CN109544460A - 图像矫正方法、装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种图像矫正方法、装置及车辆，首先，根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定该立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点，接着，根据车辆上的全景系统预设的俯视点以及第一映射点，确定轮廓点在水平面上的第二映射点，进而确定该轮廓点对应的矫正因子，根据该矫正因子，矫正该立体物的图像中用于表征该轮廓点的像素点，对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。因此，采用上述技术方案，可减少全景系统中的立体物拉伸，使全景图像中所显示的立体物的图像更接近于实际的立体物，避免了立体物被拉伸而造成的失真，以便驾驶员从车载显示屏中观察到车辆周围真实的场景，减小交通事故的发生。
Description
技术领域
本公开涉及汽车技术领域，具体地，涉及一种图像矫正方法、装置及车辆。
背景技术
车辆视觉辅助系统已经从后视摄像头观察车后的倒车影像，发展到通过车辆前后左右四个摄像头观察车辆四周影像的全景系统。用户所购买的配置有全景系统的车辆，在生产线下线之前技术人员都会对该车辆内的全景系统进行标定，以达到将车辆前后左右安装的四个摄像头所拍摄的非俯视的单一方向上的场景的影像，拼接成一幅无缝的车顶俯视角度的车辆周围影像的目的，便于用户方便观察车辆周围的场景。
发明内容
本公开的目的是提供一种图像矫正方法、装置及车辆，以克服相关技术中存在的问题。
为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种图像矫正方法包括：
根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点；
根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点；
根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子；
根据所述矫正因子，矫正所述立体物的图像中用于表征所述轮廓点的像素点；
对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。
可选地，根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点，包括：
从所述立体物的图像中识别出用于表征所述轮廓点的像素点；
根据所述全景系统预设的标定规范，确定所述像素点在所述水平面上的第一映射点。
可选地，根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点，包括：
按照公式确定所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，其中，OA表示所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，CP表示所述摄像头至所述水平面的垂直距离，OP表示测距装置测得的所述摄像头与所述轮廓点之间的水平距离，OA1表示所述轮廓点与所述第一映射点之间的水平距离；
按照公式确定所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，其中，OA2表示所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，EP表示所述全景系统预设的俯视点至所述水平面的距离。
可选地，根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子，包括：
按照公式确定所述轮廓点对应的矫正因子，其中，k表示所述轮廓点对应的矫正因子。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种图像矫正装置，包括：
第一确定模块，被配置为根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点；
第二确定模块，被配置为根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点；
第三确定模块，被配置为根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子；
矫正模块，被配置为根据所述矫正因子，矫正所述立体物的图像中用于表征所述轮廓点的像素点；
拼接模块，被配置为对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。
可选地，所述第一确定模块包括：
识别子模块，被配置为从所述立体物的图像中识别出用于表征所述轮廓点的像素点；
第一确定子模块，被配置为根据所述全景系统预设的标定规范，确定所述像素点在所述水平面上的第一映射点。
可选地，所述第二确定模块包括：
第二确定子模块，被配置为按照公式确定所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，其中，OA表示所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，CP表示所述摄像头至所述水平面的垂直距离，OP表示测距装置测得的所述摄像头与所述轮廓点之间的水平距离，OA1表示所述轮廓点与所述第一映射点之间的水平距离；
第三确定子模块，被配置为按照公式确定所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，其中，OA2表示所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，EP表示所述全景系统预设的俯视点至所述水平面的距离。
可选地，所述第三确定模块被配置为按照公式确定所述轮廓点对应的矫正因子，其中，k表示所述轮廓点对应的矫正因子。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种图像矫正装置，所述装置包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点；
根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点；
根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子；
根据所述矫正因子，矫正所述立体物的图像中用于表征所述轮廓点的像素点；
对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种车辆，包括：
全景系统以及本公开实施例的第二方面所述的图像矫正装置。
采用本公开实施例提供的图像矫正方法，首先，根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定该立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点，接着，根据车辆上的全景系统预设的俯视点以及第一映射点，确定轮廓点在水平面上的第二映射点，进而确定该轮廓点对应的矫正因子，根据该矫正因子，矫正该立体物的图像中用于表征该轮廓点的像素点，对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。因此，采用上述技术方案，可减少全景系统中的立体物拉伸，使全景图像中所显示的立体物的图像更接近于实际的立体物，避免了立体物被拉伸而造成的失真，以便驾驶员从车载显示屏中观察到车辆周围真实的场景，减小交通事故的发生。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开实施例提供的一种立体物被拉伸的示意图。
图2是本公开实施例提供的一种图像矫正方法的流程图。
图3是本公开实施例提供的一种图像矫正方法的另一流程图。
图4是本公开实施例提供的一种图像矫正装置的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
车辆的全景系统，在将车辆前后左右安装的四个摄像头所拍摄影像进行拼接时，是按照平面坐标而进行拉伸拼接的，由于摄像头在拍摄立体物时，最终是在一个平面中对该立体物进行成像的，无法区分图像中的像素点所表征的在三维空间中的位置点是位于立体物上还是位于地面上，而在全景系统进行拼接时，是按照该像素点所表征的在三维空间中的位置点位于地面上来进行拉伸拼接的，因此，三维空间中的立体物在通过全景系统拼接成俯视图时，会被拉伸较大。
请参考图1，图1是本公开实施例提供的一种立体物被拉伸的示意图。如图1所示，点A和点B是位于立体物同一平面上的轮廓点，摄像头安装在车辆上，距离地面一定距离，点O是点A垂直投影在地面上的位置，点A1和点B1分别是根据车辆的全景系统，立体物上的轮廓点A和B在地面上的映射点，而理论上，根据全景系统中预先设置的俯视点的位置，立体物上的轮廓点A和B在地面上的映射点分别为点A2和点B2。其中，车辆的全景系统是预先标定的。俯视点的俯视高度和角度是在对全景系统进行标定时设置的，用以将非俯视的图像拼接为俯视图像时所参照的俯视高度和角度。
可见，采用现有的全景系统将车辆周围场景的影像进行拼接时，对于立体物上的轮廓点A和B，经全景系统拼接后，对应在地面上的位置为点A1和点B1，而在理论上，对应在地面上的位置应该为点A2和点B2。因此，在相关技术中的全景图中将实际看到的轮廓点A拉伸了A2A1的长度，同时，位于立体物中同一平面的轮廓点之间的距离AB也被拉伸为A1B1，驾驶人员从车载显示屏中看到的立体物的影像，相对于三维空间中立体物是被拉伸放大后的，造成立体物图像的失真，不便于驾驶人员观察车辆周围的场景，严重时会造成交通事故。
为了使驾驶员从车载显示屏中观察到车辆周围真实的场景，减少交通事故的发生，本公开实施例提供一种图像矫正方法，请参考图2，图2是本公开实施例提供的一种图像矫正方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S21：根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点；
步骤S22：根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点；
步骤S23：根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子；
步骤S24：根据所述矫正因子，矫正所述立体物的图像中用于表征所述轮廓点的像素点；
步骤S25：对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。
通常情况下，配置有全景系统的车辆，在出售之前均需要对全景系统完成标定，以使其能够将车辆周围的场景影像拼接到一幅俯视的影像，显示在车载显示屏中，为驾驶人员在驾驶车辆时提供参考。因此，本公开实施例提出的一种图像矫正方法，是在车辆的全景系统已完成标定的基础上进行图像矫正。
首先，在步骤S21中，用户将车辆停放在固定位置，该固定位置周围至少存在一个立体物，该立体物位于安装在车辆上的至少一个摄像头的视野范围内，全景系统控制器控制能够采集到该立体物的摄像头采集图像，示例地，如果该立体物位于车辆的左侧，则全景系统控制器控制安装在该车辆左侧的任一摄像头采集该立体物的图像。并从该立体物上确定出一个易于分辨的轮廓点，该立体物上的轮廓点经全景标定系统分析，可确定出在水平面上的第一映射点。以图1为例，立体物上的轮廓点为A，在摄像头能采集到该立体物上的轮廓点A后，经全景标定系统分析，确定出立体物上的轮廓点A在水平面上的第一映射点为A1。
接着，在确定出立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点之后，执行步骤S22，其中，全景系统预设的俯视点包括：预设的俯视点的高度和角度(以下简称俯视高度和俯视角度)，在对该全进系统进行标定时设置的。根据该车辆的全景系统的俯视高度和俯视角度以及在步骤S21中确定的该轮廓点的第一映射点的位置，确定出该轮廓点在水平面上的第二映射点。以图1为例，立体物上的轮廓点为A，在水平面上的第一映射点为A1，根据全景系统中预设的俯视高度和俯视角度，确定出立体物上的轮廓点A在水平面上的第二映射点为A2。
最后，根据第一映射点和第二映射点，确定出该轮廓点所对应的矫正因子，其中矫正因子用以在全景系统进行图像拼接时减小对立体物的拉伸量，根据所确定的矫正因子，全景系统矫正该立体物的图像中用于表征该轮廓点的像素点，并对矫正之后的图像进行拼接，以得到全景图像。
采用本公开提供的图像矫正方法，在全景系统已完成标定的基础上，确定出立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点和第二映射点，进而确定出该轮廓点所对应的矫正因子，并根据该矫正因子，对立体物的图像中与该轮廓点相对应的像素点进行矫正，最后，对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像，因此，采用上述技术方案，可减少全景系统中的立体物拉伸，使全景图像中所显示的立体物的图像更接近于实际的立体物，避免了立体物被拉伸而造成的失真，以便驾驶员从车载显示屏中观察到车辆周围真实的场景，减小交通事故的发生。
可选地，在车辆上的摄像头采集立体物的图像之前，所述方法还包括：在车辆停放在固定位置之后，全景系统控制器建立该车辆周围的电子地图，便于查找该车辆周围的立体物。
可选地，请参考图3，图3是本公开实施例提供的一种图像矫正方法的另一流程图。如图3所示，该方法中步骤S21包括以下步骤：
步骤S211：从所述立体物的图像中识别出用于表征所述轮廓点的像素点；
步骤S212：根据所述全景系统预设的标定规范，确定所述像素点在所述水平面上的第一映射点。
为了确定立体物上的轮廓点在水平面上的第一映射点，首先，对摄像头采集到立体物的图像进行图像分析，确定出该立体物的轮廓点在该图像中所对应的像素点。
接着，根据该像素点的位置及全景系统预设的标定规范，确定该像素点在水平面上的第一映射点，其中，全景系统预设的标定规范是指在对全景系统进行标定之后，该全景系统所形成的影像中的像素点与其对应的轮廓点在三维空间中位置的对应关系。
可选地，如图3所示，该方法中步骤S22包括以下步骤：
步骤S221：按照公式确定所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，其中，OA表示所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，CP表示所述摄像头至所述水平面的垂直距离，OP表示测距装置测得的所述摄像头与所述轮廓点之间的水平距离，OA1表示所述轮廓点与所述第一映射点之间的水平距离；
步骤S222：按照公式确定所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，其中，OA2表示所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，EP表示所述全景系统预设的俯视点至所述水平面的距离。
在本公开实施例中，在车辆中安装有测距传感器，该测距传感器可以是任何能测量出立体物距离的传感器，包括但不限于超声波雷达传感器、毫米波雷达传感器、双目摄像头、激光雷达等。该测距传感器在探测到立体物之后，可测量出车辆距离该立体物的水平距离。
具体地，以图1为例，车辆停放的位置为P，安装在车辆上的摄像头位置为C，全景系统预设的俯视点为E。则车辆距离该立体物的水平距离即为OP，由于车辆是停放在固定位置的，其停放位置P可确定出来，根据车辆距离立体物的水平距离OP和该车辆的位置P，确定出点O的位置，立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点A1是根据全景系统预设的标定规范所确定的，因此可确定出OA1，CP表示安装在车辆上的摄像头与水平面的垂直距离，在预先安装摄像头时已经确定的，EP表示全景系统预设的俯视点与水平面的距离，在对全景系统进行标定时已确定的。
假设OP＝2m，OA1＝10m，CP＝1.2m，EP＝2m。根据图1中三角形AA1O和三角形CA1P相似原理，按照公式确定出立体物的轮廓点A与水平面的垂直距离，即OA＝1m。接着根据轮廓点与水平面的垂直距离以及图1中三角形EA2P和三角形A A2O相似原理，按照公式确定出该轮廓点A与第二映射点A2之间的水平距离OA2＝2m。
可选地，如图3所示，该方法中步骤S23包括以下步骤：
步骤S231：按照公式确定所述轮廓点对应的矫正因子，其中，k表示所述轮廓点对应的矫正因子。
在本公开实施例中，定义矫正因子为轮廓点到第二映射点之间的水平距离与轮廓点到第一映射点之间的水平距离的比值，该矫正因子的数值在0～1之间，矫正因子的数值越大，表明该轮廓点的拉伸量越小，矫正因子的数值越小，表明该轮廓点的拉伸量越大。在上述例子中，
本公开实施例中采用的是算法补偿的方法来矫正立体物的图像，根据两次三角形相似原理，即可确定出立体物上轮廓点对应的矫正因子，不需要用额外的设备来矫正立体物的图像中用于表征轮廓点的像素点，节约了图像矫正的成本。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供一种图像矫正装置。请参考图4，图4是本公开实施例提供的一种图像矫正装置的框图。如图4所示，该装置400包括：
第一确定模块401，被配置为根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点；
第二确定模块402，被配置为根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点；
第三确定模块403，被配置为根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子；
矫正模块404，被配置为根据所述矫正因子，矫正所述立体物的图像中用于表征所述轮廓点的像素点；
拼接模块405，被配置为对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。
可选地，第一确定模块401包括：
识别子模块，被配置为从所述立体物的图像中识别出用于表征所述轮廓点的像素点；
第一确定子模块，被配置为根据全景系统预设的标定规范，确定所述像素点在所述水平面上的第一映射点。
可选地，第二确定模块402包括：
第二确定子模块被配置为按照公式确定所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，其中，OA表示所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，CP表示所述摄像头至所述水平面的垂直距离，OP表示测距装置测得的所述摄像头与所述轮廓点之间的水平距离，OA1表示所述轮廓点与所述第一映射点之间的水平距离；
第三确定子模块被配置为按照公式确定所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，其中，OA2表示所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，EP表示所述全景系统预设的俯视点至所述水平面的距离。
可选地，所述第三确定模块被配置为按照公式确定所述轮廓点对应的矫正因子，其中，k表示所述轮廓点对应的矫正因子。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供一种图像矫正装置，包括：处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点；
根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点；
根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子；
根据所述矫正因子，矫正所述立体物的图像中用于表征所述轮廓点的像素点；
对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种车辆，包括：全景系统以及本公开实施例提供的图像矫正装置。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种图像矫正方法，其特征在于，包括：
根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点；
根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点；
根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子；
根据所述矫正因子，矫正所述立体物的图像中用于表征所述轮廓点的像素点；
对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点，包括：
从所述立体物的图像中识别出用于表征所述轮廓点的像素点；
根据所述全景系统预设的标定规范，确定所述像素点在所述水平面上的第一映射点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点，包括：
按照公式确定所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，其中，OA表示所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，CP表示所述摄像头至所述水平面的垂直距离，OP表示测距装置测得的所述摄像头与所述轮廓点之间的水平距离，OA1表示所述轮廓点与所述第一映射点之间的水平距离；
按照公式确定所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，其中，OA2表示所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，EP表示所述全景系统预设的俯视点至所述水平面的距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子，包括：
按照公式确定所述轮廓点对应的矫正因子，其中，k表示所述轮廓点对应的矫正因子。
5.一种图像矫正装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，被配置为根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点；
第二确定模块，被配置为根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点；
第三确定模块，被配置为根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子；
矫正模块，被配置为根据所述矫正因子，矫正所述立体物的图像中用于表征所述轮廓点的像素点；
拼接模块，被配置为对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：
识别子模块，被配置为从所述立体物的图像中识别出用于表征所述轮廓点的像素点；
第一确定子模块，被配置为根据全景系统预设的标定规范，确定所述像素点在所述水平面上的第一映射点。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：
第二确定子模块，被配置为按照公式确定所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，其中，OA表示所述轮廓点到所述水平面的垂直距离，CP表示所述摄像头至所述水平面的垂直距离，OP表示测距装置测得的所述摄像头与所述轮廓点之间的水平距离，OA1表示所述轮廓点与所述第一映射点之间的水平距离；
第三确定子模块，被配置为按照公式确定所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，其中，OA2表示所述轮廓点与所述第二映射点之间的水平距离，EP表示所述全景系统预设的俯视点至所述水平面的距离。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块被配置为按照公式确定所述轮廓点对应的矫正因子，其中，k表示所述轮廓点对应的矫正因子。
9.一种图像矫正装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
根据车辆上的摄像头采集的立体物的图像，确定所述立体物的轮廓点在水平面上的第一映射点；
根据所述车辆上的全景系统预设的俯视点以及所述第一映射点，确定所述轮廓点在所述水平面上的第二映射点；
根据所述第一映射点和所述第二映射点，确定所述轮廓点对应的矫正因子；
根据所述矫正因子，矫正所述立体物的图像中用于表征所述轮廓点的像素点；
对矫正后的图像进行拼接，以得到全景图像。
10.一种车辆，其特征在于，包括：
全景系统以及如权利要求5-9任一所述的图像矫正装置。
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