[發(fā)明專利]基于單位正方形的車輛全景顯示系統(tǒng)魚眼圖像校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410080520.8
• 申請(qǐng)日: 2014-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN103824296B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建國(guó);李雪松;章輝;王光偉;賈波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/70
• 分類號(hào): G06T7/70;G06T5/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 鐘鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛工程應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單位正方形的車輛全景顯示系統(tǒng)魚眼圖像校正方法。

背景技術(shù)

汽車成為現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的交通工具，它改變了人們的生活方式，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類文化的進(jìn)步。最近幾年，汽車進(jìn)入家庭的步伐逐漸加快，目前中國(guó)民用汽車保有量已超過1億輛，超過德國(guó)，僅次于美國(guó)。同時(shí)，中國(guó)人口眾多，各大城市人口密度很高，車與車，人與車的矛盾也特別尖銳，道路上事故頻發(fā)，發(fā)生交通事故的數(shù)量大大高于發(fā)達(dá)國(guó)家，也高于其他發(fā)展中國(guó)家。據(jù)交通管理局和國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，我國(guó)每年因?yàn)榻煌ㄊ鹿手苯咏?jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十億元，而且還呈逐年上升趨勢(shì)，而在這些日益增多的交通事故中，倒車時(shí)發(fā)生的事故超過一半，這和現(xiàn)在越來越擁堵的城市路況以及眾多非專業(yè)司機(jī)有密切的關(guān)系，女性司機(jī)和剛獲得駕駛執(zhí)照的駕駛員倒車時(shí)出現(xiàn)事故的概率更大。

在主動(dòng)安全系統(tǒng)所采用的傳感器中，攝像機(jī)具有低成本、易維護(hù)和高集成性等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是在倒車輔助駕駛系統(tǒng)之中,倒車攝像頭系統(tǒng)已經(jīng)開始在中國(guó)乘用車市場(chǎng)慢慢普及。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)越來越多地被應(yīng)用到汽車電子領(lǐng)域。由于安裝在汽車尾部的倒車攝像頭只能檢測(cè)汽車后方的區(qū)域,而車兩側(cè)和前方的視覺盲區(qū)無疑增加了交通事故發(fā)生的概率,而且現(xiàn)在單一攝像頭拍攝到的圖像都存在一定失真,不符合駕駛員的視覺習(xí)慣。在狹隘而擁堵的停車場(chǎng)，尤其是在左右兩邊都已有車的情況下，如果僅靠后方攝像頭輸入的圖像來輔助駕駛，駕駛員在泊車時(shí)視野當(dāng)中仍然存在很多盲區(qū)，這都很容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。而全景顯示系統(tǒng)能提供最好的視覺效果，讓汽車四個(gè)方向的圖像同時(shí)顯示，產(chǎn)生一種從汽車正上方俯視全車的鳥瞰全景圖，完全消除汽車四周環(huán)境盲區(qū)，從而為駕駛員駕駛提供一個(gè)全方位環(huán)境信息的視圖,讓駕駛員駕駛更輕松,并且減少發(fā)生事故的概率。

這種全景顯示系統(tǒng)需要4路或者4路以上的攝像頭輸入的視頻信號(hào)，這4路或者4路以上安裝在車輛前后左右每個(gè)方向上面，用來感知個(gè)個(gè)方向上環(huán)境信息，然后再把每個(gè)攝像頭輸入視頻拼接成一個(gè)全景鳥瞰圖，顯示在駕駛室中控臺(tái)的顯示器上面。由于攝像頭安裝位置限制，不能安裝的太高，所有每個(gè)攝像頭不能采用普通透視攝像頭，需要加裝魚眼鏡頭才能在較低的安裝高度上獲得較寬視野的環(huán)境信息，而魚眼鏡頭拍攝的圖像會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的失真，所以在開始視頻拼接之前需要對(duì)魚眼圖像進(jìn)行校正，經(jīng)過準(zhǔn)確校正的圖像才能拼接出清晰的全景顯示圖。

魚眼圖像的校正就是把魚眼鏡頭拍攝的嚴(yán)重畸變的圖像校正得到能反應(yīng)被拍攝物體正確形狀的圖像。作為全景顯示系統(tǒng)軟件的第一個(gè)部分，魚眼圖像校正算法只有準(zhǔn)確地校正魚眼圖像，后期的拼接融合算法才能得到清晰的全景顯示圖，所以它也是全景顯示系統(tǒng)中最重要的最關(guān)鍵的一步。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種基于單位正方形還原的車輛全景顯示系統(tǒng)魚眼圖像校正方法,該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，對(duì)處理器要求低,有很強(qiáng)的通用性和實(shí)時(shí)性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于單位正方形還原的車輛全景顯示系統(tǒng)魚眼圖像校正方法，包括以下步驟：

（1）根據(jù)全景顯示的要求，選擇車輛某一個(gè)方向需要校正的長(zhǎng)方形區(qū)域A；

（2）根據(jù)區(qū)域A的大小確定校正所需使用的單位正方形大小，所述單位正方形滿足區(qū)域A的長(zhǎng)H和寬W與單位正方形的邊長(zhǎng)L的比值均為整數(shù)；

（3）將單位正方形組合框放入?yún)^(qū)域A中，使區(qū)域A正好包括n個(gè)完整的單位正方形；

（4）用Harris角點(diǎn)探測(cè)器對(duì)包括n個(gè)完整的單位正方形的魚眼圖像進(jìn)行角點(diǎn)提取，并且對(duì)每個(gè)角點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，并記錄每個(gè)角點(diǎn)在魚眼圖像中的坐標(biāo)；

（5）利用魚眼圖像中每個(gè)單位正方形的四個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)和正方形的幾何約束對(duì)圖像A區(qū)域中每個(gè)單位正方形進(jìn)行校正；

（6）利用雙線性插值法，對(duì)校正過程中遇到的非整數(shù)點(diǎn)進(jìn)行插值運(yùn)算，最后得到車輛某一個(gè)方向完整的A區(qū)域校正圖。