汽車全景環(huán)視系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著全球汽車保有量逐年上升，交通安全問題日益嚴(yán)重，以機(jī)器視覺、圖像處理為核心技術(shù)的汽車主動安全系統(tǒng)越來越多的被應(yīng)用到汽車上。其中，使用多路攝像機(jī)實(shí)時采集車身周圍實(shí)景后，進(jìn)行圖像處理并拼接為360度2D俯視畫面的全景環(huán)視技術(shù)最為熱門，該技術(shù)能為駕駛員實(shí)時提供無盲區(qū)的汽車全景影像，輔助安全駕駛。
　　針對現(xiàn)有視覺增強(qiáng)類安全系統(tǒng)標(biāo)定復(fù)雜，視角單一等問題，本文提出了一種基于四路超廣角魚眼攝像機(jī)的嵌入式汽車全景環(huán)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)涉及魚眼圖像畸

2、變校正、投影變換、嵌入式軟件設(shè)計等多項關(guān)鍵技術(shù)，本文首先對視覺成像坐標(biāo)系進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，建立魚眼攝像機(jī)成像模型，根據(jù)該模型計算攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)，并逆運(yùn)算求得校正圖像，分析魚眼攝像機(jī)模型及標(biāo)定算法的準(zhǔn)確性;之后，對汽車全景環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計，在車身周圍安裝四個魚眼攝像機(jī)，實(shí)時采集的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)視頻解碼器解碼后傳輸給DSP，DSP對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定計算后在Flash閃存中建立圖像映射及各圖像位置參數(shù)表格，系統(tǒng)利用表格直接生成全景

3、影像，輸出全景環(huán)視虛擬圖像。然后，文章對整個系統(tǒng)軟硬件方案中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。將汽車全景環(huán)視系統(tǒng)分為安裝在車身外部的魚眼視頻攝像機(jī)、視頻解碼器、DSP控制器、車載視頻顯示器、圖像采集卡及標(biāo)定PC等幾部分。在此基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)工作流程及各部分間的數(shù)據(jù)流向;最后，設(shè)計嵌入式軟件整體框架，將軟件分為硬件驅(qū)動程序、模塊應(yīng)用程序和集成應(yīng)用程序三類，按照嵌入式操作系統(tǒng)要求，編寫了系統(tǒng)管理、信號采集和圖像處理三個主要線程，完成嵌入式軟件開發(fā)。針對

4、原有多路攝像機(jī)對每個攝像機(jī)分別標(biāo)定，耗時、耗力的缺點(diǎn)，實(shí)驗研究發(fā)現(xiàn)汽車級魚眼攝像內(nèi)參一致性較好，同一批次攝像機(jī)可以使用相同內(nèi)參。使用統(tǒng)一內(nèi)參對全景環(huán)視畫面質(zhì)量影響較小，大大減少了嵌入式程序開發(fā)及裝車標(biāo)定的復(fù)雜程度。
　　論文設(shè)計和實(shí)現(xiàn)的汽車全景環(huán)視系統(tǒng)在模型車實(shí)驗仿真平臺與實(shí)車平臺上分別進(jìn)行了測試實(shí)驗。實(shí)驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)影像清晰、自然，實(shí)時性較好，能有效的減少駕駛員視野盲區(qū)，是有效的視覺增強(qiáng)型的主動安全輔助系統(tǒng)，有極強(qiáng)的研究和實(shí)