DE102015103877A1

DE102015103877A1 - Kamerakalibrierung

Info

Publication number: DE102015103877A1
Application number: DE102015103877.3A
Authority: DE
Inventors: Brian Wolski; Joel Matthew Bickmann; Aaron L. Mills
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2015-10-01
Also published as: MX351805B; MX2015003775A; CN104952062A; RU2015110577A3; RU2662411C2; US20150279035A1; US9953420B2; CN104952062B; RU2015110577A

Abstract

Es werden erste und zweite Winkel von einer nominellen Kameramittellinie aus zu jeweiligen ersten und zweiten Positionen gemessen. Die erste Position wird dadurch bestimmt, dass die Kamera einen ersten Mittelpunkt in einer ersten Tafel ortet. Die zweite Position wird dadurch bestimmt, dass die Kamera einen zweiten Mittelpunkt in einer zweiten Tafel ortet. Die ersten und zweiten Winkel und ersten und zweiten horizontalen Entfernungen der Kamera von der ersten Tafel bzw. der zweiten Tafel werden zum Erhalten einer bestimmten senkrechten Entfernung und eines bestimmten Winkels benutzt. Die bestimmte senkrechte Entfernung misst eine Entfernung von einem zweiten Mittelpunkt zu einem durch eine Schnittstelle einer ersten Linie durch die zweite Tafel und einer zweiten Linie, die parallel zum Fußboden verläuft und einen Endpunkt an der Kamera aufweist, bestimmten Punkt. Der bestimmte Winkel misst einen Winkel zwischen einer sich von der Kamera in der nominellen Position erstreckenden dritten Linie und der zweiten Linie.

Description

VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität über der am 25. März 2014 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 61/969,956 mit dem Titel “CAMERA CALIBRATION” (Kamerakalibrierung). Der Inhalt der vorangehenden vorläufigen Patentanmeldung wird hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen.
HINTERGRUND
Verschiedene Arten von Fahrzeugen wie beispielsweise Autos, Sport-Nutzfahrzeuge, Kleinlastwagen, mittlere Lastwagen und Schwerlastwagen usw. können dem Äußeren zugewandte, z.B. im Inneren eines Fahrzeugs hinter einer Windschutzscheibe befestigte Kameras umfassen. Solche Kameras werden für eine Vielzahl von Operationen benutzt, wie beispielsweise Spurabweichungs- oder Spurbewahrungswarnungen, Scheinwerfersteuerung (z.B. Fernlichtsteuerung), Erkennung von Verkehrsschildern und -signalen, entgegenkommenden Fahrzeugen usw. benutzt. Wenn jedoch eine Kamerahöhe und ein Ausrichtungswinkel (Winkel der Kamera zum Horizont) nicht richtig bestimmt werden, dann ist die Kamera möglicherweise nicht in der Lage, genaue Messungs- und/oder Erkennungsdaten (z.B. seitlicher Abstand von Kamera zur Spurmarkierung) für Operationen wie die Vorangehenden bereitzustellen. Ein Kameraausrichtungswinkel kann durch Kenntnis einer Höhe einer Kamera, z.B. einer Entfernung vom Boden, in der die Kamera in einem Fahrzeug befestigt ist und Parameter einer Zieltafel (Entfernung, Größe) bestimmt werden. So ist Bestimmen eines Kameraausrichtungswinkels von einer vorhersagbaren Fahrzeughöhe abhängig. Einige Fahrzeuge weisen jedoch viele Gestaltungen und/oder Gewichte auf und so kann die Fahrzeughöhe am Ende des Zusammenbauvorgangs, wenn eine Kamera typischerweise kalibriert wird, bedeutsam veränderlich sein. Es mangelt an Mechanismen zum Bestimmen von Kamerahöhen und/oder Ausrichtungswinkeln für Fahrzeuge, wo eine Höhe unbekannt ist (z.B. ohne zusätzliche Bezugshöhenmessungen wie beispielsweise Radkasten- oder Fahrzeug-Bodenfreiheit).
ZEICHNUNGEN
1 offenbart ein beispielhaftes System zum Bestimmen eines Winkels von Kamerafehlausrichtung und einer -höhe.
2 zeigt eine im System der 1 enthaltene beispielhafte erste Kamera-Zieltafel.
3 zeigt eine im System der 1 enthaltene beispielhafte zweite Kamera-Zieltafel.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen eines Kamerawinkels und einer -höhe.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein beispielhaftes System 10 zum Bestimmen eines Winkels von Fehlausrichtung und Höhe der Kamera 12, z.B. die Kamera 12 kann sich während, z.B. in der Nähe des Endes eines Zusammenbauverfahrens in einem Fahrzeug befinden. Die Kamera 12 wird in einem ersten vorbestimmten und bekannten horizontalen Abstand R₁ von einer ersten Kamera-Zieltafel 14 und einem zweiten vorbestimmten und bekannten horizontalen Abstand R₂ von einer zweiten Kamera-Zieltafel 16 angebracht. Die Tafeln 14, 16 können so angebracht sein, dass sich jeweilige Mittelpunkte CP₁, CP₂ im gleichen senkrechten Abstand von einem Fußboden 18 befinden. Man beachte, dass die Mittelpunkte CP₁, CP₂ nicht eigentliche geometrische Mitten der Tafeln 14, 16 sein können, sondern sich oft allgemein in einer Mitte der Tafeln 14, 16 befinden und hier sowieso zur einfachen Bezugnahme als Mittelpunkte bezeichnet werden, aber allgemeiner als Bezugspunkte bezeichnet werden könnten. Weiterhin ist zu beachten, dass die Mittelpunkte CP₁, CP₂ sich an unterschiedlichen senkrechten Abständen vom Fußboden 18 befinden könnten, obwohl es sich versteht, dass Festlegen der Mittelpunkte CP₁, CP₂ im gleichen senkrechten Abstand vom Fußboden 18 Berechnungen wie unten beschrieben vereinfacht.
2 zeigt eine beispielhafte erste Kamera-Zieltafel 14, wo der Mittelpunkt CP₁in Bezug auf ein Bullaugenmuster festgelegt ist. 3 zeigt eine beispielhafte zweite Kamera-Zieltafel 16, wo der Mittelpunkt CP₂ in Bezug auf ein Schachbrettmuster festgelegt ist. Weiterhin kann ein Punkt I₃ einen nominellen oder Startpunkt anzeigen, auf den sich die Kamera 12 konzentriert, und ein Punkt I₂kann ein Ziel- oder Horizontpunkt zum Orientieren der Kamera 12 anzeigen. Es versteht sich, dass in der Ausführung die Punkte CP₂, I_2,I₃über verschiedene auf der Tafel 16 vorgesehene Formen, Muster usw. wie beispielsweise Linien, Bullaugenmuster usw. angezeigt sein können. Zum Beispiel umfasst die in 3 gezeigte Tafel 16 ein Schachbrettmuster, wo der Punkt CP₂durch die Kamera 12 identifiziert sein kann. Die Tafeln 14, 16 können dementsprechend zum Ausrichten der Kamera 12 benutzt werden, wodurch Messungen wie hier beschrieben durchgeführt werden können, um dadurch eine Höhe der Kamera 12 in Bezug auf die Mittelpunkte CP_1,CP₂, und damit eine Höhe der Kamera 12 zum Fußboden 18 zu bestimmen.
Wie in 1 gezeigt durchlaufen senkrechte Achsen V₁ und V₂ die Tafeln 14 bzw. 16. Eine sich von einem Ursprungspunkt O an der Kamera 12 erstreckende horizontale Achse A schneidet die senkrechte Achse V₁ an einem Punkte I₁ und die senkrechte Achse V₂ an einem Punkt I₂. Der Ursprungspunkt O ist allgemein ein Mittelpunkt der Linse der Kamera 12. Die horizontale Linie A stellt einen Horizont zur Kamera 12 dar, d.h. eine horizontale Orientierung der Kamera 12, wenn die Kamera 12 eine parallele Orientierung zum Fußboden 18 hätte. Eine Linie D stellt eine sogenannte nominelle oder Mittellinien-Orientierung des Blickfeldes der im Fahrzeug befestigten Kamera 12 dar, d.h. die Kamera 12 kann auf einen Punkt I₃ auf der Tafel 16 ausgerichtet sein. Eine Linie C stellt eine Linie zwischen der Mittellinie der Kamera 12 und einem erkannten Muster am Mittelpunkt CP₁ auf der Zieltafel 14 dar. Eine Linie B stellt eine Linie zwischen der Mittellinie der Kamera 12 und einem erkannten Muster am Mittelpunkt CP₂ auf der Zieltafel 16 dar.
Ein Winkel θ₁ ist zwischen der Linie D und der Linie C definiert, d.h. der Winkel θ₁stellt den Winkel von der nominellen Mittellinie der Kamera 12 (Linie D) zum Mittelpunkt CP₁der Tafel 14 (Linie C) dar. Gleicherweise stellt ein Winkel θ₂ den Winkel von der nominellen Mittellinie der Kamera 12 (Linie D) zum Mittelpunkt der Tafel 16 dar (Linie B). Wie hier offenbart sind Mechanismen zum Bestimmen eines Winkels θ_Azwischen der nominellen oder Startstelle (Linie D) und einem Horizont, d.h. einer horizontalen Orientierung der Kamera 12 (Linie A) vorgesehen. Weiterhin sind Mechanismen zum Bestimmen einer Höhe H, d.h. einer Entfernung zwischen einem Mittelpunkt CP₂der Tafel 16 und dem die Horizontlinie A definierenden Punkt I₂ vorgesehen. Durch Bestimmen der Höhe H und Kenntnis einer Entfernung des Mittelpunkts CP₂von einem Fußboden 18, z.B. bestimmt gemäß einem Ort des Mittelpunkts CP₂in der Tafel 16, und einer Höhe, in der die Tafel 16 über dem Fußboden 18 hängt, kann dadurch eine Höhe CH der Kamera 12 in Bezug auf den Fußboden 18 bestimmt werden.
Die Kamera 12 kann einen Prozessor und einen Speicher enthalten, wobei der Speicher Anweisungen zum Messen von Winkeln θ₁, θ₂ speichert. Zum Beispiel kann Erkennen der Mittelpunkte CP_1,CP₂ und Messen von Winkeln θ₁, θ₂ unter Verwendung standardmäßiger Bildverarbeitungsverfahren durchgeführt werden, z.B. Zählen von Pixeln an einem bekannten Mittelpunkt CP_1,CP₂ auf einer Tafel 14, 16 und einer Stelle (z.B. Reihe von Pixeln) an der ein Zielmerkmal (z.B. Rand, Fadenkreuz usw.) auf der Tafel 14, 16 erkannt wird. In der Kamera 12 gespeicherte und durch sie ausführbare Anweisungen können weiterhin solche Messungen verwenden, zusammen mit Daten bezüglich der Entfernungen zum Erhalten der Höhe H und des Winkels θ_A, z.B. wie unten beschrieben. Der Winkel θ_A wird manchmal als ein Fehlausrichtungswinkel bezeichnet, da er einen Unterschied zwischen einer wirklichen und einer erwarteten bzw. idealen Ausrichtung der Kamera 12 misst. Auf jeden Fall können Informationen einschließlich des Winkels θ_A und/oder der Höhe H dann von der Kamera 12 und/oder anderen Rechenvorrichtungen in einem Fahrzeug zum Verwenden von Daten von der Kamera 12 bei der Durchführung verschiedener Operationen benutzt werden, z.B. Überwachen von Spurwechsel, entgegenkommenden Fahrzeugen, Verkehrsschildern und/oder Ampeln usw. Man beachte dass zusätzlich oder alternativ die Kamera kommunikationstechnisch, z.B. über bekannte drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen, an eine zweite Vorrichtung angekoppelt sein könnte, z.B. eine Rechenvorrichtung mit einem Prozessor und einem Speicher und eingerichtet zum Durchführen einiger oder aller der hier offenbarten Bestimmungen basierend auf durch die Kamera 12 durchgeführten Messungen.
Da zum Beispiel die Entfernungen R₁, R₂ bekannt sind, wie auch die Winkel θ₁, θ₂, kann die Höhe H und der Winkel θ_Awie in den folgenden Gleichungen dargestellt unter Verwendung von Algebra und Trigonometrie bestimmt werden. (Man beachte dass, obwohl die Tangentenfunktion in den erläuternden Gleichungen unten benutzt wird, sonstige trigonometrische Funktionen für sich oder in Kombination miteinander benutzt werden könnten, zusammen mit Werten für R₁, R₂, θ₁ und θ₂, die wie oben beschrieben erhalten werden können).
H = R₁(tan(θ_A – θ₁) Gleichung (3); H = R₂(tan(θ_A – θ₂) Gleichung (4); Daher: R₁(tan(θ_A – θ₁) = R₂(tan(θ_A – θ₂) Gleichung (5); Und fortfahrend mit weiteren Formen der Gleichung (5), kulminierend in Gleichung (12), R₁[(tan θ_A – tanθ₁)/(tanθ_Atanθ₁ + 1)] = R₂[(tanθ_A – tanθ₂)/(tanθ_Atanθ₂ +1)] Gleichung (6); Setzt man für x = tanθ_A, y = tanθ₁, z = tan θ₂, dann folgt: R₁[(x + y)/(xz +)] = R₂[(x – z)/(xy + 1)] Gleichung (7); R₁(zx² + x – yzx – y) = R₂(yx² + x – yzx – z) Gleichung (8); R₁zx² + R₁x – R₁yzx – R₁y = R₂yx² + R₂x – R₂yzx – R₂z) Gleichung (9); R₁zx² + R₁x – R₁yzx – R₁y – R₂yx² – R₂x + R₂yzx + R₂z = 0 Gleichung (10); x²(R₁z – R₂y) + x(R₁ – R₂) – R₁yzx – R₁y + R₂yzx + R₂z = 0 Gleichung (11); und x²(R₁z – R₂y) + x(R₁ – R₂) – x(R₁yz + R₂yz) – R₁y + R₂z = 0 Gleichung (12).
Man erinnere sich, dass x = tanθ_A ist. Daher ermöglicht aus Gleichung 11 das Lösen von x eine Bestimmung von θ_A. Weiterhin kann, sobald θ_A gekannt ist, die Höhe H aus einer beliebigen der Gleichungen 1–4 oben bestimmt werden.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen eines Winkels θ_A und einer Höhe der Kamera 12. Das Verfahren 48 beginnt in einem Block 50, in dem eine Kamera 12 positioniert wird. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug in einem Herstellungsverfahren hinsichtlich der Tafeln 14, 16 wie oben beschrieben positioniert werden.
Als Nächstes kann die Kamera 12 in einem Block 52 Bilder von den Tafeln 14, 16 wie oben beschrieben aufzeichnen und Orientierungswinkel der Kamera 12 können wie oben beschrieben gemessen werden, z.B. die Winkel θ₁, θ₂.
Als Nächstes kann in Block 54 der Fehlausrichtungswinkel θ_A berechnet werden, z.B. nach Gleichungen wie den oben beschriebenen Gleichungen 1–12. Zum Beispiel könnte wie oben aufgeführt die Kamera 12 einen Prozessor und einen Speicher enthalten, wobei der Speicher mit Anweisungen zum Berechnen des Winkels wie auch mit Daten zum Berechnen des Winkels einschließlich der Entfernungen R₁, R₂ wie auch der aufgezeichneten Winkel θ₁, θ₂ versehen war.
Als Nächstes berechnet und speichert die Kamera 12 in Block 56 die Höhe H.
Als Nächstes berechnet die Kamera 12 in Block 58 eine in der 1 dargestellte senkrechte Höhe CH basierend auf der Höhe H, die eine Entfernung der Kamera 12 vom Fußboden 18 darstellt, wodurch die Kamera 12 die senkrechte Höhe der Kamera 12 in Operationen benutzen kann, die Daten von der Kamera 12 verwenden.
Nach Block 56 endet das Verfahren 48.
SCHLUSSFOLGERUNG
Rechenvorrichtungen wie die hier besprochenen umfassen allgemein jeweils durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen wie die oben identifizierten ausführbare Anweisungen und zum Ausführen von Blöcken oder Schritten von oben beschriebenen Verfahren. Zum Beispiel können oben besprochene Prozessblöcke als computerausführbare Anweisungen ausgeführt sein.
Computerausführbare Anweisungen können aus Computerprogrammen zusammengesetzt oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmierungssprachen und/oder Techniken erstellt wurden, einschließlich ohne Begrenzung und entweder für sich oder in Kombination, von Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z.B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z.B. aus einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw. und führt diese Anweisungen aus und führt dadurch ein oder mehrere Verfahren durch, einschließlich eines oder mehrerer der hier beschriebenen Verfahren. Solche Anweisungen und sonstige Daten können unter Verwendung einer Vielzahl von computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden. Eine Datei in einer Rechenvorrichtung ist allgemein eine Ansammlung von auf einem computerlesbaren Medium wie beispielsweise einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw. gespeicherten Daten.
Ein computerlesbares Medium umfasst jedes Medium, das an der Bereitstellung von Daten (z.B. Anweisungen) teilnimmt, die durch einen Computer gelesen werden können. Ein solches Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich von aber nicht begrenzt auf nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien usw. Nichtflüchtige Medien umfassen beispielsweise optische oder magnetische Platten und sonstige beständige Speicher. Flüchtige Medien umfassen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM – Dynamic Random Access Memory), der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Gebräuchliche Formen von computerlesbaren Medien umfassen beispielsweise eine Diskette, eine flexible Platte, Festplatte, Magnetband, jedes andere magnetische Medium, eine CD-ROM, DVD, jedes andere optische Medium, Lochkarten, Papierband, jedes andere physikalische Medium mit Lochmustern, einen RAM, PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, jeden sonstigen Speicher-Chip oder -Einsatz oder jedes andere Medium, aus dem ein Computer auslesen kann.
In den Zeichnungen zeigen die gleichen Bezugsziffern die gleichen Elemente an. Weiterhin könnten einige oder alle dieser Elemente geändert sein. Hinsichtlich der hier beschriebenen Medien, Verfahren, Systeme, Methoden usw. versteht es sich, dass, obwohl die Schritte solcher Verfahren usw. als in einer gewissen geordneten Reihenfolge stattfindend beschrieben worden sind, solche Verfahren mit den in einer anderen Reihenfolge als der hier beschriebenen Reihenfolge durchgeführten beschriebenen Schritten ausgeübt werden könnten. Es versteht sich weiterhin, dass gewisse Schritte gleichzeitig durchgeführt werden könnten, dass andere Schritte zugefügt werden könnten oder dass gewisse hier beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Anders gesagt sind die hiesigen Beschreibungen von Verfahren zur Darstellung gewisser Ausführungsformen vorgesehen und sollten auf keine Weise als die beanspruchte Erfindung begrenzend ausgelegt werden.
Dementsprechend versteht es sich, dass die obige Beschreibung erläuternd und nicht beschränkend sein soll. Dem Fachmann würden beim Lesen der obigen Beschreibung viele andere Ausführungsformen und Anwendungen als die vorgesehenen Beispiele offenbar sein. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern sollte stattdessen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollen Schutzumfang von Entsprechungen, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind. Es wird vorausgesehen und ist beabsichtigt, das zukünftige Entwicklungen in der hier besprochenen Technik stattfinden werden und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solchen zukünftigen Ausführungsformen aufgenommen sein werden. Zusammengefasst versteht es sich, dass die Erfindung der Abänderung und Änderung fähig ist und nur durch die nachfolgenden Ansprüche begrenzt ist.
Allen in den Ansprüchen benutzten Begriffen sollen ihre gewöhnlichen Bedeutungen erteilt werden, so wie sie vom Fachmann verstanden werden, sofern nicht eine ausdrückliche gegensätzliche Anzeige hier getroffen wird. Insbesondere sollte Verwendung der Singularartikel wie beispielsweise „ein“, „der“, „besagter“ usw. als ein oder mehrere der angezeigten Elemente aufführend gelesen werden, sofern ein Anspruch nicht eine ausdrückliche gegensätzliche Begrenzung aufführt.
Es wird ferner beschrieben:

A. Eine Rechenvorrichtung umfassend einen Prozessor und einen Speicher, wobei die Rechenvorrichtung programmiert ist zum: Speichern im Speicher einer ersten horizontalen Entfernung einer Kamera von einer ersten Tafel und einer zweiten horizontalen Entfernung der Kamera von einer zweiten Tafel; Empfangen erster und zweiter Winkel von einer nominellen Kameramittellinie zu jeweiligen ersten und zweiten Positionen, wobei die erste Position durch Orten eines ersten Mittelpunkts in der ersten Tafel mit der Kamera bestimmt wird und die zweite Position durch Ordnen eines zweiten Mittelpunkts in einer zweiten Tafel mit der Kamera bestimmt wird; und Verwenden der ersten und zweiten Winkel und ersten und zweiten horizontalen Entfernungen der Kamera von der ersten Tafel bzw. der zweiten Tafel zum Bestimmen einer senkrechten Entfernung vom zweiten Mittelpunkt zu einem durch eine Schnittstelle einer ersten Linie durch die zweite Tafel und einer zweiten Linie, die parallel zum Fußboden liegt und einen Endpunkt an der Kamera und einen bestimmten Winkel aufweist, bestimmten Punkt und eines Fehlausrichtungswinkels zwischen einer sich von der Kamera in der nominellen Position erstreckenden dritten Linie und der zweiten Linie.
B. Rechenvorrichtung nach A, wobei die ersten und zweiten Winkel durch Verarbeiten wenigstens eines durch die Kamera erhaltenen Bildes bestimmt werden.
C. Rechenvorrichtung nach A, wobei die Rechenvorrichtung weiterhin programmiert ist zum Bestimmen des Fehlausrichtungswinkels durch Auswerten jeweiliger trigonometrischer Funktionen der ersten und zweiten Winkel und Verwenden der ausgewerteten trigonometrischen Funktionen und der ersten und zweiten horizontalen Entfernungen zum Bestimmen eines Wertes einer trigonometrischen Funktion des Fehlausrichtungswinkels.
D. Rechenvorrichtung nach C, wobei die Rechenvorrichtung weiterhin programmiert ist zum Bestimmen des Fehlausrichtungswinkels durch Suchen der Tangente des Fehlausrichtungswinkels nach einer Form der Gleichung x²(R₁z – R₂y) + x(R₁ – R₂) – x(R₁yz + R₂yz) – R₁y + R₂z = 0, wobei x = tanθ_A, y = tanθ₁, z = tan θ₂ und weiterhin wobei θ_A den Fehlausrichtungswinkel bezeichnet, θ₁ den ersten Winkel bezeichnet und θ₂ den zweiten Winkel bezeichnet.
E. Rechenvorrichtung nach A, wobei die Rechenvorrichtung in der Kamera enthalten ist.
F. Rechenvorrichtung nach A, wobei der erste Mittelpunkt der ersten Tafel sich in einer ersten senkrechten Entfernung von einem Fußboden befindet und der zweite Mittelpunkt der zweiten Tafel sich in einer zweiten senkrechten Entfernung von einem Fußboden befindet.
G. Rechenvorrichtung nach F, wobei die erste senkrechte Entfernung und die zweite senkrechte Entfernung eine gleiche senkrechte Entfernung sind.
H. Rechenvorrichtung nach F, wobei die Rechenvorrichtung weiterhin programmiert ist zum Verwenden wenigstens eines der ersten senkrechten Entfernung und der zweiten senkrechten Entfernung zum Bestimmen einer Höhe der Kamera in Bezug auf den Fußboden.
I. Verfahren, ausgeführt in einer Rechenvorrichtung, die einen Prozessor und einen Speicher enthält, wobei das Verfahren umfasst: Messen erster und zweiter Winkel von einer nominellen Kameramittellinie zu jeweiligen ersten und zweiten Positionen, wobei die erste Position dadurch bestimmt wird, dass die Kamera einen ersten Mittelpunkt in einer ersten Tafel ortet, und die zweite Position dadurch bestimmt wird, dass die Kamera einen zweiten Mittelpunkt in einer zweiten Tafel ortet; und Verwenden der ersten und zweiten Winkel und ersten und zweiten horizontalen Entfernungen der Kamera von der ersten Tafel bzw. der zweiten Tafel, Erhalten einer bestimmten senkrechten Entfernung und eines bestimmten Winkels; wobei die bestimmte senkrechte Entfernung eine Entfernung vom zweiten Mittelpunkt zu einem durch eine Schnittstelle einer ersten Linie durch die zweite Tafel und einer zweiten Linie, die parallel zum Fußboden verläuft und einen Endpunkt an der Kamera aufweist, bestimmten Punkt misst und der bestimmte Winkel einen Winkel zwischen einer sich von der Kamera in der nominellen Position erstreckenden dritten Linie und einer zweiten Linie misst.
J. Verfahren nach I, wobei die ersten und zweiten Winkel durch Verarbeiten wenigstens eines durch die Kamera erhaltenen Bildes bestimmt werden.
K. Verfahren nach I, weiterhin umfassend Bestimmen des Fehlausrichtungswinkels durch Auswerten jeweiliger trigonometrischer Funktionen der ersten und zweiten Winkel und Verwenden der ausgewerteten trigonometrischen Funktionen und der ersten und zweiten horizontalen Entfernungen zum Bestimmen eines Wertes einer trigonometrischen Funktion des Fehlausrichtungswinkels.
L. Verfahren nach K, wobei die Rechenvorrichtung weiterhin programmiert ist zum Bestimmen des Fehlausrichtungswinkels durch Suchen der Tangente des Fehlausrichtungswinkels nach einer Form der Gleichung x²(R₁z – R₂y) + x(R₁ – R₂) – x(R₁yz + R₂yz) – R₁y + R₂z = 0, wobei x = tanθ_A, y = tanθ₁, z = tan θ₂ und weiterhin wobei θ_A den Fehlausrichtungswinkel bezeichnet, θ₁ den ersten Winkel bezeichnet und θ₂ den zweiten Winkel bezeichnet.
M. Verfahren nach K, wobei die Rechenvorrichtung in der Kamera enthalten ist.
N. Verfahren nach K, wobei sich der erste Mittelpunkt der ersten Tafel in einer ersten senkrechten Entfernung von einem Fußboden befindet und der zweite Mittelpunkt der zweiten Tafel sich in einer zweiten senkrechten Entfernung von einem Fußboden befindet.
O. Verfahren nach N, wobei die erste senkrechte Entfernung und die zweite senkrechte Entfernung eine gleiche senkrechte Entfernung sind.
P. Verfahren nach N, weiterhin umfassend Verwenden wenigstens eines der ersten senkrechten Entfernung und der zweiten senkrechten Entfernung zum Bestimmen einer Höhe der Kamera hinsichtlich des Fußbodens.
Q. System umfassend: eine erste Tafel, die einen ersten Mittelpunkt enthält, und eine zweite Tafel, die einen zweiten Mittelpunkt enthält; eine Kamera, die sich in einer ersten horizontalen Entfernung von der ersten Tafel und in einer zweiten horizontalen Entfernung von der zweiten Tafel befindet; und eine Rechenvorrichtung umfassend einen Prozessor und einen Speicher, wobei der Speicher die ersten und zweiten horizontalen Entfernungen speichert, wie auch durch den Prozessor ausführbare Anweisungen zum: Messen erster und zweiter Winkel von einer nominellen Kameramittellinie zu jeweiligen ersten und zweiten Positionen, wobei die erste Position dadurch bestimmt wird, dass die Kamera den ersten Mittelpunkt ortet, und die zweite Position dadurch bestimmt wird, dass die Kamera den zweiten Mittelpunkt ortet; und Verwenden der ersten und zweiten Winkel und der ersten und zweiten horizontalen Entfernungen, Erhalten einer bestimmten senkrechten Entfernung und eines bestimmten Winkels; wobei die bestimmte senkrechte Entfernung eine Entfernung vom zweiten Mittelpunkt zu einem durch eine Schnittstelle einer ersten Linie durch die zweite Tafel und einer zweiten Linie, die parallel zum Fußboden verläuft und einen Endpunkt an der Kamera aufweist, bestimmten Punkt misst; und der bestimmte Winkel einen Winkel zwischen einer sich von der Kamera in der nominellen Position erstreckenden dritten Linie und der zweiten Linie misst.
R. System nach Q, wobei sich der erste Mittelpunkt der ersten Tafel in einer ersten senkrechten Entfernung von einem Fußboden befindet und der zweite Mittelpunkt der zweiten Tafel sich in einer zweiten senkrechten Entfernung von einem Fußboden befindet.
S. System nach R, wobei die erste senkrechte Entfernung und die zweite senkrechte Entfernung eine gleiche senkrechte Entfernung sind.
T. System nach S, wobei die durch den Prozessor ausführbaren Anweisungen weiterhin Anweisungen zum Verwenden wenigstens eines der ersten senkrechten Entfernung und der zweiten senkrechten Entfernung zum Bestimmen einer Höhe der Kamera hinsichtlich des Fußbodens umfassen.

Claims

Eine Rechenvorrichtung umfassend einen Prozessor und einen Speicher, wobei die Rechenvorrichtung programmiert ist zum: Speichern im Speicher einer ersten horizontalen Entfernung einer Kamera von einer ersten Tafel und einer zweiten horizontalen Entfernung der Kamera von einer zweiten Tafel; Empfangen erster und zweiter Winkel von einer nominellen Kameramittellinie zu jeweiligen ersten und zweiten Positionen, wobei die erste Position durch Orten eines ersten Mittelpunkts in der ersten Tafel mit der Kamera bestimmt wird und die zweite Position durch Ordnen eines zweiten Mittelpunkts in einer zweiten Tafel mit der Kamera bestimmt wird; und Verwenden der ersten und zweiten Winkel und ersten und zweiten horizontalen Entfernungen der Kamera von der ersten Tafel bzw. der zweiten Tafel zum Bestimmen einer senkrechten Entfernung vom zweiten Mittelpunkt zu einem durch eine Schnittstelle einer ersten Linie durch die zweite Tafel und einer zweiten Linie, die parallel zum Fußboden liegt und einen Endpunkt an der Kamera und einen bestimmten Winkel aufweist, bestimmten Punkt und eines Fehlausrichtungswinkels zwischen einer sich von der Kamera in der nominellen Position erstreckenden dritten Linie und der zweiten Linie.
Rechenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Winkel durch Verarbeiten wenigstens eines durch die Kamera erhaltenen Bildes bestimmt werden.
Rechenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rechenvorrichtung weiterhin programmiert ist zum Bestimmen des Fehlausrichtungswinkels durch Auswerten jeweiliger trigonometrischer Funktionen der ersten und zweiten Winkel und Verwenden der ausgewerteten trigonometrischen Funktionen und der ersten und zweiten horizontalen Entfernungen zum Bestimmen eines Wertes einer trigonometrischen Funktion des Fehlausrichtungswinkels.
Rechenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Rechenvorrichtung weiterhin programmiert ist zum Bestimmen des Fehlausrichtungswinkels durch Suchen der Tangente des Fehlausrichtungswinkels nach einer Form der Gleichung x²(R₁z – R₂y) + x(R₁ – R₂) – x(R₁yz + R₂yz) – R₁y + R₂z = 0, wobei x = tanθ_A, y = tanθ₁, z = tan θ₂ und weiterhin wobei θ_A den Fehlausrichtungswinkel bezeichnet, θ₁ den ersten Winkel bezeichnet und θ₂ den zweiten Winkel bezeichnet.
Rechenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rechenvorrichtung in der Kamera enthalten ist.
Verfahren, ausgeführt in einer Rechenvorrichtung, die einen Prozessor und einen Speicher enthält, wobei das Verfahren umfasst: Messen erster und zweiter Winkel von einer nominellen Kameramittellinie zu jeweiligen ersten und zweiten Positionen, wobei die erste Position dadurch bestimmt wird, dass die Kamera einen ersten Mittelpunkt in einer ersten Tafel ortet, und die zweite Position dadurch bestimmt wird, dass die Kamera einen zweiten Mittelpunkt in einer zweiten Tafel ortet; und Verwenden der ersten und zweiten Winkel und ersten und zweiten horizontalen Entfernungen der Kamera von der ersten Tafel bzw. der zweiten Tafel, Erhalten einer bestimmten senkrechten Entfernung und eines bestimmten Winkels; wobei die bestimmte senkrechte Entfernung eine Entfernung vom zweiten Mittelpunkt zu einem durch eine Schnittstelle einer ersten Linie durch die zweite Tafel und einer zweiten Linie, die parallel zum Fußboden verläuft und einen Endpunkt an der Kamera aufweist, bestimmten Punkt misst und der bestimmte Winkel einen Winkel zwischen einer sich von der Kamera in der nominellen Position erstreckenden dritten Linie und einer zweiten Linie misst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die ersten und zweiten Winkel durch Verarbeiten wenigstens eines durch die Kamera erhaltenen Bildes bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, weiterhin umfassend Bestimmen des Fehlausrichtungswinkels durch Auswerten jeweiliger trigonometrischer Funktionen der ersten und zweiten Winkel und Verwenden der ausgewerteten trigonometrischen Funktionen und der ersten und zweiten horizontalen Entfernungen zum Bestimmen eines Wertes einer trigonometrischen Funktion des Fehlausrichtungswinkels.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Rechenvorrichtung weiterhin programmiert ist zum Bestimmen des Fehlausrichtungswinkels durch Suchen der Tangente des Fehlausrichtungswinkels nach einer Form der Gleichung x²(R₁z – R₂y) + x(R₁ – R₂) – x(R₁yz + R₂yz) – R₁y + R₂z = 0, wobei x = tanθ_A, y = tanθ₁, z = tan θ₂ und weiterhin wobei θ_A den Fehlausrichtungswinkel bezeichnet, θ₁ den ersten Winkel bezeichnet und θ₂ den zweiten Winkel bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Rechenvorrichtung in der Kamera enthalten ist.