[發(fā)明專利]實(shí)時(shí)倒車(chē)軌跡顯示方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710811254.5
• 申請(qǐng)日: 2017-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107610199B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華;朱楓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州新途軟件有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T11/20
• 分類(lèi)號(hào): G06T11/20;G06T7/80
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務(wù)所 32225
• 代理人: 孫彬

1.一種實(shí)時(shí)倒車(chē)軌跡顯示方法，其特征在于，包括：

先建立結(jié)合二階徑向畸變模型的世界坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的映射模型，以求解相機(jī)內(nèi)外參數(shù)；以及

再通過(guò)相機(jī)內(nèi)外參數(shù)計(jì)算輪胎轉(zhuǎn)向角預(yù)測(cè)的倒車(chē)軌跡線；

所述建立結(jié)合二階徑向畸變模型的世界坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的映射模型的方法包括：

設(shè)定世界坐標(biāo)系與相機(jī)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即

定義世界坐標(biāo)系為二維坐標(biāo)系，其包括x_w、y_w；以及所述世界坐標(biāo)系經(jīng)透視變換得到的相機(jī)坐標(biāo)系定義為x_c、y_c；

將像素坐標(biāo)系定義x_p、y_p，為經(jīng)畸變后實(shí)際顯示在屏幕上的坐標(biāo)；

所述映射模型包括：

對(duì)于相機(jī)坐標(biāo)為x_c、y_c，即

以及

結(jié)合二階徑向畸變模型，所述像素坐標(biāo)與相機(jī)坐標(biāo)關(guān)系為：

上式中，f、s和k₁均為相機(jī)內(nèi)參數(shù)，即

f為相機(jī)坐標(biāo)中y軸方向的相機(jī)焦距，s為相機(jī)坐標(biāo)中x軸方向與縱向的相機(jī)焦距之比，即f·s等于橫向的相機(jī)焦距，k₁為二階徑向畸變系數(shù)；

r₁₁、r₁₂、r₂₁、r₂₂、r₃₁、r₃₂分別為從世界坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系作幾何變換的旋轉(zhuǎn)矩陣R中的各旋轉(zhuǎn)參量；

t₁、t₂、t₃分別為從世界坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系作幾何變換的平移矩陣t中的平移參量；以及

x₀、y₀為在像素坐標(biāo)中的畸變中心點(diǎn)坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)倒車(chē)軌跡顯示方法，其特征在于，

通過(guò)映射模型求解相機(jī)內(nèi)外參數(shù)的方法包括：

針對(duì)二維坐標(biāo)系，將所述映射模型按照Tsai氏標(biāo)定法的第一步，求解出旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移矩陣t中的部分參量，作為相機(jī)外參數(shù)；

然后按照Tsai氏標(biāo)定法的第二步，通過(guò)誤差函數(shù)利用梯度下降法求解剩余參數(shù)，即獲得相機(jī)內(nèi)參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)倒車(chē)軌跡顯示方法，其特征在于，

在通過(guò)誤差函數(shù)利用梯度下降法求解剩余參數(shù)的過(guò)程中，

設(shè)定s的初始值為1，以及(x₀,y₀)的初始值為(0,0)；或

使用迭代方法，在Tsai氏標(biāo)定法第二步中應(yīng)用較大的迭代閾值以控制循環(huán)次數(shù)，按誤差函數(shù)減小的方向，以±0.005的步長(zhǎng)迭代s，逐步縮小至±0.001的步長(zhǎng)迭代(x₀,y₀)，獲得使誤差函數(shù)最小的參數(shù)s和(x₀,y₀)；并應(yīng)用最小的迭代閾值，獲取相機(jī)內(nèi)外參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)時(shí)倒車(chē)軌跡顯示方法，其特征在于，

所述通過(guò)相機(jī)內(nèi)外參數(shù)計(jì)算輪胎轉(zhuǎn)向角預(yù)測(cè)的倒車(chē)軌跡線的方法包括：

構(gòu)建倒車(chē)軌跡線數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的輪胎轉(zhuǎn)向角計(jì)算動(dòng)態(tài)倒車(chē)軌跡的世界坐標(biāo)；

根據(jù)攝像頭參數(shù)標(biāo)定算法，基于之前標(biāo)定得到的相機(jī)內(nèi)外參數(shù)將所述倒車(chē)軌跡的世界坐標(biāo)代入到所述映射模型中，以轉(zhuǎn)化為像素坐標(biāo)后繪圖，并與倒車(chē)攝像頭影像疊加后顯示在屏幕上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)時(shí)倒車(chē)軌跡顯示方法，其特征在于，

所述倒車(chē)軌跡線數(shù)學(xué)模型包括：

其中，l為軸距，w為車(chē)寬，a_r為轉(zhuǎn)向時(shí)的外側(cè)后車(chē)輪的轉(zhuǎn)向角，a_l為轉(zhuǎn)向時(shí)的內(nèi)側(cè)后車(chē)輪的轉(zhuǎn)向角，γ為車(chē)體的轉(zhuǎn)向角，以及l(fā)cotα_l、lcotα_r分別是內(nèi)側(cè)、外側(cè)后輪軌跡對(duì)應(yīng)的圓弧半徑。