[發明專利]一種用于全景泊車系統的圖像融合方法

無效

• 申請號: 201110382366.6
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102521817A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 周立功
• 申請（專利權）人: 廣州致遠電子有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;B60R1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及汽車電子領域和機器視覺領域，尤其涉及汽車安全輔助駕駛領域的圖像處理方法。

背景技術

近年來，隨著汽車產業的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，我國的汽車數量正在迅猛增長，同時汽車駕駛人員中非職業汽車駕駛人員所占的比例也大量增加。在街道、車庫和停車場等擁擠狹小的地方倒車時，由于常規的光學后視鏡存在盲區，很容易發生刮碰。

為了解決倒車視角盲區問題，一種簡單的倒車后視系統誕生了。通過安裝在車身尾部的一個攝像頭，駕駛員可以在駕駛室內看到車身后方的一小片區域的圖像，從而避免因倒車過度而導致尾部碰撞。但是，這種簡單的倒車后視系統的可視區域較小，駕駛員仍需自己觀察左右兩側的情況，以免與兩側的車輛刮擦。

為了更加直觀地向駕駛員展現車輛周圍的狀況，全景泊車系統應運而生。在全景泊車系統中，我們通過安裝在車身前后左右的攝像頭對周圍路面情況進行拍攝，然后利用一整套圖像處理技術將拍攝到的多幅圖像合成為一個完整的俯視畫面顯示在液晶屏上。這樣，汽車駕駛員只要在車內就能完整的看到整個車身前后左右各個區域，完全沒有任何的死角和盲區。這種汽車駕駛輔助系統可以為泊車過程和行車安全帶來極大方便。

盡管全景泊車技術正在飛速發展，但目前仍有很多不足之處。例如，目前大部分全景泊車系統的全景圖像只是簡單地對各個方向的鳥瞰圖進行圖像拼接，即把采集到的圖像進行簡單校正和變換后進行位置匹配，然后直接拼接為一幅圖像。這樣，在車身的四個角落，即各個攝像頭之間的重疊采樣區域，會有明顯的拼接縫隙，全景圖像的整體感不夠，用戶體驗較差。

專利申請號201110070860.9提出了一種車輛輔助系統中的圖像處理方法以及子系統，但是在其圖像融合方法中，僅通過像素點與兩邊界線的距離之比來估計融合權重。這種數學模型過于簡單，不能反映實際問題的變化規律，導致重疊區內部過渡不夠均勻，仍會在重疊區內部靠近邊界線的位置產生兩條模糊的拼接痕跡。

而在本發明所提出的圖像融合方法中，使用通過原點與像素點的線段與邊界線的夾角作為自變量，并且融合權重值隨夾角值線性變化。這種角坐標系數學模型符合實際問題的變化規律，保證了重疊區內部的絕對均勻過渡，從而確保重疊區內部無任何拼接痕跡，有效地提升全景泊車系統的用戶體驗。

發明內容

本發明公開了一種全景泊車輔助系統中的全景圖像融合方法，其目標在于對全景泊車輔助系統中攝像頭的重疊采樣區域進行自然融合，避免出現拼接痕跡，從而提升全景泊車系統的用戶體驗。

為了實現上述效果，需要依次進行一整套圖像處理方法，并且所述的圖像處理方法依賴于全景泊車系統的具體實現。圖1所示為本發明一種用于全景泊車系統的圖像融合方法的圖像處理流程圖，包括以下步驟：

步驟101、生成鳥瞰圖。

需要融合的圖像來自于安裝于車身四周的各個廣角攝像頭，廣角攝像頭的采樣結果經過視頻解碼器解碼后傳輸至DSP主處理器。

DSP處理器獲取到攝像頭采樣圖像以后，首先要對圖像進行畸變校正和透視變換，生成一幅鳥瞰圖，其具體步驟如下：

根據攝像頭的內部參數和畸變模型，得到畸變點與理想點的映射關系，從而將每個攝像頭的輸入圖像進行畸變校正。在進行畸變校正時，需要使用雙線性插值法進行插值處理，保證畸變校正輸出圖像中無鋸齒等，避免影響圖像質量；

根據透視變換原理以及一些標定的控制點坐標，將每個攝像頭畸變校正后的圖像進行角度透視變換，生成俯視圖像，即鳥瞰圖。

全景泊車系統中使用的是廣角攝像頭，其可視區域非常大。但通常對于全景泊車系統來講，可視區域達到車身周圍地面較清晰的數米左右即可。因此，需要裁剪上述步驟中生成的鳥瞰圖，只保留車身周圍較清晰的圖像內容。

步驟102、獲取像素點在重疊區中的坐標。

得到鳥瞰圖之后，即可根據重疊區中一些標定的控制點在兩幅圖像中的坐標對應關系來匹配兩幅圖像的相對位置。通常情況下，兩幅鳥瞰圖的重疊部分為一個矩形，在確定了兩幅鳥瞰圖的相對位置以后，即可確定重疊矩形區域的寬度W和高度H。

重疊區的位置示意圖如圖2所示，其中CP1、CP2為重疊區中的控制點。將攝像頭A對應的鳥瞰圖記為水平鳥瞰圖像B1，攝像頭B對應的鳥瞰圖記為垂直鳥瞰圖像B2，并記重疊矩形區域最靠近車身的頂點為原點O；

獲取所述重疊矩形區域的邊界線，將水平方向源圖像內部的邊界線記為垂直邊界線L1，將垂直方向源圖像內部的邊界線記為水平邊界線L2；

計算所述像素點到垂直邊界線L1的距離，記為所述像素點P的水平坐標x；