Die Längs- und Querregelung von Fahrzeugen anhand von Messgrößen, die aus Bildfolgen monokularer oder stereoskopischer Kamerasysteme generiert werden, stellt hohe Anforderungen an Präzision, Robustheit und Echtzeitfähigkeit der Bildanalyse. Der Einsatz der Kamera als Messinstrument bedingt die Berücksichtigung der vielfältigen nichtlinearen Verzeichnungen des Objektives sowie die Verschiebung der optischen Achsen aus der Bildmitte. Beschrieben wird der Einsatz einer Kalibriertafel, die unter verschiedenen Winkeln und Positionen aufgenommen werden muß. Nach der Entzerrung sind die extremen Verzeichnungen des Weitwinkelobjektives weitgehend ausgeglichen. Mit der Stereobildverarbeitung werden gute Ergebnisse in der Abstandsmessung erreicht, sofern die Bildpaare sorgfältig hinsichtlich Linsenfehlern und Lage der optischen Achsen korrigiert werden. Für die Korrespondenzanalyse wird ein korrelationsbasiertes Verfahren verwendet, das dank intelligenter Suchstrategien mit handelsüblichen PCs in Video-Echtzeit hinreichend dichte 3D-Tiefenbilder liefert. Im Gegensatz zu merkmalsbasierten Verfahren wirkt die Korrelation integrierend und ist damit robuster gegenüber dem stets vorhandenen Rauschen der Bildsignale. Durch Einbringung verschiedener Randbedingungen (Links-Rechts-Test, Anordnungsconstraint) und einer effizienten globalen Optimierung ergibt sich eine sehr geringe Anzahl von Korrespondenzfehlern. Hinsichtlich der Auflösung erreicht man in der Praxis subpixelgenaue Messungen, die im Genauigkeitsbereich von 1/10 Bildpunkt liegen. Fahrzeuge unterliegen konstruktionsbedingt kinematischen und durch ihre Masse auch starken dynamischen Randbedingungen. Hier wird der Einsatz von Kalman-Filtern als ideales Tool für die dynamische Schätzung von Zustandsgrößen in der Bildfolgenauswertung beschrieben. Der Kalman-Filter erlaubt auch eine elegante Fusion weiterer verfügbarer Informationen bei der Schätzung der für die Regelung relevanten Zustandsgrößen. Dies ist vor allem bei schlechten Sichtbedingungen von großer Bedeutung, wenn zunehmend verrauschte Messungen nach einer Stabilisierung der Schätzung verlangen.
Gut gemessen ist halb geregelt - Robuste Bildverarbeitung für zukünftige Fahrerassistenzsysteme
2004
8 Seiten, 9 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Kamerasimulation fuer robuste Fahrerassistenzsysteme
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