[發(fā)明專利]一種車載環(huán)視系統(tǒng)的環(huán)視圖拼接方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910037297.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN111435540A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵玄;劉瀟;張林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州沃邁智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80;G06T3/40
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發(fā)明涉及一種車載環(huán)視系統(tǒng)的環(huán)視圖拼接方法，包括：1、對(duì)車載環(huán)視系統(tǒng)的每個(gè)相機(jī)進(jìn)行內(nèi)參標(biāo)定；2、以其中一個(gè)相機(jī)的坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，將其他相機(jī)的坐標(biāo)系和相鄰相機(jī)的公共角點(diǎn)變換到參考坐標(biāo)系下，得到相機(jī)位姿；3、建立地面坐標(biāo)系；4、根據(jù)環(huán)視圖像各部分與相機(jī)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、環(huán)視圖像與地面坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系、相機(jī)與地面坐標(biāo)系之間的變換矩陣以及相機(jī)的內(nèi)參矩陣和畸變參數(shù)，求出環(huán)視圖像各像素與每個(gè)相機(jī)采集的圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并建立查找表，通過查找表拼接環(huán)視圖像。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對(duì)場(chǎng)景環(huán)境要求低，能夠根據(jù)相機(jī)的公共視野和閉環(huán)關(guān)系優(yōu)化求解位姿，具有低成本、高靈活性、高精度等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車載環(huán)視領(lǐng)域，尤其是涉及一種車載環(huán)視系統(tǒng)的環(huán)視圖拼接方法。

背景技術(shù)

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，車輛的安全性能越來(lái)越受到重視，因此很多輔助駕駛系統(tǒng)都搭載了車載環(huán)視系統(tǒng)。車載環(huán)視系統(tǒng)通過布置在車輛周圍的4-6個(gè)廣角攝像頭拼接出車輛周圍的環(huán)視圖像，能夠給駕駛員提供車輛周圍的路面信息，輔助駕駛員做出行駛判斷，提高車輛在復(fù)雜環(huán)境中的安全性能。

現(xiàn)有的車載環(huán)視相機(jī)系統(tǒng)的環(huán)視圖拼接方法主要分為兩大類：一類是基于人工特征點(diǎn)的方法，第二類是基于自然特征點(diǎn)的標(biāo)定方法。第一類方法通常需要精確布置較大的標(biāo)定場(chǎng)地，成本相對(duì)較高，并且在標(biāo)定流程中需要車輛?？吭谥付ㄎ恢?，制約了操作流程的靈活性。第二類方法則需要場(chǎng)地中存在足夠數(shù)量的特征點(diǎn)，此類算法拼接出的環(huán)視圖的效果容易受到離群值的影響，魯棒性較低。大多數(shù)的環(huán)視圖拼接方法都分別計(jì)算各個(gè)相機(jī)與地面之間的投影關(guān)系，沒有利用相機(jī)公共視野區(qū)域的約束。此外，在確定環(huán)視圖與車輛的位置關(guān)系時(shí)，現(xiàn)有方法均需要不同程度的人工介入來(lái)建立地面坐標(biāo)系，流程比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種車載環(huán)視系統(tǒng)的環(huán)視圖拼接方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種車載環(huán)視系統(tǒng)的環(huán)視圖拼接方法，所述車載環(huán)視系統(tǒng)包括設(shè)置在車輛周圍的多個(gè)相機(jī)，該方法包括以下步驟：

S1、對(duì)車載環(huán)視系統(tǒng)的每個(gè)相機(jī)進(jìn)行內(nèi)參標(biāo)定，得到相機(jī)的內(nèi)參矩陣和畸變參數(shù)；

S2、以其中一個(gè)相機(jī)的坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，根據(jù)相鄰相機(jī)之間的變換矩陣將其他相機(jī)的坐標(biāo)系和相鄰相機(jī)的公共角點(diǎn)變換到參考坐標(biāo)系下，根據(jù)環(huán)視相機(jī)系統(tǒng)中相機(jī)位姿的閉環(huán)關(guān)系通過優(yōu)化方法得到相機(jī)位姿；

S3、求出地面所在的平面在參考坐標(biāo)系下的表達(dá)式，根據(jù)各個(gè)相機(jī)中心在參考坐標(biāo)系下的坐標(biāo)設(shè)定地面坐標(biāo)系的原點(diǎn)、X軸、Y軸和Z軸，得到地面坐標(biāo)系；

S4、通過車載環(huán)視系統(tǒng)獲得環(huán)視圖像，將環(huán)視圖像分成分別與每個(gè)相機(jī)對(duì)應(yīng)的多個(gè)部分，根據(jù)環(huán)視圖像各部分與相機(jī)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、環(huán)視圖像與地面坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系、相機(jī)與地面坐標(biāo)系之間的變換矩陣以及相機(jī)的內(nèi)參矩陣和畸變參數(shù)，求出環(huán)視圖像各像素與每個(gè)相機(jī)采集的圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并建立查找表，通過查找表拼接環(huán)視圖像。

優(yōu)選的，所述步驟S1具體包括：

S11、使用車載環(huán)視系統(tǒng)的每個(gè)相機(jī)分別采集若干張棋盤格標(biāo)定板圖像；

S12、檢測(cè)標(biāo)定板圖像中的棋盤格角點(diǎn)；

S13、根據(jù)檢測(cè)到的棋盤格角點(diǎn)求出相機(jī)的內(nèi)參矩陣和畸變參數(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟S2中相鄰相機(jī)之間的變換矩陣的獲取方法包括：

將標(biāo)定板分別置于相鄰兩個(gè)相機(jī)的公共視野區(qū)域，采集成對(duì)的標(biāo)定圖像；檢測(cè)成對(duì)的標(biāo)定圖像中的棋盤格角點(diǎn)，并確定兩張圖像中角點(diǎn)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到棋盤格角點(diǎn)對(duì)；根據(jù)棋盤格角點(diǎn)對(duì)求出相鄰相機(jī)之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，將二者合并為變換矩陣。

優(yōu)選的，所述步驟S2中相鄰相機(jī)的公共角點(diǎn)變換到參考坐標(biāo)系下的過程具體包括：