基于快速标定的车载全景影像系统设计与实现
发布时间：2021-11-15 16:36
随着汽车越来越普及,道路拥挤、车位不足等问题日益突显。行车刮蹭、泊车事故频频发生,为了解决这一问题,相关行业科技工作者对车载全景影像系统进行了深入广泛的研究。车载全景影像系统可以呈现出车身周围环境的完整视觉影像,有效消除了泊车时的视野盲区,对泊车安全具有重大意义。本文对车载全景影像系统的关键算法进行了研究,完成了系统的算法设计与实现,实现了系统的快速自动标定和全景影像的生成。本文重点对系统中的关键算法进行了研究,研究了张正友相机标定法和基于多项式模型的畸变矫正算法,实现了对鱼眼摄像头的标定并对采集的鱼眼图像进行矫正;研究了角点检测算法,提出了基于直线检测的角点定位方法,实现对图像中四边形角点的提取;设计了逐步逼近的角点自动提取方法,实现在标定过程中自动提取图像中所需角点的坐标,提高了角点提取的效率;研究了直接线性变换算法,设计了一种基于标记点的全景图像快速配准方法,将透视图直接变换为俯视图并进行配准,采用了多个区域的角点进行直接线性变换,避免图像拼接后出现畸变;采用了加权平均图像融合算法实现对全景图像拼接线的消除,设计了带权值的全景图像查找表实现了实时全景图像的生成。在算法的基础上,本...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
倒车雷达系统
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文2图1.1倒车雷达系统Fig1.1ParkingDistanceControl倒车影像是通过在汽车的尾部安装摄像头，倒车时，车内的显示屏能直接显示车辆后方实时的视频图像，如图1.2所示。倒车影像虽然能消除车后视野盲区，但对于车正前方1m到引擎盖处及左右两侧后视镜下方的盲区并没有消除，在泊车以及较窄的路面行驶时依然存在安全隐患。图1.2倒车影像系统Fig1.2Reversingimagesystem车载全景影像由K.Kate，M.Suzuki，Y.Fujita，Y.Hirama等四人于2006年提出[2]，其可以通过四周的多个摄像头为驾驶员提供以车辆为中心的包含周边360°路况的俯视全景实时图像，如图1.3所示。
第一章绪论3图1.3车载全景影像系统Fig1.3Carpanoramicimagesystem车载全景影像系统可有效消除驾驶员对汽车周围上的视觉盲区，提高了泊车过程中的安全性。全球首款车载全景影像是日产公司于2007年推出的环景监视系统AVM（AroundViewMonitor），AVM系统在车头、车尾和左右后视镜上安装的四个广角摄像头采集车身四周的实时图像并显示到显示屏上，该系统对四个方向的俯视图拼接后的没有进行图像融合，相邻方向的俯视图之间存在明显的缝隙，并不是严格意义上的全景俯视图。之后，本田推出了mulTI.viewcamerasystem通过全景图像拼接融合消除了之前系统上存在的缝隙，实现了完整无死角的显示汽车周围影像。目前国内对车载全景影像系统已经有了众多的研究成果[3-9]，为了在嵌入式设备上实现全景图像的快速生成，目前广泛采用的是先通过标定获得原始图像到全景图像的全景图像查找表，利用查找表实现全景图像的快速生成。随着汽车半导体的迅速发展，直接对算法进行硬件化也成为实现实时全景图像的一种解决方案。随着不断完善的图像处理算法，可得到视野更广、效果更逼、实时性更强的全景影像；车载全景影像可以给驾驶员提供安全舒适的驾驶体验，随着研究的深入使系统成本降低，车载全景影像在将越来越渐普遍，成为汽车标准配置。1.3全景拼接算法研究现状图像拼接是把多张存在相同区域的图像，拼接成一张完整的图像，以获得更大的分辨率和视野，其应用领域广，一直是图像处理领域中的研究热点。在车载全景影像系统中，图像拼接也是作为关键技术。Kuglin和Hines在1975年首次提出了相位相关法[10]，该方法先通过FFT变换将两张待拼接图像由时域变换到频域，然后计算两张图像之间的平移量实现图像配准。1996年，Reddy和Chatteri对相位相关法进行?
【参考文献】：
期刊论文
[1]角点检测技术综述[J]. 朱思聪,周德龙. 计算机系统应用. 2020(01)
[2]基于特征点匹配的全景相机图像拼接方法研究[J]. 徐弘祯,李世超,季宇寒,曹如月,张漫,李寒. 农业机械学报. 2019(S1)
[3]摄像机标定方法的比较分析[J]. 胡松,王道累. 上海电力学院学报. 2018(04)
[4]基于多重插值的亚像素边缘检测[J]. 田庸,韩震宇,周永洪. 现代计算机(专业版). 2017(09)
[5]基于逆向投影的全景泊车系统设计与实现[J]. 赵三峰,谢明,陈玉明. 计算机工程与应用. 2017(23)
[6]局部特征及视觉一致性的柱面全景拼接算法[J]. 朱庆辉,尚媛园,邵珠宏,尹晔. 中国图象图形学报. 2016(11)
[7]图像插值技术综述[J]. 钟宝江,陆志芳,季家欢. 数据采集与处理. 2016(06)
[8]基于Harris的棋盘格角点检测改进算法[J]. 王晓辉,程健庆,韩瑜. 电子测量技术. 2013(10)
[9]基于高斯曲面模型的亚像素Harris角点定位算法[J]. 刘宁,卢荣胜,夏瑞雪,李琪. 电子测量技术. 2011(12)
[10]逆透视映射公式的误差分析及准确度验证[J]. 曹毓,冯莹,雷兵,杨云涛,赵立双. 光子学报. 2011(12)
博士论文
[1]像素级图像融合及其相关技术研究[D]. 谭航.电子科技大学 2013
硕士论文
[1]基于全景视觉的汽车驾驶辅助技术研究[D]. 尹雪龙.吉林大学 2019
[2]亚像素视觉测量技术研究[D]. 胡子文.华中科技大学 2019
[3]全景图像拼接关键技术研究[D]. 张少坤.西安建筑科技大学 2018
[4]基于全景拼接的泊车辅助系统研究[D]. 陆晓燕.安徽工业大学 2018
[5]基于OpenCV和CUDA实时校正大视场物镜畸变的研究[D]. 李明杰.合肥工业大学 2018
[6]基于嵌入式GPU全景环视拼接系统的研究[D]. 许毅立.哈尔滨工程大学 2018
[7]车载全景环视系统的算法研究与实现[D]. 高帆.华北电力大学 2018
[8]车载全景视觉系统中相机标定方法的研究[D]. 胡诗卉.武汉大学 2017
[9]基于双线性插值的鱼眼镜头校正算法研究与实现[D]. 刘洁.长春理工大学 2017
[10]360°泊车辅助系统全景成像的研究[D]. 江龙.哈尔滨工业大学 2017
本文编号：3497139
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
倒车雷达系统
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文2图1.1倒车雷达系统Fig1.1ParkingDistanceControl倒车影像是通过在汽车的尾部安装摄像头，倒车时，车内的显示屏能直接显示车辆后方实时的视频图像，如图1.2所示。倒车影像虽然能消除车后视野盲区，但对于车正前方1m到引擎盖处及左右两侧后视镜下方的盲区并没有消除，在泊车以及较窄的路面行驶时依然存在安全隐患。图1.2倒车影像系统Fig1.2Reversingimagesystem车载全景影像由K.Kate，M.Suzuki，Y.Fujita，Y.Hirama等四人于2006年提出[2]，其可以通过四周的多个摄像头为驾驶员提供以车辆为中心的包含周边360°路况的俯视全景实时图像，如图1.3所示。
第一章绪论3图1.3车载全景影像系统Fig1.3Carpanoramicimagesystem车载全景影像系统可有效消除驾驶员对汽车周围上的视觉盲区，提高了泊车过程中的安全性。全球首款车载全景影像是日产公司于2007年推出的环景监视系统AVM（AroundViewMonitor），AVM系统在车头、车尾和左右后视镜上安装的四个广角摄像头采集车身四周的实时图像并显示到显示屏上，该系统对四个方向的俯视图拼接后的没有进行图像融合，相邻方向的俯视图之间存在明显的缝隙，并不是严格意义上的全景俯视图。之后，本田推出了mulTI.viewcamerasystem通过全景图像拼接融合消除了之前系统上存在的缝隙，实现了完整无死角的显示汽车周围影像。目前国内对车载全景影像系统已经有了众多的研究成果[3-9]，为了在嵌入式设备上实现全景图像的快速生成，目前广泛采用的是先通过标定获得原始图像到全景图像的全景图像查找表，利用查找表实现全景图像的快速生成。随着汽车半导体的迅速发展，直接对算法进行硬件化也成为实现实时全景图像的一种解决方案。随着不断完善的图像处理算法，可得到视野更广、效果更逼、实时性更强的全景影像；车载全景影像可以给驾驶员提供安全舒适的驾驶体验，随着研究的深入使系统成本降低，车载全景影像在将越来越渐普遍，成为汽车标准配置。1.3全景拼接算法研究现状图像拼接是把多张存在相同区域的图像，拼接成一张完整的图像，以获得更大的分辨率和视野，其应用领域广，一直是图像处理领域中的研究热点。在车载全景影像系统中，图像拼接也是作为关键技术。Kuglin和Hines在1975年首次提出了相位相关法[10]，该方法先通过FFT变换将两张待拼接图像由时域变换到频域，然后计算两张图像之间的平移量实现图像配准。1996年，Reddy和Chatteri对相位相关法进行?
【参考文献】：
期刊论文
[1]角点检测技术综述[J]. 朱思聪,周德龙. 计算机系统应用. 2020(01)
[2]基于特征点匹配的全景相机图像拼接方法研究[J]. 徐弘祯,李世超,季宇寒,曹如月,张漫,李寒. 农业机械学报. 2019(S1)
[3]摄像机标定方法的比较分析[J]. 胡松,王道累. 上海电力学院学报. 2018(04)
[4]基于多重插值的亚像素边缘检测[J]. 田庸,韩震宇,周永洪. 现代计算机(专业版). 2017(09)
[5]基于逆向投影的全景泊车系统设计与实现[J]. 赵三峰,谢明,陈玉明. 计算机工程与应用. 2017(23)
[6]局部特征及视觉一致性的柱面全景拼接算法[J]. 朱庆辉,尚媛园,邵珠宏,尹晔. 中国图象图形学报. 2016(11)
[7]图像插值技术综述[J]. 钟宝江,陆志芳,季家欢. 数据采集与处理. 2016(06)
[8]基于Harris的棋盘格角点检测改进算法[J]. 王晓辉,程健庆,韩瑜. 电子测量技术. 2013(10)
[9]基于高斯曲面模型的亚像素Harris角点定位算法[J]. 刘宁,卢荣胜,夏瑞雪,李琪. 电子测量技术. 2011(12)
[10]逆透视映射公式的误差分析及准确度验证[J]. 曹毓,冯莹,雷兵,杨云涛,赵立双. 光子学报. 2011(12)
博士论文
[1]像素级图像融合及其相关技术研究[D]. 谭航.电子科技大学 2013
硕士论文
[1]基于全景视觉的汽车驾驶辅助技术研究[D]. 尹雪龙.吉林大学 2019
[2]亚像素视觉测量技术研究[D]. 胡子文.华中科技大学 2019
[3]全景图像拼接关键技术研究[D]. 张少坤.西安建筑科技大学 2018
[4]基于全景拼接的泊车辅助系统研究[D]. 陆晓燕.安徽工业大学 2018
[5]基于OpenCV和CUDA实时校正大视场物镜畸变的研究[D]. 李明杰.合肥工业大学 2018
[6]基于嵌入式GPU全景环视拼接系统的研究[D]. 许毅立.哈尔滨工程大学 2018
[7]车载全景环视系统的算法研究与实现[D]. 高帆.华北电力大学 2018
[8]车载全景视觉系统中相机标定方法的研究[D]. 胡诗卉.武汉大学 2017
[9]基于双线性插值的鱼眼镜头校正算法研究与实现[D]. 刘洁.长春理工大学 2017
[10]360°泊车辅助系统全景成像的研究[D]. 江龙.哈尔滨工业大学 2017
本文编号：3497139
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