Procedimiento y dispositivo para ampliar una zona de visibilidad.

Procedimiento para ampliar una zona de visibilidad obtenida por medio de una cámara montada en un vehículo,

que comprende:

- una etapa (108) de creación de una imagen virtual elemental (I2v) en la cual un conjunto de píxeles de laimagen virtual elemental es puesto en correspondencia con un conjunto de píxeles de una imagen real (I1R)captada por la cámara, considerando que el conjunto de píxeles de la imagen real reproduce una superficieplana del mundo real;

- una etapa (110) de caracterización de la imagen virtual elemental (I2v) en la cual se genera un conjunto depuntos de interés de la imagen virtual elemental (I2v);

- una etapa (115) de construcción de una imagen virtual acumulativa (I3v) en la cual al menos una parte de laimagen virtual elemental (I2v) está superpuesta con al menos una parte de la imagen virtual acumulativa (I3v)haciendo coincidir puntos de interés de la imagen virtual elemental (I2v) con puntos de interés de la imagenvirtual acumulativa (I3v); la etapa (115) de construcción es reiterada para cada nueva imagen virtual elemental(I2v) suficientemente diferente de una antigua imagen virtual (@I2v) en términos de distancias entre los puntosde interés, estando caracterizado el citado procedimiento porque comprende una etapa (114) dediferenciación en la cual se efectúa una diferencia en términos de componentes de color entre cada píxel dela nueva imagen virtual elemental (I2v) y un píxel correspondiente de la antigua imagen virtual elemental(@I2v) y en la cual se atribuye al citado pixel de la nueva imagen virtual elemental (I2v), un nivel detransparencia que es función de la citada diferencia.

Procedimiento y dispositivo para ampliar una zona de visibilidad

La invención concierne a un procedimiento y a un dispositivo para ampliar una zona de visibilidad obtenida por medio de una cámara montada en el vehículo, especialmente en un vehículo automóvil.

De modo más particular, el ámbito de la invención comprende los sistemas de ayuda visual al retroceso (AVR) , que utilizan una o varias cámaras. El objetivo de tales sistemas es ayudar al conductor durante las maniobras a baja velocidad, mediante la visualización de una representación visual intuitiva del entorno próximo alrededor del vehículo.

Un procedimiento que comprende las etapas del preámbulo de la reivindicación 1 es conocido por el documento EP 1 830 321 A2.1.

El documento EP1094337 divulga un sistema destinado a asistir a un conductor durante una maniobra de estacionamiento advirtiéndole de una presencia de objeto tridimensional detectado por medio de un solo aparato de toma de vistas. El sistema divulgado tiene por objetivo determinar la distancia que separa al objeto del vehículo a partir de dos tomas sucesivas de imagen que son utilizadas para crear una vista estereoscópica en función del desplazamiento del vehículo calculado a partir de sensores.

Este tipo de realización necesita una gran precisión de los sensores. Además, durante los desplazamientos a baja velocidad como es generalmente el caso en el transcurso de una maniobra, la pequeña distancia recorrida por el vehículo entre dos tomas de imagen, plantea dificultades para una reconstrucción de imagen tridimensional porque esto equivale a un sistema estereoscópico que tenga una base muy corta. Saltar imágenes hasta obtener una distancia recorrida suficiente, plantea el problema de la dinámica del entorno. Un objeto en movimiento en la escena no puede ser reconstruido. Una reconstrucción suficientemente precisa de los obstáculos, exige una potencia de cálculo costosa. Finalmente, y esto no es el menor de los inconvenientes, solo pueden ser reconstruidos los objetos que estén dentro del campo de la cámara durante dos tomas de vista sucesivas.

Para poner remedio a los inconvenientes conocidos del estado de la técnica, un objeto de la invención es un procedimiento para ampliar una zona de visibilidad obtenida por medio de una cámara montada en un vehículo, que comprende:

- una etapa de creación de una imagen virtual elemental en la cual un conjunto de píxeles de la imagen virtual elemental es puesto en correspondencia con un conjunto de píxeles de una imagen real captada por la cámara, considerando que el conjunto de píxeles de la imagen real reproduce una superficie plana del mundo real;

- una etapa de caracterización de la imagen virtual elemental en la cual se genera un conjunto de puntos de interés de la imagen virtual elemental;

- una etapa de construcción de una imagen virtual acumulativa en la cual se superpone al menos una parte de la imagen virtual elemental con al menos una parte de la imagen virtual acumulativa haciendo coincidir puntos de interés de la imagen virtual elemental con puntos de interés de la imagen virtual acumulativa.

De acuerdo con la invención, la etapa de construcción, es reiterada para cada nueva imagen virtual elemental suficientemente diferente de una antigua imagen virtual elemental en términos de distancias entre los puntos de interés y

el procedimiento comprende una etapa de diferenciación en la cual se efectúa una diferencia en términos de componentes de color entre cada píxel de la nueva imagen virtual elemental y un píxel correspondiente de la antigua imagen virtual elemental y en la cual se atribuye al citado pixel de la nueva imagen virtual elemental, un nivel de transparencia que es función de la citada diferencia.

Ventajosamente también, en la etapa de creación, el conjunto de pixeles de la imagen virtual elemental es puesto en correspondencia con el conjunto de pixeles de la imagen real por una tabla de correspondencia.

Ventajosamente todavía, el procedimiento comprende una etapa de visualización en la cual se superpone en tiempo real la imagen virtual elemental tal como ésta resulta de la etapa de creación con la imagen virtual acumulativa para generar una imagen instantánea de visualización.

Particularmente, en la etapa de visualización, se superpone una imagen de síntesis con la imagen virtual acumulativa.

De modo más particular, la imagen de síntesis es la de una rueda del vehículo.

De modo más particular todavía, la etapa de visualización es activada directamente después de la etapa de caracterización de la imagen virtual elemental para cada nueva imagen virtual elemental equivalente a una antigua imagen virtual elemental en términos de distancias entre los puntos de interés.

Preferentemente, la superficie plana es la del suelo.

De modo más preciso, la cámara utilizada comprende un plano retiniano oblicuo con respecto la citada superficie plana del mundo real.

Un objeto de la invención es también un dispositivo que comprende una cámara montada en un vehículo, caracterizado porque éste está dispuesto para poner en práctica el procedimiento de acuerdo con la invención.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto de modo más claro en la descripción que 10 sigue, a título indicativo y en modo alguno limitativo, refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de un vehículo en fase de maniobra;

- la figura 2 es una vista desde arriba del vehículo de la figura 1;

- la figura 3 muestra etapas de procedimiento de acuerdo con la invención;

- la figura 4 es un esquema explicativo de las propiedades físicas utilizadas;

- la figura 5 es una vista esquemática de dispositivo de acuerdo con la invención.

La figura 1 muestra un vehículo 50 en fase de maniobra en la proximidad de un vehículo 60.

La figura 2 muestra el vehículo 50 equipado con una cámara 10 en la parte trasera.

El procedimiento explicado ahora refiriéndose a la figura 3, parte de una etapa inicial 100 en la cual el sistema, cuando éste es puesto en marcha, está en espera en tanto que la velocidad V del vehículo sea superior a una velocidad de umbral Vs. En efecto, estando previstos el procedimiento y el sistema de acuerdo con la invención para ayudar al conductor a maniobrar, no es necesariamente útil hacerles funcionar cuando el vehículo está en carretera.

A partir de la etapa 100, una detección de velocidad V por debajo de la velocidad de umbral Vs valida una transición 101 que activa una etapa 102.

La etapa 102 consiste en captar una imagen real I1R del espacio cubierto por el campo de la cámara 10 en la parte trasera del vehículo 50, de modo que crea por proyección, una vista desde arriba del suelo situado detrás del vehículo en el campo de la cámara.

En la figura 4, se ha representado un sistema óptico 11 y un plano retiniano 1 de la cámara real 10 en el cual se forma una imagen real I1R del suelo 3. Un eje f perpendicular al plano retiniano 1, pasa por el centro óptico del sistema óptico 11. Un sistema de referencia o1x1y1z1 ligado al plano retiniano 1 tiene su eje z1 paralelo al eje f

orientado hacia el suelo 3 y su origen o1 a una altura A1 por encima del suelo de valor constante que resulta del montaje de la cámara 10 en el vehículo 50. Un sistema de referencia OXYZ ligado al vehículo, tiene su origen O a nivel del suelo en la vertical del origen o1, su eje X paralelo al eje x1 horizontal y su eje Y horizontal perpendicular al eje X. El eje f forma un ángulo a con el plano del suelo.

Las coordenadas homogéneas w1u1, w1v1, w1 en un plano proyectivo del sistema de referencia o1x1y1z1 para z1 = 0,

están ligadas a las coordenadas u1, v1 de los puntos de la imagen real en el plano retiniano por el coeficiente de proporcionalidad w1. Aplicando a la cámara 10, el modelo estenopeico, las coordenadas homogéneas w1u1, w1v1, w1 de cada punto de la imagen correspondiente a un punto a nivel del suelo de coordenadas X, Y, 0 en el sistema de referencia OXYZ vienen dadas por una transformación de tipo conocido:

00

X

Y

l1u

f10 0 0

f

010

wu

wv

uv

c1u

a

a

0

-

-

0

sen cos

0

l1v

c

1v

a

a

A1

0

-

-

sen

cos

001

w

01

En esta transformación, los coeficientes l1u y l1v son los... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para ampliar una zona de visibilidad obtenida por medio de una cámara montada en un vehículo, que comprende:

- una etapa (108) de creación de una imagen virtual elemental (I2v) en la cual un conjunto de píxeles de la imagen virtual elemental es puesto en correspondencia con un conjunto de píxeles de una imagen real (I1R) captada por la cámara, considerando que el conjunto de píxeles de la imagen real reproduce una superficie plana del mundo real;

- una etapa (110) de caracterización de la imagen virtual elemental (I2v) en la cual se genera un conjunto de puntos de interés de la imagen virtual elemental (I2v) ;

- una etapa (115) de construcción de una imagen virtual acumulativa (I3v) en la cual al menos una parte de la imagen virtual elemental (I2v) está superpuesta con al menos una parte de la imagen virtual acumulativa (I3v) haciendo coincidir puntos de interés de la imagen virtual elemental (I2v) con puntos de interés de la imagen virtual acumulativa (I3v) ; la etapa (115) de construcción es reiterada para cada nueva imagen virtual elemental (I2v) suficientemente diferente de una antigua imagen virtual (@I2v) en términos de distancias entre los puntos de interés, estando caracterizado el citado procedimiento porque comprende una etapa (114) de diferenciación en la cual se efectúa una diferencia en términos de componentes de color entre cada píxel de la nueva imagen virtual elemental (I2v) y un píxel correspondiente de la antigua imagen virtual elemental (@I2v) y en la cual se atribuye al citado pixel de la nueva imagen virtual elemental (I2v) , un nivel de transparencia que es función de la citada diferencia.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado porque en la etapa (108) de creación, el conjunto de pixeles de la imagen virtual elemental es puesto en correspondencia con el conjunto de pixeles de la imagen real por una tabla de correspondencia.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende una etapa (112) de visualización en la cual la imagen virtual elemental tal como resulta de la etapa de creación (108) es superpuesta en tiempo real con la imagen virtual acumulativa (I3v) para generar una imagen instantánea de visualización (I5v) .

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque en la etapa (112) de visualización, una imagen de síntesis es superpuesta con la imagen virtual acumulativa (I3v) .

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la imagen de síntesis es la de una rueda del vehículo.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la etapa (112) de visualización es activada directamente después de la etapa (110) de caracterización de la imagen virtual elemental (I2v) para cada nueva imagen virtual elemental (I2v) equivalente a una antigua imagen virtual elemental (@I2v) en términos de distancias entre los puntos de interés.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie plana es la del suelo.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado porque la cámara utilizada comprende un plano retiniano oblicuo con respecto a la citada superficie plana del mundo real.

9. Dispositivo que comprende una cámara montada en un vehículo, caracterizado porque está dispuesto para poner en práctica el procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.