Zeitmultiplexverfahren in ein Bildfeld abstrahlen. Darüber hinaus können die Lichtsteuersignale derart erzeugt werden, so dass eine oder mehrere Beleuchtungen Licht in eine Mehrzahl von Bildfeldern abstrahlen, um zu bewirken, dass jeweils eine Beleuchtung Licht in ein Bildfeld abstrahlt. Die Lichtsteuersignale können jeweils Identifikationsinformationen einer Beleuchtung umfassen.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung, da ein Objekt durch Schatten des Objektes erfasst werden kann, die durch Beleuchtungen erzeugt werden, kann die Zuverlässigkeit der Objekterfassung verbessert werden.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das ein Verfahren zum Erfassen eines Objektes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
-
2 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das die Anordnung eines Systems zum Erfassen eines Objektes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
-
3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erfassen eines Objektes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
-
4 zeigt beispielhaftes Diagramm, das ein Verfahren zum Betreiben von Beleuchtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben ist, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
-
Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
-
Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
-
In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind aus Gründen der Veranschaulichung lediglich bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden. Wie der Durchschnittsfachmann erkennen würde, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weise geändert werden, ohne von dem Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und die Beschreibung als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente überall in der Beschreibung.
-
In der ganzen Beschreibung, wenn nicht ausdrücklich das Gegenteil beschrieben ist, werden das Wort ”aufweisen” und Variationen wie ”aufweist” oder ”aufweisend” derart verstanden, dass dies die Einbeziehung der genannten Elemente aber nicht der Ausschluss von irgendwelchen anderen Elementen bedeutet.
-
1 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das ein Verfahren zum Erfassen eines Objektes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
Wie in 1 dargestellt ist, kann ein Objekt 100 durch Bestrahlen des Objektes 100 mit einer oder mehreren Beleuchtungen 200-1 bis 200-3 und Compoundieren eines Oder mehrerer Schatten 300-1 bis 300-3, die durch die Beleuchtungen 200-1 bis 200-3 erzeugt werden, erfasst werden. Die Anordnung eines Systems 400 zum Erfassen eines Objektes, das das Objekt 100 durch Betreiben der Beleuchtungen 200-1 bis 200-3 und Compoundieren der Schatten 300-1 bis 300-3 erfasst, wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
-
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschränkt nicht die Position, um das System 400 zum Erfassen eines Objektes an einer beliebigen Stelle anzuordnen. Ferner sind in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Beleuchtungen 200-1 bis 200-3 nicht auf eine bestimmte Art beschränkt und es können alle verwendet werden, die einen Schatten durch Bestrahlen des Objektes 100 erzeugen.
-
2 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das die Anordnung eines Systems zum Erfassen eines Objektes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 2 dargestellt ist, kann das System 400 zum Erfassen eines Objektes eine Beleuchtungseinheit 410, die durch Betreiben einer oder mehrerer mit dem System 400 zum Erfassen eines Objektes arbeitenden Beleuchtungen Licht in Richtung eines Objektes abstrahlt oder ein Abstrahlen von Licht stoppt, und eine Objektprüfungseinheit 420 umfassen, die durch eine Objektprüfungs-Steuervorrichtung ausgeführt wird, um ein Objekt durch die Schatten des Objektes, die durch das Licht von der Beleuchtungseinheit 410 erzeugt werden, zu überprüfen.
-
Insbesondere kann die Beleuchtungseinheit 410 eine Lichtsteuervorrichtung 411 und einen Lichtschalter 412 umfassen, und die Objektprüfungseinheit 420 kann eine Bildinformations-Empfangsvorrichtung 421, eine Schatten-Extraktionsvorrichtung 422, eine Schatten-Compoundiervorrichtung 423 und eine Objektumriss-Prüfungsvorrichtung 424 umfassen. Die Lichtsteuervorrichtung 411 kann eingerichtet sein, um Steuersignale zu erzeugen, um eine der einen oder mehreren Beleuchtungen ein- oder auszuschalten, die mit dem System 400 zum Erfassen eines Objektes in Betrieb stehen. Die Steuersignale können jeweils Identifikationsinformationen der Beleuchtung umfassen. Ferner, da die Steuersignale durch verschiedene Verfahren erzeugt werden können, ist das Verfahren zum Erzeugen der Steuersignale nicht auf irgendein Verfahren in der Beschreibung beschränkt. Jedoch wird es in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zur Vereinfachung der Beschreibung beispielhaft erläutert, um Steuersignale derart zu erzeugen, so dass eine oder mehrere Beleuchtungen sequenziell ein- oder ausgeschaltet werden können. Ein Ausführungsbeispiel zum Betreiben einer Beleuchtung für Steuersignale wird zunächst unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
-
4 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das ein Verfahren zum Betreiben von Beleuchtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 4 dargestellt ist, können Beleuchtungen derart gesteuert werden, um Schatteninformationen von einer Mehrzahl von Elementen aus Informationen, das heißt mehreren Sheets von Bildfeldern zu sammeln und zu kombinieren. Es kann möglich sein, um Steuersignale zu erzeugen, um Licht in einem Zeitmultiplexverfahren in ein Bildfeld abzustrahlen, oder es kann möglich sein, um Steuersignale zu erzeugen, um Licht über mehrere Bildfelder abzustrahlen.
-
Wenn Licht in einem Zeitmultiplexverfahren in ein Bildfeld unter der Annahme abgestrahlt wird, dass vier Beleuchtungen vorgesehen sind, wie dies im ”Fall 1 der Lichtsteuerung” dargestellt ist, können die Steuersignale erzeugt werden, um die vier Beleuchtungen in einem Zeitmultiplexverfahren in einem Bildfeld ein- oder auszuschalten. Alternativ kann es möglich sein, nur eine Beleuchtung in einem Bildfeld ein- oder auszuschalten und Licht durch mehrere Bildfelder abzustrahlen, wie dies im ”Fall 2 der Lichtsteuerung” dargestellt ist. Ein Steuersignal kann erzeugt werden, so dass die Zeit zum Ein- oder Ausschalten einer Beleuchtung innerhalb einer ”Bestrahlungszeit” selbst in einem Bildfeld gesteuert werden kann.
-
Wieder Bezug nehmend auf 2 kann der Lichtschalter 412, der durch die Lichtsteuervorrichtung 411 betrieben wird, eingerichtet sein, um eine mit dem Lichtschalter 412 verbundene Beleuchtung auf der Grundlage des erzeugten Steuersignals ein- oder auszuschalten. Darüber hinaus kann der Lichtschalter 412 der Anzahl von Beleuchtungen entsprechen, aber es wird für eine Vereinfachung der Beschreibung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beispielhaft erläutert, dass ein Lichtschalter 412 eingerichtet ist, um eine oder mehrere Beleuchtungen auf der Grundlage der Identifikationsinformationen der Beleuchtungen = umfasst in den Steuersignalen ein- oder auszuschalten.
-
Die Bildinformations-Empfangsvorrichtung 421 kann eingerichtet sein, um Bildinformationen zu sammeln, die durch eine oder mehrere durch den Lichtschalter 412 eingeschaltete Beleuchtungen und Bestrahlen eines Objektes erzeugt werden. Die Bildinformationen können Schatteninformationen umfassen und ein oder mehrere Elemente aus Bildinformationen können gesammelt werden. Da es beispielhaft erläutert wird, dass die Lichtsteuervorrichtung 411 eingerichtet sein kann, um Steuersignale zum sequenziellen Einschalten einer oder mehrerer Beleuchtungen zu erzeugen, kann eine Mehrzahl von Elementen aus Bildinformationen einschließlich durch Licht erzeugter Schatten ebenfalls erzeugt werden.
-
Die Schatten-Extraktionsvorrichtung 422 kann eingerichtet sein, um Schatteninformationen von einem oder mehreren Elementen aus Bildinformationen zu extrahieren, die durch die Bildinformations-Empfangsvorrichtung 421 empfangen werden. Es gibt viele Verfahren zum Extrahieren von Schatteninformationen von Bildinformationen und ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung legt sich dabei nicht auf ein Verfahren fest.
-
Die Schatten-Compoundiervorrichtung 423 kann eingerichtet sein, um ein Element aus Schatteninformationen durch Compoundieren von einem oder mehreren Elementen aus Informationen zu erzeugen, die durch die Schatten-Extraktionsvorrichtung 422 extrahiert werden. Da ein Element aus Schatteninformationen in einem Element aus Bildinformationen umfasst ist, so dass, wenn nur ein Element aus Schatteninformationen von der Schatten-Extraktionsvorrichtung 422 übertragen wird, kann die Schatten-Compoundiervorrichtung eingerichtet sein, um zu warten, bis die Schatteninformationen von allen der Beleuchtungen gesammelt sind, und um die Schatteninformationen zu compoundieren, nachdem eine Mehrzahl von Elementen aus Schatteninformationen gesammelt ist. Darüber hinaus kann die Objektumriss-Prüfungsvorrichtung 424 eingerichtet sein, um den Umriss eines Objektes auf der Grundlage der Schatteninformationen zu erkennen, die durch die Schatten-Compoundiervorrichtung 423 erzeugt werden.
-
Ein Verfahren zum Erfassen eines Objektes unter Verwendung des Systems wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erfassen eines Objektes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 3 dargestellt ist, kann die Lichtsteuervorrichtung 411 eingerichtet sein, um Lichtsteuersignale zum Ein- oder Ausschalten von einer oder mehreren Beleuchtungen zu erzeugen, die in einem System zum Erfassen eines Objektes miteinander in Betrieb stehen (S100). Der Lichtschalter 412 kann eingerichtet sein, um eine Mehrzahl von Beleuchtungen auf der Grundlage der in S100 erzeugten Lichtsteuersignale zu steuern (S110).
-
Die Bildinformations-Empfangsvorrichtung 421 kann eingerichtet sein, um Bildinformationen einschließlich der Schatten zu sammeln, die erzeugt werden, wenn die Beleuchtungen Licht in Richtung eines Objektes in S110 abstrahlen (S120). Alle der einen oder mehreren Beleuchtungen können in einem Bildfeld betrieben werden oder eine Beleuchtung kann in einem Bildfeld betrieben werden und alternativ können alle Beleuchtungen in einer Mehrzahl von Bildfeldern betrieben werden, wodurch die in S120 gesammelten Bildinformationen ein Element aus Bildinformationen oder eine Mehrzahl von Elementen aus Bildinformationen sein können.
-
Die Schatten-Extraktionsvorrichtung 422 kann eingerichtet sein, um ein oder mehrere Elemente aus Schatteninformationen von einem oder mehreren Elementen aus Bildinformationen zu sammeln, die in S120 gesammelt werden (S130). Die Schatten-Compoundiervorrichtung 423 kann eingerichtet sein, um ein Element aus Schatteninformationen durch Compoundieren des einen Elements oder der mehreren Elemente aus Schatteninformationen zu erzeugen, die in S130 gesammelt werden (S140), und die Objektumriss-Prüfungsvorrichtung 424 kann eingerichtet sein, um das Objekt auf der Grundlage des erzeugten Umrisses des Objektes zu erkennen (S150).
-
Mit anderen Worten, da es möglich ist, nur den Umriss eines Objektes von den Schatten des Objektes zu erfassen, die durch die Beleuchtungen erzeugt werden, die durch den Lichtschalter 412 ein- und ausgeschaltet werden, kann es möglich sein, im Wesentlichen die ganze Form des Objektes zuerkennen. Demzufolge kann im Wesentlichen der ganze Umriss eines zu erfassenden Objektes erkannt werden, indem wahlweise eine oder mehrere Beleuchtungen um das Objekt herum zum Erzeugen von Schatten ein- oder ausgeschaltet und ein oder mehrere Schatten compoundiert werden.
-
Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen erachtet wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegensatz dazu ist es vorgesehen, um verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Geistes und des Umfangs der beigefügten Ansprüche umfasst sind.
