[發明專利]一種新的車載駕駛輔助圖像生成方法

有效

• 申請號: 201210436918.1
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN103802725A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 董延超;馬薇
• 申請（專利權）人: 無錫維森智能傳感技術有限公司
• 主分類號: B60R1/00
• 分類號: B60R1/00;B60R11/04;B60R11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及車載多目攝像機環視系統，尤其涉及車載環視系統虛擬相機圖像的計算方法。

背景技術

當今社會，汽車已成為一種必不可少的交通工具。人們在享受汽車帶來的方便和快捷的同時，汽車交通事故，汽車尾氣排放帶來的環境污染以及交通阻塞帶來的問題，已成為日益嚴峻的全球性社會問題。因此，利用各種先進的汽車安全技術、設備和理念減少交通事故和提高汽車安全有很大的市場潛能。

上一世紀90年代以后，隨著電子技術、控制技術、傳感器技術和新材料在汽車產品中的廣泛應用，汽車安全技術得到了更加迅猛的發展。現如今，汽車安全技術的研究已由單一安全技術的研發，向各種安全技術相融合協同的集成化、系統化和智能化方向發展。智能化的汽車安全系統以現代探測技術、光電傳感技術、計算機技術和自動控制技術為核心，具有特定的識別判斷能力，能在各種復雜情況下自動協助駕駛員或自行控制汽車，確保行車安全。

車載環境感知系統利用各種傳感器對車輛自身、周圍環境及駕駛員狀態等信息進行探測，通過與預先設定的標準進行比較，判別車輛是否處于危險狀態及危險程度，必要時能夠通過聲、光等方式向駕駛員進行預警。

目前車載環境感知系統使用的傳感器主要有：1）單目或多目攝像機系統，通過對實時采集來的環境圖像進行處理得到相關距離，位置等信息；2）激光雷達或毫米波雷達，通過發出并接收紅外激光或者電波，根據多普勒效應，計算周邊障礙物的距離和位置等信息；3）聲納，通過定向發出并接收超聲波，計算周邊障礙物的距離和位置等信息。

比較起來，激光或毫米波雷達可測范圍廣，抗外界惡劣環境的能力強，但通常只有一層或數層掃描面，無法獲得整個場景的三維立體信息，而且價格昂貴。聲納只適用于近距測量（比如倒車用），而且只有照射方向上的一點信息。車載攝像機系統通過視覺得到信息，是目前應用最廣泛也是最有前景的傳感器之一。比如倒車攝像機是應用最普遍的一種車載視覺系統。它一般安裝在車輛后部，方向朝側下方。在駕駛員倒車時，系統自動接通車載顯示屏，為駕駛員提供后方廣域景象。

當前車載圖像駕駛輔助系統給駕駛員提供的輔助圖像有兩種方式：（一），將實際攝像機采集到的圖像直接顯示給駕駛員；（二），利用某種視點變換將實際采集到的圖像變換處理后顯示給駕駛員。從駕駛員的角度看，理想的車載圖像駕駛輔助系統應該準確的提供車輛與周邊環境的位置關系，包括1），車輛與近景的位置關系；2），車輛與遠景的位置關系；3）車輛與立體物的位置關系。由于相機在車體上的安裝位置和角度總是存在誤差，所以方式（一）直接把實際采集到的圖像顯示出來不能通過圖像準確判斷車輛與環境的位置關系，而且駕駛員可能要進行坐標轉換才可以理解圖像與車輛的位置關系。因此利用方式（二）通過視點變換對圖像進行處理之后再顯示出來是多數圖像駕駛輔助系統的選擇。

如上所述圖像駕駛輔助系統是要向駕駛員提供車輛與周邊環境的位置關系，近年來利用裝配在車體上的多臺相機通過相機標定技術與視點變換技術可以將多臺相機的圖像內容融合到一幅圖像之中，如果這幾臺裝配在車體上的相機的視角可以覆蓋車體周圍360度，則通過視點變換融合生成的圖像也可以是對車體及其周邊做俯瞰形式的360度無死角監控圖像。

（1）?與本發明相關的現有技術一：視點變換技術

現有技術一：國際公開專利WO?00-07373

圖1所示為視點變換的概念及其關鍵要素：1）實際相機，2）虛擬相機，3）虛擬投影面。其中實際相機和虛擬相機的內部參數和外部參數以及虛擬投影面的幾何形狀與姿態都是已經確定的。現有技術一可以利用裝配在車體前后左右的多臺相機的內部參數與外部參數對各臺相機所攝取的圖像做單一視點變換使其變換成為以車體為參照中心的俯瞰圖，然后再對上述這些生成的俯瞰圖進行拼接處理而生成一幅由多臺相機圖像無縫拼接得到的完整360度俯瞰圖。其中圖2所示為俯瞰虛擬相機及其可視范圍的概念圖。

（2）?與本發明相關的現有技術二：虛擬相機與虛擬投影面

現有技術二：國際公開專利WO?00-07373，日本專利JP?2004-32464，日本專利JP?2008-83786，日本專利JP?2008-141643，日本專利JP?2008-148113，日本專利JP?2008-148112，日本專利JP?2008-149879，日本專利JP?2008-149878，日本專利JP?2008-85446。