基于全景视觉的汽车安全驾驶辅助系统的设计研究

发布时间：2017-06-16 09:05

  本文关键词：基于全景视觉的汽车安全驾驶辅助系统的设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着中国经济的快速发展，汽车的总数量不断增加，道路环境也变得日益拥堵，汽车经常要在狭小的环境中行驶。汽车通过狭窄道路或在车流中穿行、在狭窄的停车场中停车时，由于驾驶员视野受限，容易发生碰撞，造成不必要的损失。在各种视觉辅助系统中，基于全景视觉的驾驶辅助系统能够实时提供汽车周围的鸟瞰俯视视频图像，有效消除车身周围的视野盲区，为驾驶员提供十分有效的视觉辅助作用。本文深入研究探讨了基于全景视觉的驾驶辅助系统的各项关键技术，设计提出了该系统的一种实现方案：在车身周围安装四个鱼眼摄像头，，首先对四周失真的鱼眼图像进行校正处理，再将前方和后方带有透视效果的视频图像通过透视图转换算法转换为俯视图，最后通过图像拼接算法生成全景鸟瞰图。本文介绍了基于全景视觉的驾驶辅助系统的软件和硬件结构的设计和实施，并取得了以下成果： (1)根据鱼眼摄像机模型与针孔摄像模型之间的关系，设计了一种鱼眼图像校正方法，把鱼眼摄像头拍摄得到的失真图像转化为日常摄像机的针孔透视图像。 (2)利用三维坐标系变的方法对图像进行视角转换，并提出了一种参数校正方法，把前、后方摄像头的透视图像转换成俯视图像。 (3)利用摄像机坐标系与世界坐标系之间的转换关系完成图像的拼接，提出了一种基于边缘特征距离的全景图像拼接算法，实现了俯视图像的自动拼接。 (4)根据全景鸟瞰图中各个方向获取的图像之间的空间关系，利用介于最近邻插值与双线性插值之间的“九点”插值方案，建立全景图像像素地址查找表，系统在实时运行时通过查表的方式实现全景鸟瞰视频的实时播放。 本文通过研究了现有的相关图像处理技术，在现有技术的基础上作出了一定改进，并设计引入了图像自动拼接算法和“九点”插值算法，设计实现的基于全景视觉的汽车安全辅助驾驶系统在安装调校、图像质量、视频流畅度方面都有较好表现。进行了实车实验，证明了本系统的有效性和实时性，满足驾驶辅助、提高汽车安全性能需要。
【关键词】：汽车安全性 全景视觉 数字图像处理 鱼眼失真校正 图像拼接
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U463.6;U492.8
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 课题提出的意义11-12
• 1.3 视觉辅助驾驶系统的发展12-14
• 1.4 本论文主要研究内容14-17
• 第二章 系统的实现算法17-57
• 2.1 图像校正的相关理论概述17-22
• 2.1.1 空间坐标系旋转变换17-18
• 2.1.2 世界坐标系、摄像机坐标系与图像坐标系18-21
• 2.1.3 针孔成像模型21-22
• 2.2 鱼眼失真的校正算法22-33
• 2.2.1 鱼眼镜头的成像原理22-24
• 2.2.2 鱼眼失真校正算法概述24-25
• 2.2.3 几种代表性的校正方法25-29
• 2.2.4 基于成像模型转换法的修正方法29-33
• 2.3 透视转换算法33-41
• 2.3.1 坐标系的建立34
• 2.3.2 透视图到俯视图的转换34-38
• 2.3.3 针对安装误差的校正方法38-41
• 2.3.4 透视转换算法总结41
• 2.4 全景图像的拼接41-50
• 2.4.1 摄像头图像到全景鸟瞰图像的映射41-44
• 2.4.2 全景图像的自动拼接算法44-50
• 2.5 图像插值方法50-53
• 2.5.1 最近邻插值法50-51
• 2.5.2 双线性插值法51-52
• 2.5.3 “九点”插值法52-53
• 2.6 像素地址查找表的建立53-55
• 2.7 本章小结55-57
• 第三章 系统的硬件平台57-69
• 3.1 数字信号处理的实现方式57-59
• 3.2 FPGA 与 DSP 处理器在实现全景视觉系统的比较59-62
• 3.3 TMS320DM642 处理器62-68
• 3.4 本章小结68-69
• 第四章 实车实验69-76
• 4.1 全景视觉系统集成69-70
• 4.1.1 硬件集成69
• 4.1.2 软件集成69-70
• 4.2 实车实验与效果分析70-75
• 4.2.1 系统的安装71-72
• 4.2.2 实车实验72-75
• 4.2.3 结果分析75
• 4.3 本章小结75-76
• 总结与展望76-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果81-82
• 致谢82-83
• 答辩委员会对论文的评定意见83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于全景视觉的汽车安全驾驶辅助系统的设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：454947