CN107341845B - 一种车载全景图像阴影遮盖方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载全景图像阴影遮盖方法，用于减少全景图像中3D车模底部地面的阴影，包括S10.构建坐标系，采集视点坐标、第一地面参考点坐标和/或第二地面参考点坐标；S20.根据车底高度、视点坐标以及两地面参考点的坐标的比例计算出关于第一偏移量和/或第二偏移量；S30.根据第一偏移量和/或第二偏移量的比例计算出偏移量参数；S40.计算视点与第一地面参考点的距离以及偏移量参数计算出最终偏移量，并根据最终偏移量将3D车模向视点方向偏移。本发明可以有效使车体与3D全景影像中的物体有更好的远近视觉效果。其偏移量将自动根据视点的位置关系进行计算实时更新，在视点不断变化的过程中，形成渐进变化、不突兀顿挫的视觉变化效果。

Description

一种车载全景图像阴影遮盖方法

技术领域

本发明涉及汽车全景图像处理方法，特别涉及一种车载全景图像阴影遮盖方法。

背景技术

随着汽车在性能和安全上技术的提升，越来越多 的汽车搭载全景成像技术，其对查看汽车周围的障碍物以及全景导航提供很好的辅助作用。在3D全景导航系统中，由于4路广角摄像头拍摄到的图像并不包含车底的信息，所以无论其如何拼接图像，在形成的全景效果图中均不可能显示车底的信号。当3D视角高度偏低时，在3D立体透视效果的影响下，位置最低的车底阴影与车身偏离较大的位置，3D车模不能很好地遮盖到其边缘部分的地方，从而在图像上会形成一个较大的黑色阴影底框，由于其没有图像数据，给人予一种非常突兀不真实的感觉，如图1所示，并且容易误以为车身与周围景物的距离偏远，并给人视觉上一种距离感，对周身景物的距离感不准确。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了具有一种车载全景图像阴影遮盖方法。

一种车载全景图像阴影遮盖方法，包括如下步骤：

S10. 构建坐标系，确定3D车模底部地面的阴影范围，采集视点坐标、位于阴影内的第一地面参考点坐标以及位于阴影边缘的第二地面参考点坐标；

S20.根据车底高度、所述视点坐标以及两地面参考点的坐标的比例计算出关于第一地面参考点的第一偏移量以及关于第二地面参考点的第二偏移量；

S30.根据所述第一偏移量和所述第二偏移量的比例计算出偏移量参数；

S40.计算所述视点与所述第一地面参考点的距离在所述3D车模移动方向上的分量，与所述偏移量参量相乘计算出最终偏移量，并根据所述最终偏移量将所述3D车模向所述视点方向偏移。

进一步的，所述坐标系为三轴坐标系。

进一步的，所述第一地面参考点处于所述3D车模的中心点，所述第二地面参考点处于所述3D车模的车前端或者车后端的中心位置。

进一步的，所述步骤S20包括如下子步骤：

采集第一地面参考点或者第二地面参考点的坐标；

将所述视点坐标竖直映射到地面，再旋转映射到所述第一地面参考点和第二底面参考点之间的连线上；

计算第一地面参考点或者第二地面参考点与映射后视点的映射距离；

根据所述视点的高度、车底盘高度以及所述映射距离，利用三角形等比关系计算出第一偏移量或者第二偏移量。

进一步的，所述步骤S30包括如下子步骤：

获取第一偏移量以及第二偏移量；

将第一偏移量以及第二偏移量相除获得偏移量参数。

进一步的，当所述视点与所述第一地面参考点的水平距离小于所述第一地面参考点到所述3D车模的车头或车位的距离时，所述偏移量参数为0。

进一步的，所述3D车模的车长度、车底盘高度与所模拟的实际汽车对应参数相等。

另外，本实施例还提供一种车载全景图像阴影遮盖方法，包括如下步骤：

S10’. 构建坐标系，采集视点坐标、位于阴影范围内的第一地面参考点坐标；

S20’.根据车底高度、所述视点坐标以及所述第一地面参考点的坐标的比例计算出关于第一地面参考点的第一偏移量；

S30’.根据所述第一偏移量将所述3D车模向所述视点方向偏移。

进一步的，所述第一地面参考点位于阴影范围的中心点或者车前端或者车后端的中间处。

本发明的所起到的有益效果包括：

可以有效改进在3D全景导航系统中车体与底部阴影边框的位置关系，使车体与3D全景影像中的物体有更好的远近视觉效果。其偏移量将自动根据视点的位置关系进行计算实时更新，在视点不断变化的过程中，形成渐进变化、不突兀顿挫的视觉变化效果。

有效改进了视觉效果，增强了3D空间中车与周围景物的视觉距离关系，提高了系统展现效果的真实性以及安全性。

附图说明

图1为现有技术的技术缺陷示意图。

图2为本发明实施例1中的方法流程图。

图3为本发明中视点与第一底面参考点以及第二底面参考点的位置关系图。

图4为本发明实施例3中的偏移参数的计算图。

图5为本发明实施例4中的视点与第一底面参考点的位置关系图。

其中，阴影为1；黑色图像边缘与3D车模边缘的距离为11；视点为E；第一参考点为o；第二参考点为b；车底高度为h；第一偏移量为S1；第二偏移量为S2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。

实施例1：

一种车载全景图像阴影遮盖方法，用于减少全景图像中3D车模底部地面的阴影，其主要原理是根据视角的位置，移动3D全景图像中的3D车模位置以减少车底位置的黑色图像边缘与3D车模边缘的距离，从而降低突兀感。如当在3D全景图像场景下，视点在3D车模的正后上方，通过计算偏移量后，3D车模将向后移动偏移量的距离，从而减少呈现出来的阴影边框面积。并且本发明中的偏移量是根据视点的位置适时调整的。

具体方法包括如下步骤，如图2~4所示：

S10. 在该3D全景图像中构建一个坐标系，并通过该坐标系来采集视点坐标、第一地面参考点的坐标以及第二地面参考点的坐标。本步骤中，该第一地面参考点的坐标位于3D车模的车底阴影内，其可以是阴影的中心附近位置，也可以是靠近边缘的位置。而第二地面参考点则与第一地面参考点相对，设置在车底阴影边缘上。第一地面参考点和第二地面参考点之间的关系则对3D车膜在全景图像进行旋转时偏移量变换的平滑程度有影响。

S20.根据3D车模车底的高度、视点坐标以及两地面参考点的坐标这四个参量的比例进行偏移量的计算，其中，根据3D车模车底的高度、视点坐标以及第一地面参考点之间的距离比例计算出关于第一地面参考点的第一偏移量；根据3D车模车底的高度、视点坐标以及第二地面参考点之间的距离比例计算出关于第二地面参考点的第二偏移量。该两个偏移量均可以根据视点的移动来进行偏移量大小地调整，从其整体趋势上看，当视点越远离3D车模位置，偏移量就越大；另一方面，当视点约贴近地面，其偏移量也越大。

上述的第一偏移量和第二偏移量变化趋势有所不同，第一偏移量是随着视点位置的变化逐渐变化的，但是由于其实基于黑色阴影内，因此偏移量会偏大，进而黑色阴影的修正量过多，而第二偏移量由于基于黑色阴影的边缘，因此其偏移量的修正量很好，但是当视点进入到3D车模正侧面范围的时候，其偏移量则为0，在从3D车模的后方经过车侧面扫到前方时，其进入正侧面的在临界位置会产生顿挫感，其在临界位置计算出来的偏移量将降为0，在临界线与临界线之间将一直保持偏移量为0。

S30.为了解决上述的矛盾，需要根据第一偏移量和第二偏移量的比例计算出偏移量参数。使视点在逐渐进入到3D车模的正侧面时，最终的偏移量由第二偏移量逐渐修正到第一偏移量上。即当视点越靠近3D车模的正侧面范围时，第一偏移量占到最终偏移量的权重越大。时视角变换的过程中既满足准确偏移修正，又能够进行平滑过渡。

S40.在计算得到上述偏移量参数后，需要确定一个偏移的基础值，该基础值需要与视点位置以及3D车模的位置相关联，本实施根据视点与第一地面参考点的距离进行该基础值的计算，即计算该两点在3D车模水平纵轴上的分量。最后将该分量与偏移量参量相乘计算出最终偏移量，并根据最终偏移量将3D车模向视点方向偏移。

本步骤中，视点与第一地面参考点的距离为该两点在3D车模水平纵轴上的分量。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中，最终偏移量、第一偏移量和第二偏移量的方向均沿3D车模的水平纵轴方向。即3D车模的移动方向只要前进或者后退即可。由于车的侧面有与地面接触的轮子，因此在车侧面无论黑色阴影的面积有多大，均不容易使人产生错觉。

本实施例所采用的坐标系为三轴坐标系。其分别为X轴Y轴以及Z轴。通过该坐标系对个点的定位，可以简化数据运算量。当然坐标系也可以是三维极坐标系。

为了更加准确地反应车辆与周围障碍物的实际情况，3D车模的车长度、车底盘高度与所模拟的实际汽车对应参数相等。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，为了使偏移量变换更加均匀，将第一地面参考点处于3D车模的中心点，第二地面参考点处于3D车模的车前端或者车后端的中心位置，当视点靠近3D车模前方的时候，第二地面参考点则处于车垫段的中心位置，反之当视点靠近3D车模后方的时候，第二地面参考点则处于车后端的中心位置，以便准确得到第二偏移量。

本实施例中，第一偏移量和第二偏移量的具体计算方法包括如下子步骤，如图3所示：

S21. 采集第一地面参考点或者第二地面参考点的坐标。

S22. 为了获得准确的偏移量，需要将三点之间的距离关系整理到一条线上。首先将视点坐标竖直映射到地面，再旋转映射到所述第一地面参考点和第二底面参考点之间的连线上。

S23. 计算第一地面参考点或者第二地面参考点与映射后视点的映射距离。

按照本实施例对第一地面参考点和第二地面参考点的定义，可以将坐标系的原点置于第一地面参考点上，此时可以确定为第一地面参考点与映射后视点的距离即是视点在地面上的映射点到坐标原点的距离，而第二地面参考点与映射后视点的距离即是视点在地面上的映射点到坐标原点的距离减去1/2的车长度。

S24. 根据视点的高度、车底盘高度以及映射距离，利用三角形等比关系计算出第一偏移量或者第二偏移量。

即计算第一偏移量的公式为：

其中S1为第一偏移量，h为车底盘高度，o为第一地面参考点， E为视点。

第二偏移量的公式为：

其中S2为第二偏移量，h为车底盘高度， b为第二地面参考点，E为视点。

在偏移量参数方面，具体的计算方法包括如下子步骤：

为了方便描述，如图4所示，将第一偏移量标记为A，第二偏移量标记为B，偏移量参数标记为a。

S31. 获取第一偏移量S1以及第二偏移量S2，

S32. 将第一偏移量S1以及第二偏移量S2相除获得偏移量参数a。使得偏移量参数为：

另外，为了保证在全景图像修正的稳定，当视点过于靠近3D车模时，第二偏移量结果会为负，同时由于视点太近也影响整体效果，为了避免该问题的，当视点与第一地面参考点的水平距离小于第一地面参考点到3D车模的车头或车位的距离时，本实施例中即为1/2的车长度，偏移量参数为0。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的车载全景图像阴影遮盖方法所采集的仅仅是一个地面参考点，如图5所示，该参考点位于车底阴影范围的中心点或者车前端或者车后端的中间处。具体方法包括如下子步骤：

S10’. 构建坐标系，采集视点坐标、位于阴影范围内的第一地面参考点坐标；

S20’.根据车底高度、视点坐标以及第一地面参考点的坐标的比例计算出关于第一地面参考点的第一偏移量；

S30’.根据第一偏移量将所述3D车模向视点方向偏移。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种车载全景图像阴影遮盖方法，其特征在于：包括如下步骤，

S10. 构建坐标系，确定3D车模底部地面的阴影范围，采集视点坐标、位于阴影内的第一地面参考点坐标以及位于阴影边缘的第二地面参考点坐标；

S20.利用三角形等比关系根据3D车模的车底高度、所述视点坐标、所述视点坐标在地面的映射坐标以及两地面参考点的坐标的比例计算出关于第一地面参考点的第一偏移量以及关于第二地面参考点的第二偏移量；

S30.计算所述第一偏移量和所述第二偏移量的比值，并作为偏移量参数；

S40.计算所述视点与所述第一地面参考点的距离在所述3D车模移动方向上的分量，与所述偏移量参量相乘计算出最终偏移量，并根据所述最终偏移量将所述3D车模向所述视点方向偏移。

2.根据权利要求1所述的车载全景图像阴影遮盖方法，其特征在于，所述最终偏移量、所述第一偏移量和所述第二偏移量的方向与所述3D车模的水平纵轴方向相同。

3.根据权利要求1所述的车载全景图像阴影遮盖方法，其特征在于，所述坐标系为三轴坐标系。

4.根据权利要求1所述的车载全景图像阴影遮盖方法，其特征在于，所述第一地面参考点处于所述3D车模的中心点，所述第二地面参考点处于所述3D车模的车前端或者车后端的中心位置。

5.根据权利要求1所述的车载全景图像阴影遮盖方法，其特征在于，所述步骤S20包括如下子步骤：

采集第一地面参考点或者第二地面参考点的坐标；

将所述视点坐标竖直映射到地面，再旋转映射到所述第一地面参考点和第二底面参考点之间的连线上；

计算第一地面参考点或者第二地面参考点与映射后视点的映射距离；

根据所述视点的高度、车底盘高度以及所述映射距离，利用三角形等比关系计算出第一偏移量或者第二偏移量。

6.根据权利要求1所述的车载全景图像阴影遮盖方法，其特征在于，所述步骤S30包括如下子步骤：

获取第一偏移量以及第二偏移量；

将第一偏移量以及第二偏移量相除获得偏移量参数。

7.根据权利要求1所述的车载全景图像阴影遮盖方法，其特征在于，当所述视点与所述第一地面参考点的水平距离小于所述第一地面参考点到所述3D车模的车头或车位的距离时，所述偏移量参数为0。

8.根据权利要求1所述的车载全景图像阴影遮盖方法，其特征在于，所述3D车模的车长度、车底盘高度以及所述视点的位置之间的比例关系与所模拟的实际汽车对应参数相等。

9.一种车载全景图像阴影遮盖方法，用于减少全景图像中3D车模底部地面的阴影，其特征在于：

构建坐标系，采集视点坐标、位于阴影范围内的第一地面参考点坐标；

利用三角形等比关系根据车底高度、所述视点坐标、所述视点坐标在地面的映射坐标以及所述第一地面参考点的坐标的比例计算出关于第一地面参考点的第一偏移量；

根据所述第一偏移量将所述3D车模向所述视点方向偏移。

10.根据权利要求9所述的车载全景图像阴影遮盖方法，其特征在于，所述第一地面参考点位于阴影范围的中心点或者车前端或者车后端的中间处。

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