一种基于可变视角的图像生成方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于可变视角的图像生成方法，用于根据实际的视角需求，进行图像显示。本发明方法先通过多台不同视角的摄像机进行图像采集；其次，标定摄像机的参数并对采集的图像进行畸变矫正；然后，根据指定的视角需求，进行图像遍历，求取所需显示图像的像素值；最后，系统遍历结束。本发明的基于可变视角的图像生成方法对硬件设备要求低，过程简单易行，根据实际视角的需求，生成任意指定视角下的虚拟摄像机图像，实用性强。
【专利说明】-种基于可变视角的图像生成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于数字图像处理领域，具体设及一种基于可变视角的图像生成方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的高速发展和人们生活水平的不断提高，汽车已经成为人们生活中的重 要组成部分和主要的交通工具。人们对汽车的需求越来越大，使得我国私家车的拥有量呈 逐年上升的趋势，由此引发了一系列的交通安全问题，我国的交通事故也已跃居全球首位， 汽车安全问题亟待解决。
[0003] 为了解决该些交通安全问题，我们不仅需要关注各种交通安全法规的制定，同时 也应该关注智能交通系统、智能汽车W及汽车辅助驾驶等技术的研究。因为，在众多的交通 事故中，大多数是因为驾驶员的一些不规范操作引起。而该些不规范操作并不是因为驾驶 员的主观因素造成，只是由于驾驶员存在一定的视觉盲区，导致无法全方位观察车辆周围 的路况引起。在汽车行驶过程中，驾驶员只能同时关注一个方向，可视范围受限，稍不注意 其他方向就有可能发生交通事故。为此，如何解决驾驶员的视觉盲区，为驾驶员提供一个全 方位360度的视觉信息，成为当前汽车辅助驾驶【技术领域】的研究热点。
[0004] 随着图像处理和计算机视觉技术的快速发展，越来越多的技术被应用到汽车电子 领域。传统的基于图像的辅助驾驶系统只是在汽车车尾安装摄像头，只能覆盖车尾周围有 限的区域，而车辆两侧和车头的盲区增加了车辆安全驾驶的隐患。同时，一些现有的全景视 觉技术虽然能够解决驾驶员的盲区问题，但是其大多采用全景鸟廠图的生成方法，无法根 据驾驶员的喜好和要求，进行指定视角的显示全景图像。
[0005] 因此，需要一种基于可变视角的图像生成方法W解决上述问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有技术的辅助驾驶系统视野范围有限、存在视野盲区W及 无法根据驾驶员需求显示指定视角图像的不足，提供一种基于可变视角的图像生成方法。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明基于可变视角的图像生成方法可采用如下技术方 案：
[000引一种基于可变视角的图像生成方法，包括W下步骤：
[0009] 1)、安装不同视角的摄像机。，其中，i = 1，2,…n;
[0010] 2)、对步骤1)中的摄像机进行标定，并计算摄像机的崎变参数，其中，崎变参数包 括径向崎变系数和切向崎变系数；
[0011] 3)、根据步骤。得到的摄像机的崎变参数，分别对每台摄像机拍摄的原始图像进 行崎变矫正，得到崎变矫正后的图像，其中，原始图像坐标和崎变矫正后的图像坐标的关系 为：
[0012]
【权利要求】
1. 一种基于可变视角的图像生成方法，其特征在于：包括以下步骤： 1) 、安装不同视角的摄像机Ci,其中，i= 1，2,…n; 2) 、对步骤1)中的摄像机进行标定，并计算摄像机的畸变参数，其中，畸变参数包括径 向畸变系数和切向畸变系数； 3) 、根据步骤2)得到的摄像机的畸变参数，分别对每台摄像机拍摄的原始图像进行畸 变矫正，得到畸变矫正后的图像，其中，原始图像坐标和畸变矫正后的图像坐标的关系为：
其中，r2=X2+y2;kpk2,k3为径向畸变系数，ppp2为切向畸变系数，（X'，y')为原 始图像坐标，（x，y)为矫正后的图像坐标； 4) 、确定虚拟摄像机的视角以及在世界坐标系中的位置； 5) 、确定虚拟摄像机图像的遍历点在虚拟摄像机的图像坐标系下的坐标（m，n); 6) 、根据虚拟摄像机的图像坐标系和世界坐标系之间的坐标变换关系，计算虚拟摄像 机的像素点坐标（m，n)对应的世界坐标系中的像素点坐标（X，Y)，其中：
其中，X和Y分别表示虚拟摄像机的像素点在世界坐标系中的横坐标和纵坐标；m和n分别表示虚拟摄像机的像素点在虚拟摄像机的图像坐标系中的横坐标和纵坐标；H和W分 别表示虚拟摄像机图像的长和宽；h表示虚拟摄像机的安装高度；2a表示虚拟摄像机的水 平视场角；2 0表示虚拟摄像机的垂直视场角；Y表示虚拟摄像机的安装俯仰角； 7) 、根据摄像机的图像坐标系和世界坐标系之间的坐标变换关系，分别计算步骤6)得 到的世界坐标系中的像素点坐标（X，Y)对应的所有摄像机的图像坐标系中的坐标（Xpyi)， 其中；
其中，X和Y分别表示虚拟摄像机的像素点在世界坐标系中的横坐标和纵坐标；^和yi分别表示世界坐标系中像素点（X，Y)在第i个摄像机的图像坐标系中的横坐标和纵坐标； 氏和Wi分别表示第i个摄像机图像的长和宽；hi表示第i个摄像机的安装高度；2ai表示 第i个摄像机的水平视场角；2 0i表示第i个摄像机的垂直视场角；Yi表示第i个摄像机 的安装俯仰角； 8) 、依次判断坐标（Xi，yi)是否在第i个摄像机的图像范围内，如果在，则将第i个摄像 机的像素点（Xpyi)对应的像素值赋予虚拟摄像机的像素点（m，n); 9) 、将虚拟摄像机的遍历点的坐标（m，n)修改为下一个像素点的坐标； 10)、重复步骤6)-9)直到虚拟摄像机的图像上所有的像素点均遍历结束。
2. 如权利要求1所述的基于可变视角的图像生成方法，其特征在于：步骤1)中摄像机 为广角摄像机。
3. 如权利要求书1所述的基于可变视角的图像生成方法，其特征在于：步骤1)中摄像 机的数量为4个，相邻摄像机的图像之间均具有重叠区域。
4. 如权利要求书1所述的基于可变视角的图像生成方法，其特征在于：步骤1)中摄像 机均匀分布在同一位置的四周。
5. 如权利要求书1所述的基于可变视角的图像生成方法，其特征在于：所述虚拟摄像 机的视角包括水平视场角、垂直视场角和俯仰角。
【文档编号】G06T7/00GK104504677SQ201410652829
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】沈峘, 谭运生 申请人:南京泓众电子科技有限公司