专利名称：全景泊车辅助系统的鱼眼图像快速校正方法
技术领域：
本发明涉及一种鱼眼镜头畸变的快速校正方法，属于车辆工程应用领域。
背景技术：
随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。我国每年因交通死亡人数在10万人左右，占全世界的五分之一。 这些交通事故中又以倒车事故发生的频率为最。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角、驾驶者目测距离有误差、视线模糊等原因造成倒车时的事故率远远高于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。目前，汽车倒车雷达系统已经升级了技术，改良了性能，不管从结构和外观上，还是从性能价格上，都有很大的发展和提升，目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和视频实时显示这三种方式。其中，数码显示通过一个小小的显示器，其上有倒车雷达探测到的数据，来实时显示后方障碍物与后保保险杠的距离。荧屏显示则就更进一步，它在车辆全身布置多个的传感器，然后通过平面图象，实时显示车辆周围障碍物与车辆之间的距离。但这样的图像多为计算机绘制，且传感器的精度不能做到非常逼真的水平。因此就出现了视频实时倒车系统，即倒车影像监视系统。该系统让驾驶员在倒车时，可以清楚的观察车后的状况，因此更加直观可视，对于倒车安全来说是非常实用的配置之一。当挂倒车挡时，该系统会自动接通位于车尾的高清摄像头，将车后状况清晰的显示于液晶显示屏上，并在显示器上通过电脑合成当前方向盘的转动角度所对应的车辆行车路线，从而准确而直观地把握车后的状况。此后随着汽车技术的进一步发展，人们已经不再仅仅满足于看到汽车后面的实时影像， 对于其他盲区如车身侧面、前保险杠以及转弯时的死角等，都有了进一步探寻的需求。基于单个后视摄像头的可视倒车雷达只能看到车身正后方，无法同时看清车身四周状况，存在视角盲区，因此有了车身周围360度全景影像倒车需求，即全景泊车辅助系统。该系统可更加直观和安全可靠的辅助倒车，因此必然成为泊车系统的趋势。目前，仅宝马X6、英菲尼迪EX35等极少数豪华车型引入了全景泊车系统。全景泊车系统在汽车周围架设能覆盖车辆周边所有视场范围的4到8个广角摄像头，对同一时刻采集到的多路视频影像处理成一幅车辆周边360度的车身俯视图，最后在中控台的屏幕上显示，让驾驶员清楚查看车辆周边是否存在障碍物并了解障碍物的相对方位与距离，帮助驾驶员轻松停泊车辆。为了实现实时提供给驾驶员泊车所需要的汽车全景图像，消除了车辆四周的视觉盲区，来帮助驾驶员更加精确的泊车的目标，生成全景视觉图像的算法主要包含去鱼眼失真、平面投影映射和图像合成。其中，去鱼眼失真(即鱼眼图像校正)是关键步骤，直接决定了后续步骤图像处理的质量
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种全景泊车辅助系统的鱼眼图像快速校正方法，其具有首次自动标定，标定后能快速校正鱼眼畸变，通用性好的特点，避免了繁琐的步骤和人工干预，适合在产品中使用。同时，它具有校正速度快的特点，满足实时的需求。为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案一种全景泊车辅助系统的鱼眼图像快速校正方法，包括以下步骤(1)利用自适应的Harris算法对鱼眼摄像头所采集到的鱼眼图像点进行棋盘格角点的提取，以将鱼眼摄像头所采集到的鱼眼图像点构成黑白棋盘格；(2)利用球面透视投影的约束条件构成黑白棋盘格直线的各鱼眼图像点的球面透视投影为球面图像上的大圆，求解出鱼眼图像点投影到球面校正图像点的变形校正参数，以建立鱼眼图像点与球面校正图像点之间的映射关系；(3)将球面校正图像点按照经纬表达方式展开成平面经纬图像点，球面校正图像点的经度展开为平面经纬图点的水平坐标，而球面校正图像点的纬度展开为平面经纬图点的垂直坐标；⑷将鱼眼图像点以及与其相对应的平面经纬图像点储存成映射表；(5)根据映射表，采用双线性插值算法进行鱼眼图像点的实时校正。所述步骤(1)中的自适应Harris算法为①对高斯窗口和高斯方差ο 2赋最大初值；②采用离散二维高斯函数(^x,力= / 1 对鱼眼摄像头所采集到的鱼眼图像
进行高斯滤波处理，求取该离散二维高斯函数的ix、Iy，其中Ix是指该离散二维高斯函数关于χ的一阶导数，而Iy则是该离散二维高斯函数关于y的一阶导数；③计算角点量R R = (I2x */； -(Ix H= Iy)(4 H= / ))/{il ,/；)式中-X=I^Ix /X ④若角点量 R 不满足判
999
断条件时，采用折半赋值的方法先对阀值以及非极大值抑制的领域宽度进行调整后再次进行角点量R的计算，若角点量R还是不满足判断条件时，再对高斯窗口、高斯方差ο 2进行调整，直到角点量R满足判断条件；该判断条件依据以下两条准则建立:Α、每个棋盘格角点的邻域内避免出现k个棋盘格角点；B、棋盘格角点的区间为(L/m，W/m)，其中L为鱼眼图像长度，W为鱼眼图像宽度，该鱼眼图像的棋盘格角点数为m*m。步骤⑵所述鱼眼图像点与球面校正图像点之间的映射关系为
权利要求
1.一种全景泊车辅助系统的鱼眼图像快速校正方法，其特征在于，包括以下步骤(1) 利用自适应的Harris算法对鱼眼摄像头所采集到的鱼眼图像点进行棋盘格角点的提取， 以将鱼眼摄像头所采集到的鱼眼图像点构成黑白棋盘格；(2)利用球面透视投影的约束条件构成黑白棋盘格直线的各鱼眼图像点的球面透视投影为球面图像上的大圆，求解出鱼眼图像点投影到球面校正图像点的变形校正参数，以建立鱼眼图像点与球面校正图像点之间的映射关系；(3)将球面校正图像点按照经纬表达方式展开成平面经纬图像点，球面校正图像点的经度展开为平面经纬图点的水平坐标，而球面校正图像点的纬度展开为平面经纬图点的垂直坐标；(4)将鱼眼图像点以及与其相对应的平面经纬图像点储存成映射表； (5)根据映射表，采用双线性插值算法进行鱼眼图像点的实时校正。
2.根据权利要求1所述全景泊车辅助系统的鱼眼图像快速校正方法，其特征在于， 所述步骤(1)中的自适应Harris算法为①对高斯窗口和高斯方差ο 2赋最大初值；②采用离散二维高斯函数(^x,力=e— 对鱼眼摄像头所采集到的鱼眼图像进行高斯滤波处理，求取该离散二维高斯函数的Ix、Iy，其中Ix是指该离散二维高斯函数关于χ的一阶导数，而Iy则是该离散二维高斯函数关于y的一阶导数；③计算角点量R R = (I2x */； -(Ix H= Iy)(4 H= / ))/{il ,/；)式中-X=I^Ix /X ④若角点量 R 不满足判999断条件时，采用折半赋值的方法先对阀值以及非极大值抑制的领域宽度进行调整后再次进行角点量R的计算，若角点量R还是不满足判断条件时，再对高斯窗口、高斯方差ο 2进行调整，直到角点量R满足判断条件；该判断条件依据以下两条准则建立:Α、每个棋盘格角点的附近邻域内避免出现k个棋盘格角点；B、棋盘格角点的区间为(L/m，W/m)，其中L为鱼眼图像长度，W为鱼眼图像宽度，该鱼眼图像的棋盘格角点数为m*m。
3.根据权利要求1所述全景泊车辅助系统的鱼眼图像快速校正方法，其特征在于，步骤(2)所述鱼眼图像点与球面校正图像点之间的映射关系为f ,23φ -C1T jTC2T +c3r <θ，二 αβ + α2θ2+αβ3 α3 = (1 - - 2πα2)/ 4π2其中(Λ C2, C3, a1, a2分别为鱼眼图像点投影到球面校正图像点的变形校正参数，(r， θ)为鱼眼图像点的极坐标，汐W)为鱼眼图像点进行球面投影后对应球面校正图像点的极坐标。
4.根据权利要求3所述全景泊车辅助系统的鱼眼图像快速校正方法，其特征在于，所述步骤(3)所述的经度f s^r/S-arcctanGan^/cos^')；纬度σ = ^/l-arccosGin^/sini ')。
全文摘要
本发明公开了一种全景泊车辅助系统的鱼眼图像快速校正方法，包括以下步骤(1)利用自适应的Harris算法构建黑白棋盘格；(2)利用球面透视投影的约束条件建立鱼眼图像点与球面校正图像点之间的映射关系；(3)将球面校正图像点按照经纬表达方式展开成平面经纬图像点；(4)将鱼眼图像点以及与其相对应的平面经纬图像点储存成映射表；(5)根据映射表，采用双线性插值算法进行鱼眼图像点的实时校正。因此，本发明具有首次自动标定，标定后能快速校正鱼眼畸变，通用性好的特点，避免了繁琐的步骤和人工干预，适合在产品中使用。同时，它具有校正速度快的特点，满足实时的需求。
文档编号G06T5/00GK102298771SQ20111023368
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者夏宇, 徐诚, 陈日清 申请人:淮安盈科伟力科技有限公司