CN109285120A - 一种图像拼接、图像标定方法、车辆及标定设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，提供一种图像拼接、图像标定方法、车辆及标定设备，以解决单摄像头的流媒体后视镜视野较窄的问题。该方法应用于车辆，所述车辆配置有与后视镜对应的多个摄像头，所述方法包括：接收多个摄像头分别拍摄的多张图像；根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像；在所述后视镜显示所述目标图像。本发明可以扩大流媒体后视镜的视野，并且提升流媒体后视镜的可视效果。

Description

一种图像拼接、图像标定方法、车辆及标定设备
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种图像拼接、图像标定方法、车辆及标定设备。
背景技术
后视镜是驾驶员坐在驾驶座位上直接获取汽车后方、侧方和下方等外部信息的工具。为了行车安全，传统车辆会安装多个普通的光学后视镜便于驾驶员查看后方的情景。例如，安装内后视镜和多个外后视镜等。随着汽车电子化程度的日益提高，流媒体后视镜成为热点。现有的流媒体后视镜是通过单摄像头拍摄车辆后方的情景，将画面显示于车辆的内后视镜。但是单摄像头的流媒体后视镜视野较窄。
发明内容
本发明实施例提供一种图像拼接、图像标定方法、车辆及标定设备，以解决单摄像头的流媒体后视镜视野较窄的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种图像拼接方法，应用于车辆，其特征在于，所述车辆配置有与后视镜对应的多个摄像头，所述方法包括：
接收多个摄像头分别拍摄的多张图像；
根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像，其中，所述图像拼接参数为对所述多个摄像头进行标定后得到的图像拼接参数；
在所述后视镜显示所述目标图像。
进一步地，所述图像拼接参数通过如下标定方式确定：
获取所述多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；
将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数，其中，所述图像拼接参数包括每个摄像头的图像处理参数。
进一步地，所述标定板设有多个标定目标；所述将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，包括：
计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
第二方面，本发明实施例还提供一种图像标定方法，应用于标定设备，所述方法包括：
获取多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；其中，所述多个摄像头为车辆中与后视镜对应的多个摄像头；
将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数。
进一步地，所述标定板设有多个标定目标；所述将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，包括：
计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
第三方面，本发明实施例还提供一种车辆，所述车辆配置有与后视镜对应的多个摄像头，所述车辆包括：
接收模块，用于接收多个摄像头分别拍摄的多张图像；
拼接模块，用于根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像，其中，所述图像拼接参数为对所述多个摄像头进行标定后得到的图像拼接参数；
显示模块，用于在所述后视镜显示所述目标图像。
进一步地，所述图像拼接参数通过如下标定方式确定：
获取所述多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；
将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数，其中，所述图像拼接参数包括每个摄像头的图像处理参数。
进一步地，所述标定板设有多个标定目标；所述将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，包括：
计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
第四方面，本发明实施例还提供一种标定设备，所述标定设备包括：
获取模块，用于获取多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；其中，所述多个摄像头为车辆中与后视镜对应的多个摄像头；
调整模块，用于将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
确定模块，用于将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数。
进一步地，所述标定板设有多个标定目标；所述调整模块，包括：
计算单元，用于计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
调整单元，用于将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
本发明实施例中，通过接收多个摄像头分别拍摄的多张图像；根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像，其中，所述图像拼接参数为对所述多个摄像头进行标定后得到的图像拼接参数；在所述后视镜显示所述目标图像，可以扩大流媒体后视镜的视野，并且提升流媒体后视镜的可视效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的图像拼接方法的流程图；
图2是本发明一具体实施例提供的标定系统的结构图；
图3是本发明另一实施例提供的图像标定方法的流程图；
图4是本发明一具体实施例提供的标定板的结构图；
图5是本发明一实施例提供的图像拼接系统的结构图；
图6是本发明另一实施例提供的图像标定系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的图像拼接方法和图像标定方法均应用于车辆，所述车辆配置有与后视镜对应的多个摄像头。本发明实施例的后视镜为流媒体后视镜，所述车辆设置有多个摄像头、后视镜和控制器。多个摄像头可以为拍摄车辆后方多个方向的后视图像的摄像头，后视镜可以为设于车内前方的内后视镜，控制器通过视频传输选接收摄像头拍摄的多个图像，将接收到的多个图像进行拼接后，再通过视频传输线输出并显示在内后视镜上。例如，车辆配置有三个后视的高速广角摄像头(左摄像头、右摄像头和后摄像头)，控制器和内后视镜。通过控制器将三个高速广角摄像头采集的图像进行拼接，并通过内后视镜进行显示。
参见图1，图1是本发明一实施例提供的图像拼接方法的流程图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101、接收多个摄像头分别拍摄的多张图像。
其中，多个摄像头可以是设于车辆不同部位的摄像头，例如，左摄像头，右摄像头和后摄像头。左摄像头可以安装在左外后视镜底座上，拍摄的图像为车辆左后方的图像，设为第一图像；右摄像头可以安装在右外后视镜底座上，拍摄的图像为车辆右后方的图像，设为第二图像；后摄像头可以安装在车辆尾部，拍摄的图像为车辆正后方的图像，设为第三图像。
多个摄像头将拍摄的多张图像传输至车辆的控制器，车辆的控制器接收多个摄像头分别拍摄的多张图像。例如，左摄像头、右摄像头和后摄像头分别将拍摄的第一图像、第二图像和第三图像传输至车辆的控制器。车辆的控制器接收上述第一图像、第二图像和第三图像。
步骤102、根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像，其中，所述图像拼接参数为对所述多个摄像头进行标定后得到的图像拼接参数。
其中，目标图像可以是将多张图像进行拼接后形成的全景图像。图像拼接参数可以为将多张图像进行标定后得到的图像拼接参数。由于车辆的后视摄像头安装位置的差异会影响全景图像的显示效果，因此需要对多张摄像头拍摄的多张图像进行标定，生成图像拼接参数。车辆的实际应用中，控制器将多张图像通过图像拼接参数拼接后可以得到达到预期显示效果的全景图像。
上述对多个摄像头进行标定可以为标定设备对车辆的多个摄像头针对标定板的摄像图像的进行处理。标定设备是对车辆的多个摄像头拍摄的摄像图像处理的设备，车辆可以在包含标定设备的标定系统中进行标定。在一具体实施例中，如图2所示，图2为标定系统的结构示意图，所述标定系统包括车辆201、定位装置202、标定板203及标定设备(图上未示出)。所述车辆201、定位装置202和标定板203的位置关系如图所示。所述标定设备与所述车辆201连接，用于对所述车辆201的多个摄像头的摄像图像进行标定。所述标定板203位于所述车辆201的后方，所述定位装置202可以包括第一激光测距仪2021和第二激光测距仪2022，第一激光测距仪2021和第二激光测距仪2022位于同一XZ平面，第一激光测距仪2021和第二激光测距仪2022在同一水平直线，分别于车辆201的前后轮毂中心对齐。其作用是为了测量需标定的车辆201与标定板203之间的相对位置，定位装置202通过数据线将数据传输给标定设备。标定板203位于车辆的后部ZY平面，可选的，标定板的材质为哑光材质，其表面光泽度小于7GU@60/85°。
作为一种可选的实施方式，所述图像拼接参数通过如下标定方式确定：
参见图3，图3是本发明实施例提供的另一实施例提供的图像标定方法的流程图，所述图像标定方法应用于标定设备，如图3所示，包括以下步骤：
步骤301、获取所述多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；其中，所述多个摄像头为车辆中与后视镜对应的多个摄像头。
其中，标定板是在机器视觉、摄影测量、三维重建等应用中，为矫正镜头畸变；确定物理尺寸和像素间的换算关系；以及确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，需要建立相机成像的集合模型。
标定板前方设有待标定的车辆的预设区域，车辆驶入标定板前方预设区域后，可通过多个摄像头拍摄标定板的图像。拍摄完成后，车辆的控制器可将每个摄像头针对标定板的多个摄像图片传输至标定设备。标定设备获取多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图形。例如，车辆配置有三个后视的高速广角摄像头(左摄像头、右摄像头和后摄像头)，标定设备可获取左摄像头拍摄的第一图像，右摄像头拍摄的第二图像以及后摄像头拍摄的第三图像。
步骤302、将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像。
其中，与标定板匹配的目标图像是指，标定设备获取多个摄像头针对标定板的摄像图像后，对多个摄像图像进行图像处理，例如，对多个摄像图像的重叠部分进行裁剪、将多个摄像图像调整至同一水平线上或将多个摄像图像分别按照一定比例放大或缩小等，以使调整后的目标图像与标定板相同，不会出现多个摄像图像重叠、不在同一水平线上、大小不一等畸变情况。标定设备对多个摄像图像进行调整是基于多个摄像头与标定板形成的坐标系进行计算，通过获取多个摄像头在所述坐标系的相对位置，从而对每个摄像头的摄像图像进行调整，使多个摄像图像以相同大小呈现于同一平面。
另外，车辆停放在标定板前方的设定区域时，可能会出现些许偏差，车辆不一定完全垂直于标定板，因此，标定设备在对多个摄像图像进行标定之前，还可以对车辆进行定位，通过计算车辆与标定板的位置关系，对车辆的多个摄像头的坐标进行变换。从而在对车辆的多个摄像头拍摄的多个摄像图像进行标定时，能够通过坐标变换，对所述多个摄像图像进行调整，从而使多个摄像图像以相同大小呈现于同一平面。例如，当车辆驶入标定场地，停在标定板前方的设定区域。通过分别对准标定车辆的前后轮毂同一位置的两个激光测距仪，测量车辆与标定板之间的距离，发送至标定设备。标定设备在后续的标定过程中，会根据测量的车辆与标定板的相对位置进行坐标变换，以进行对多个摄像图像的标定。
可选的，所述标定板设有多个标定目标；步骤302，即所述将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，包括：
计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
其中，标定目标是指位于标定板上的标记，可以通过所述标定目标用于确定摄像图像的位置。
在一具体实施例中，请参见图4，假设在标定板上设有八个标定目标，分别标记为1～8。所述标定目标的位置关系如图所示。为了便于目标识别，标定目标的颜色可以与标定板的额以及周围颜色形成鲜明对比。
该实施中，设车辆配置有三个后视的高速广角摄像头(左摄像头、右摄像头和后摄像头)，并且车辆的三个摄像头分别拍摄标定板的摄像图像分别为第一图像401、第二图像402及第三图像403。第一图像401包括标定目标1～4，第二图像402包括标定目标3～6，第三图像403包括标定目标5～8。标定设备在标定过程中，第一图像401和第二图像402都包括标定目标3和4，则将重叠部分裁剪，目标图像中只包括一组标定目标3和4；同样，第二图像402和第三图像403都包括标定目标5和6，则将重叠部分裁剪，目标图像中只包括一组标定目标5和6。经过标定后的三张摄像图像拼接以后的图像中的标定目标与标定板的标定目标的位置关系相同。如，标定目标1、3、5和7在一条直线上，2、4、6和8在一条直线上，并且间距成一定比例。
需要说明的是，上述具体实施例只是一种图像标定方法的示例，标定设备可以通过其他调整多个摄像图像的位置关系的标定方法对多张摄像图像进行标定。
步骤303、将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数。
该步骤中，标定设备对每个摄像图像的位置进行调整后会产生图像处理参数，可以将每个摄像头的图像处理参数作为图像拼接参数，并存储至车辆的控制器中。在车辆的应用中，通过存储的图像拼接参数对每次摄像图像进行图像处理，以得到目标图像。
本发明实施通过获取所述多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数，从而得到应用于车辆的图像拼接参数。通过图像拼接参数拼接多个摄像头拍摄的多张图像，得到无缝且完整的目标图像，可以扩大流媒体后视镜的视野，并且使流媒体后视镜的视野更加清晰，提升流媒体后视镜的可视效果。
步骤103、在所述后视镜显示所述目标图像。
其中，后视镜可以为位于车辆内的内后视镜。控制器据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像后，将目标图像传输至内后视镜。例如，控制器通过视频传输线将目标图像传输至内后视镜，内后视镜显示所述目标图像。用户可以根据内后视镜上的目标图像查看车辆后方的状况。
本发明实施例的通过接收多个摄像头分别拍摄的多张图像；根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像；在所述后视镜显示所述目标图像，可以扩大流媒体后视镜的视野。
本发明实施例还提供了一种车辆500，如图5所示，图5是本发明实施例提供的图像拼接系统的结构图，所述车辆配置有与后视镜对应的多个摄像头，所述车辆包括：
接收模块501，用于接收多个摄像头分别拍摄的多张图像；
拼接模块502，用于根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像，其中，所述图像拼接参数为对所述多个摄像头进行标定后得到的图像拼接参数；
显示模块503，用于在所述后视镜显示所述目标图像。
可选的，所述图像拼接参数通过如下标定方式确定：
获取所述多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；
将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数，其中，所述图像拼接参数包括每个摄像头的图像处理参数。
可选的，所述标定板设有多个标定目标；所述将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，包括：
计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
本发明实施例的通过接收多个摄像头分别拍摄的多张图像；根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像；在所述后视镜显示所述目标图像，使得多摄像头的流媒体后视镜视野较宽，并且提升流媒体后视镜的可视效果。
本发明实施例还提供了一种标定设备600，如图6所示，图6是本发明实施例提供的图像标定系统的结构图，所述标定设备包括：
获取模块601，用于获取所述多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；其中，所述多个摄像头为车辆中与后视镜对应的多个摄像头；
调整模块602，用于将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
确定模块603，用于将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数。
可选的，所述标定板设有多个标定目标；所述调整模块602，包括：
计算单元，用于计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
调整单元，用于将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
本发明实施通过获取所述多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数，从而得到应用于车辆的图像拼接参数。通过图像拼接参数拼接多个摄像头拍摄的多张图像，得到无缝且完整的目标图像，可以扩大流媒体后视镜的视野，并且提升流媒体后视镜的可视效果。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种图像拼接方法，应用于车辆，其特征在于，所述车辆配置有与后视镜对应的多个摄像头，所述方法包括：
接收所述多个摄像头分别拍摄的多张图像；
根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像，其中，所述图像拼接参数为对所述多个摄像头进行标定后得到的图像拼接参数；
在所述后视镜显示所述目标图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像拼接参数通过如下标定方式确定：
获取所述多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；
将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数，其中，所述图像拼接参数包括每个摄像头的图像处理参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标定板设有多个标定目标；所述将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，包括：
计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
4.一种图像标定方法，应用于标定设备，其特征在于，所述方法包括：
获取多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；其中，所述多个摄像头为车辆中与后视镜对应的多个摄像头；
将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述标定板设有多个标定目标；所述将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，包括：
计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
6.一种车辆，其特征在于，所述车辆配置有与后视镜对应的多个摄像头，所述车辆包括：
接收模块，用于接收所述多个摄像头分别拍摄的多张图像；
拼接模块，用于根据预先获取的图像拼接参数将所述多张图像进行拼接，得到目标图像，其中，所述图像拼接参数为对所述多个摄像头进行标定后得到的图像拼接参数；
显示模块，用于在所述后视镜显示所述目标图像。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述图像拼接参数通过如下标定方式确定：
获取所述多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；
将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数，其中，所述图像拼接参数包括每个摄像头的图像处理参数。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述标定板设有多个标定目标；所述将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，包括：
计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
9.一种标定设备，其特征在于，所述标定设备包括：
获取模块，用于获取多个摄像头中每个摄像头针对标定板的摄像图像；其中，所述多个摄像头为车辆中与后视镜对应的多个摄像头；
调整模块，用于将所述获取的多个摄像图像进行图像处理，以得到与所述标定板匹配的目标图像；
确定模块，用于将所述图像处理过程中每个摄像图像的图像处理参数作为其对应的摄像头的图像处理参数。
10.根据权利要求9所述的标定设备，其特征在于，所述标定板设有多个标定目标；所述调整模块，包括：
计算单元，用于计算所述多个摄像图像中的多个标定目标的位置关系；
调整单元，用于将所述多个摄像图像的多个标定目标的位置关系调整至与所述标定板的多个标定目标的位置关系匹配的位置。
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