CN103253194A - 一种行车辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种行车辅助系统，该系统包括：4个摄像头，分别安装在车身前后左右；DSP芯片，将所述4个摄像头获取的图像进行失真矫正处理和全景拼接；显示器，输出全景拼接的图像。该行车辅助系统能够快速安装并适配在任何已有的车型上，以全面性地提升行车安全。

Description

一种行车辅助系统

技术领域

本发明涉及一种行车辅助系统，尤其是一种可以实现全景图像的行车辅助系统。

背景技术

汽车产业随着国家经济的发展，已经成为重要的民生和经济产业，2010年中国已经成为世界最大的汽车生产国和消费国,是世界第二大汽车保有量的国家。在汽车所有的部件以及设计理念中，安全性始终是占据最重要的位置，除了汽车本身所具有的各种情况下的安全保障配置，如何给驾驶者一种可操控的安全驾驶指引始终是汽车安全这个领域不断的追求和创新，从最早的超声波倒车雷达，到目前已经大批量安装使用的倒车后视系统，可以解决部分的车辆倒车问题，但是车辆不管是在倒车还是在正常行驶过程中，驾驶者始终面临一个视觉盲区的问题，无法及时的了解车辆周边的所有情况，并由此造成各种事故的发生，严重的造成人身的伤亡。如经常有车辆因为无法看到在车头前或者车身后面玩耍的小孩，贸然盲目进行启动行驶或者倒车，造成惨剧，给双方的家庭和社会带来巨大的损失。

现有的行车辅助系统只在部分车型上实现，无法对现有已有的车型进行改造。因此，有必要提供一种行车辅助装置，能够快速安装并适配在任何已有的车型上，以全面性地提升行车安全。

发明内容

本发明提供一种行车辅助系统，该系统包括：

4个摄像头，分别安装在车身前后左右；

DSP芯片，将所述4个摄像头获取的图像进行失真矫正处理和全景拼接处理；

显示器，输出全景拼接处理后的图像；

本发明提供一种行车辅助系统，其中所述的失真矫正处理的方式为：先查询镜头的畸变参数，获得对应的畸变校正处理算法，在无法获取畸变参数的情况下，根据镜头的其它物理参数匹配系统内建的数学畸变参考模型，从而获得对应的畸变校正处理算法。

本发明提供一种行车辅助系统，，其中所述的全景拼接处理的方式为：先检测出图像目标物体，然后在目标物体上提取特征点；在得出图像之间的投影关系之后运用单应性矩阵对图像进行投影，将投影后的图像在重叠区域根据特征匹配点进行拼接，最后根据图像彩色信息进行图像的融合。

本发明提供一种行车辅助系统，其中前后摄像头分别安装在车辆的车牌架上, 所述车牌架的上方有一突出部，摄像头嵌入在突出部中。

该系统能够快速安装并适配在任何已有的车型上，以全面性地提升行车安全。

附图说明

图1为本发明的行车辅助装置的整体安装示意图；

图2为本发明中车牌架的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1显示了本发明的行车辅助装置的整体安装示意图。其中车体1的前后左右分别安装有摄像头11，12，13，14。摄像头11安装于车体1的前部，用于获取车体正前方的实时影像；摄像头12安装于车体1的尾部，用于获取车体后方的实时影像；摄像头13，14分别安装在车体左侧和右侧的后视镜上，用于获取车体左侧和右侧的实时影像。为了确保拼接后图像的连贯性，相邻的两个摄像头所获取实时影像会有部分区域重叠，分别为101，102，103，104。

在安装时，先将车辆停放在前后左右各放置4块画有黑白方格标记的图片测量位置内，在车体1的前后左右分别安装摄像头11，12，13，14。安装摄像头基本的原则尽可能的保证摄像头的拍摄方向垂直向下，保障光学镜头能够取到最为广泛的视域，提高行车辅助装置的可视覆盖率。

本系统中4个摄像头优选使用鱼眼摄像头。鱼眼镜头是一种短焦距(f=6-16mm)大视场(视场焦约为180度甚至270度)摄像镜头。鱼眼摄像头具有相当长的景深，有利于表现照片的长景深效果，但用鱼眼镜头所摄图像变形严重，特别是在图片的边沿区域，越是角度大的镜头在边沿区域畸变的状况越是严重。为了表示真实场景中物体在镜头成像平面上的投影，即建立图像像素位置与空间重点位置之间的关系，需要对鱼眼镜头建立成像模型，

由光学成像原理可知，焦距越短，视角越大，所成图像产生的畸交也就越大。鱼眼镜头已广泛地应用于各种全景观测中，它的超大广角可以使其一眼看遍周围场景；但鱼眼镜头会产生“近大远小”的桶形畸变，其误差将直接影响系统精度，因此校正畸变是进行全方位视觉的一项至关重要的工作。

本系统对失真矫正处理的方式为：先查询镜头的畸变参数，获得对应的畸变校正处理算法，在无法获取畸变参数的情况下，根据镜头的其它物理参数匹配系统内建的数学畸变参考模型，从而获得对应的畸变校正处理算法。

系统将摄像头11，12，13，14所获得的图像与畸变校正处理算法中坐标映射表进行运算，从而得到校正后的图像。

在图像的拼接方面，由于广角鱼眼镜头在生产时生产工艺的各种因素，使得每一批生产的镜头之间总会存在各种的差异化，如水平角、垂直角等的差异，或者X,Y轴距离中心点的偏移等等，这样使得为了在安装车辆上可以达到一种完美的视觉效果，就必须按照实际安装摄像头镜头的差异化，作相应的补偿和微调。

本发明的全景拼接处理的方式为：先检测出图像目标物体，然后在目标物体上提取特征点；在得出图像之间的投影关系之后运用单应性矩阵对图像进行投影，将投影后的图像在重叠区域根据特征匹配点进行拼接，最后根据图像色彩信息进行图像的融合。

安装好摄像头之后，在车体的前后左右各放置1块画有黑白方格标记的图片，以方便系统识别特征点。启动摄像头11，12，13，14获得照片。通过校验黑白方格上的特征点，观察停车位四周的线条是否呈直线状，即可以判断出失真矫正是否达到要求。

另外，不同摄像头的图像采样，光强都会存在差异，因此在图像拼接的边界处会存在比较明显的缝隙，需要进行图像融合，消除图像光强或者色彩的不连续性，让图像在拼接处的光强平滑过渡以消除光强突变：本方案采用加权平均法，将图像分解成不同频域上的一组图像，在每个分解的频域上，将图像重叠边界附近加权平均，最后将所有频域上的合成图像汇总成一幅图像作为结果。

本系统的具体安装方法如下：

1，首先准备一个3m*5m的内框加上一个5米×7.5米外框车位。

2，安装前后摄像头。前后摄像头分别安装在车辆的车牌架1的上方。图2为本发明中车牌架的侧视图。车牌架2的上方有一突出部3，摄像头4嵌入在突出部3中。现有技术中一般将前后摄像头固定于前后保险杠上，但是这种安装方式需要在保险杠上打孔。采用带有突出支架的车牌架则可以省去在保险杠上开孔的步骤。

3，安装左右摄像头。前后摄像头分别安装在左右倒车后视镜中。拆开倒车后视镜，确认左右摄像头的安装空间，根据每款不同的车型，用标尺在后视镜下面，测量出要打孔的圆心位置并做好标记。

4，所有连接线接好后上给设备上电，进入拍照模式。把车停在停车位内的中间处，保持车不动的状态，拍下一张照片。前后的车位线出现在停车区域的上方区域中并在中线以下，但是不超过整个画面的1/3。左右要保证摄像头垂直照地，左右鱼眼图要能看得到车位线的前后端横向线条。达到以上两点摄像头安装合格，并把摄像头安装固定牢固。如不能达标，则需要微调摄像头的倾斜角度。

5、测量四个摄像头离地高度、前后摄像头以及左右摄像头水平距离。

6、根据测量得到的参数对图像进行校正和拼接。

本发明并不局限于上述具体实施方式，根据上述说明书的揭示和指导，本发明所属领域的技术人员还可对上述实施方式进行适当的变更和修改，其变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (4)

1.一种行车辅助系统，该系统包括：

4个摄像头，分别安装在车身前后左右；

DSP芯片，将所述4个摄像头获取的图像进行失真矫正处理和全景拼接处理；

显示器，输出全景拼接处理后的图像。

2.如权利要求1所述的行车辅助系统，其中所述的失真矫正处理的方式为：先查询镜头的畸变参数，获得对应的畸变校正处理算法，在无法获取畸变参数的情况下，根据镜头的其它物理参数匹配系统内建的数学畸变参考模型，从而获得对应的畸变校正处理算法。

3.如权利要求1所述的行车辅助系统，其中所述的全景拼接处理的方式为：先检测出图像目标物体，然后在目标物体上提取特征点；在得出图像之间的投影关系之后运用单应性矩阵对图像进行投影，将投影后的图像在重叠区域根据特征匹配点进行拼接，最后根据图像彩色信息进行图像的融合。

4.如权利要求1所述的行车辅助系统，其中前后摄像头分别安装在车辆的车牌架上, 所述车牌架的上方有一突出部，摄像头嵌入在突出部中。

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