[發明專利]基于單目視覺定位的路面圖像采集方法及采集系統

有效

• 申請號: 201210268223.7
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102829763A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 馮瑩;曹毓;楊云濤;趙立雙;雷兵
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

1.一種基于單目視覺定位的路面圖像采集方法，包括以下步驟：

（1）架設數據采集系統：在一可移動式車輛上架設相機，使相機光軸向下傾斜且鏡頭朝向路面，所述相機的光軸在地面的投影與所述車輛的縱向中軸線相互垂直；所述相機的支架上通過一縱向連桿固接一單目視覺定位系統，所述單目視覺定位系統與相機之間的水平距離設為d；

（2）采集數據：啟動車輛并使其沿著擬拍攝路段行駛，行駛期間所述單目視覺定位系統與相機同步同頻率采集路面信息數據；設單目視覺定位系統在行駛期間共完成n次定位，每次定位所對應的時刻為T_i，i＝1,2,…,n，則所有時刻T_i組成單目視覺定位時刻序列T₁,T₂,…,T_n；設某次定位時刻T_i對應獲取的車輛航向角為θ_i，某次定位時刻T_i對應獲取的單目視覺定位系統在路面投影點的位置為P_i，則單目視覺定位系統在路面所有的投影點位置組成單目視覺定位系統投影點位置序列P₁,T₂,…,P_n；設某次定位時刻T_i時相機光軸在路面的投影線的方向角為相機在路面的投影點位置為Q_i，則相機在路面的所有投影點位置組成相機投影點位置序列Q₁,Q₂,…,Q_n；設P_i在世界坐標系下的坐標為相機在世界坐標系下的坐標為則二者之間存在以下關系：

在行駛期間，設某次定位時刻T_i時相機獲取的路面圖像為L_i，i＝1,2,...n，則相機在車輛行駛期間獲取的所有路面圖像構成路面圖像序列L₁,L₂,...L_n；

（3）路面圖像變換：使用圖像逆透視映射算法，將步驟（2）中獲取的所有路面圖像L_i，i＝1,2,...n，變換為路面正俯視圖；選擇路面上逆透視映射范圍時，近處以相機在路面的投影點位置Q_i為起點；

（4）提取關鍵幀圖像進行拼接處理：根據經步驟（3）變換后的各路面正俯視圖像之間相對位置關系提取關鍵幀圖像，并按順序層疊擺放圖像，經拼接處理后采集到擬拍攝路段的整幅路面圖像。

2.根據權利要求1所述的基于單目視覺定位的路面圖像采集方法，其特征在于：所述步驟（4）中，拼接處理時不對層疊擺放圖像的重疊區域實施圖像融合處理，在層疊擺放圖像的重疊處使用后一張路面圖像的像素值直接覆蓋前一張路面圖像像素值。

3.一種基于單目視覺定位的路面圖像采集系統，所述路面圖像采集系統包括一可移動式車輛，其特征在于：所述可移動式車輛上架設有相機，相機光軸向下傾斜且鏡頭朝向路面，所述相機的光軸在地面的投影與所述可移動式車輛的縱向中軸線相互垂直；所述相機的豎向支架上通過一縱向連桿固接一單目視覺定位系統。

4.根據權利要求3所述的基于單目視覺定位的路面圖像采集系統，其特征在于：所述相機架設于可移動式車輛的中軸線上。

5.根據權利要求3或4所述的基于單目視覺定位的路面圖像采集系統，其特征在于：所述相機數量為兩個，兩個相機的鏡頭分別朝向可移動式車輛的兩側。

6.根據權利要求3或4所述的基于單目視覺定位的路面圖像采集系統，其特征在于：所述單目視覺定位系統與相機位于同一高度的水平面上。