CN112738382B - 一种车辆车头与车身全景环视图像拼接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆车头与车身全景环视图像拼接方法，获取车头与集装箱车身交接处的中心坐标，将车头与集装箱车身交接处的中心坐标设置为车辆全景标定的坐标系原点；将车头上摄像头内外参矩阵数据存储于安装在车头上的全景成像控制盒内，并将安装在集装箱车身上的摄像头内外参矩阵数据存储于该摄像头内部的存储器中；全景成像控制盒的系统初始化时，车头上的全景成像控制盒获取存储在全景成像控制盒内的摄像头的内外参矩阵数据，以及获取存储在装箱车身上的摄像头的内外参矩阵数据，依据获取到的每个摄像头的内外参矩阵数据，对摄像头捕获的图像数据，投影到中控台的屏幕上显示的目标的贴图面上，完成全景图像拼接生成。
Description
技术领域
本发明涉及车辆车头与车身全景图像拼接技术领域，具体为一种车辆车头与车身全景环视图像拼接方法。
背景技术
当前，基于多路摄像头的全景图像拼接以及相关的方案已经成熟。大量的中小型车辆，普遍安装全景图像生成设备，辅助司机对车辆周围各个盲区和环境进行观察，最终降低各类安全事故出现的概率，然而，对于大型集装箱拖车而言，采用传统全景图像拼接的方案较为困难，原因如下：
一、大型货车本身，车头，以及车身（装载集装箱部分），是分离的。同一个车头，在不同的时间点，可能挂载不同的货箱。
在这种情况下，配套安装在车辆尾部的摄像头、装载在货箱上的摄像头、以及全景图像生成的控制盒的连接，就不满足一对一关系。对于全景控制盒而言，装在后箱上的摄像头，无论是摄像头本身，以及摄像头的安装位姿，都是可变的（甚至货箱的大小，长度都会发生变化）。
二、全景图像生成设备，要对所有摄像头的图像进行拼接，就需要知道各个摄像头的相对于车辆坐标系固定的外参和内参。然而，由于车头（全景控制盒的所处的位姿）所挂载的货箱，是不确定的，所以卡车挂载的货箱上的摄像头，以及摄像头的安装位姿，也无法确定，所以 360全景图像设备，难以应用到大型卡车上（货箱是挂载的）。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆车头与车身更换后能准确拼接车身全景图像的车辆车头与车身全景环视图像拼接方法。
本发明所述的车辆车头与车身全景环视图像拼接方法，包括：
获取车头与集装箱车身交接处的中心坐标，将车头与集装箱车身交接处的中心坐标设置为车辆全景标定的坐标系原点；
将车头上摄像头内外参矩阵数据存储于安装在车头上的全景成像控制盒内，并将安装在集装箱车身上的摄像头内外参矩阵数据存储于该摄像头内部的存储器中；
全景成像控制盒的系统初始化时，车头上的全景成像控制盒获取存储在全景成像控制盒内的摄像头的内外参矩阵数据，以及获取存储在装箱车身上的摄像头的内外参矩阵数据；
依据获取到的每个摄像头的内外参矩阵数据，对摄像头捕获的图像数据，投影到中控台的屏幕上显示的目标的贴图面上，完成全景图像拼接生成。
所述的车辆车头与车身全景环视图像拼接方法，由于大型拖车的车头和车身是分离的，相同的车头，可能需要搭配不同的车身，所以，相对于安装在车头上的全景控制盒而言，安装在车身上的摄像头，自身的内参，以及相对于车辆坐标系的外参，随着车身的更换，都在发生变化，通过在车头与集装箱车身互换前，获取车头与集装箱车身交接处的中心坐标，将车头与集装箱车身交接处的中心坐标设置为车辆全景标定的坐标系原点，相对于该坐标系原点，对车头上的摄像头以及集装箱车身上的摄像头进行标定，将车头上的摄像头的内外参矩阵数据存储于全景成像控制盒内部，并将安装在集装箱车身上的摄像头的内外参矩阵数据存储于该摄像头内部存储器中，在全景成像控制盒的系统初始化时，全景成像控制盒内部系统初始化，处于车头上的全景成像控制盒获取存储在全景成像控制盒内的摄像头的内外参矩阵数据，以及获取存储在装箱车身上的摄像头的内外参矩阵数据，依据获取到的每个摄像头的内外参矩阵数据，对摄像头捕获的图像数据的每帧采样的图像，进行投影拼接。
由于系统每次初始化的时候，都会尝试获取位于车身上的摄像头内部所存储的相对坐标原点内外位姿参数；且方案将坐标原点设置在车头与集装箱车身的中点机械连接处，则各个摄像头相对该原点的内外参矩阵数据，不会受到车头车身更换的影响，所以，在更换车头和集装箱车身的时候，无需要重新标定，直接利用存储在控制盒内部以及摄像头内部的内外参矩阵数据，即可进行图像的拼接和投影，从而提高了整辆车的全景环视标定的准确性，进而提高了大型拖车的工作效率。
附图说明
图1为本发明车辆车头与车身全景环视图像拼接方法的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种车辆车头与车身全景环视图像拼接方法，包括：
获取车头与集装箱车身交接处的中心坐标，将车头与集装箱车身交接处的中心坐标设置为车辆全景标定的坐标系原点；
将车头上摄像头内外参矩阵数据存储于安装在车头上的全景成像控制盒内，并将安装在集装箱车身上的摄像头内外参矩阵数据存储于该摄像头内部的存储器中；
全景成像控制盒的系统初始化时，车头上的全景成像控制盒获取存储在全景成像控制盒内的摄像头的内外参矩阵数据，以及获取存储在装箱车身上的摄像头的内外参矩阵数据；
依据获取到的每个摄像头的内外参矩阵数据，对摄像头捕获的图像数据，投影到中控台的屏幕上显示的目标的贴图面上，完成全景图像拼接生成。
全景成像控制盒是指将汽车周围架设能覆盖车辆周边所有视场范围的四到八个或者更多的广角摄像头，对同一时刻采集到的多路视频影像处理成一幅车辆周边360度的车身俯视图，最后在中控台的屏幕上显示的控制盒。
由于在标定的过程中，若标定所选择的世界坐标系原点不方便部署在车头与集装箱车身交接处。则可以通过测量的方式获取原始世界坐标系的原点到车头与集装箱车身交接处的中心位置的位移，依据该位移，对标定过程中，所有提取到的将要进行标定计算的特征点的坐标值进行补偿矫正，补偿矫正后的标定所选用特征点坐标值所相对的坐标系原点已经平移到车头与集装箱车身交接处的中心位置上。
集装箱上的摄像头数量可以设置至少一个或者至少三个，当集装箱的宽度与车头的宽度相同时，集装箱上的摄像头数量设置为至少一个，摄像头安装在集装箱尾部位置，当集装箱的宽度与车头的宽度不相同时，集装箱上的摄像头数量设置至少为三个，摄像头安装在集装箱尾部中点位置以及集装箱的左右两侧。由于集装箱可能出现与车头宽度一致和不一致的情况，当集装箱的宽度与车头宽度一致时，可在集装箱尾部中点位置安装一个摄像头来获取图像，当集装箱的宽度与车头宽度不一致时，可在集装箱尾部位置以及两侧各安装一个摄像头来获取图像，从而适应不同的集装箱尺寸，进而提高了车头与集装箱的互换性，以提高车辆车头与车身全景环视图像拼接效果。
由于集装箱车身通常非常长，且包含可能对信号造成影响的金属部件；信号从后部传输到车头，有非常巨大的衰减，通过集装箱上的摄像头设置天线延长线，天线延长线延伸至车头与集装箱车身交接处，通过WIFI信号与全景成像控制盒进行传输数据，可以对于可分离式的集装箱拖车，更换车头或者车身，无需连接视频信号线，避免了每次更换车头和车身的搭配，都需要重新连接视频线，并进行相关的检查和调试。
由于车头与集装箱车身是分离的，通过预定义车头处的全景成像控制盒的 WIFISSID命名，并设置车头处的全景成像控制盒的WIFI AP的默认IP，集装箱上的摄像头与全景成像控制盒进程间通信启动后，集装箱上的摄像头通过WIFI信号搜索周围AP，检查符合WIFI SSID命名的SSID列表，并在期间选择信号最强的SSID连入，与信号最强的SSID连入后，集装箱上的WIFI IPC继续保持对周围AP的搜索，若有发现信号更强全景成像控制盒的AP信号，则断开旧的连接，连入新的全景成像控制盒，连入新的全景成像控制盒后，集装箱上的WIFI IPC通过 HTTP RESTFUL指令，以及设置的时间阀值，依据时间阀值提交摄像头的信息至携带AP的全景成像控制盒，全景成像控制盒依据提交的摄像头的IP地址、类型进行匹配，如匹配成功则获取视频，进行图像拼接，反之不获取视频，可以使集装箱车身上的WIFI IPC需要搜索车头全景成像控制盒的WIFI AP ，自动连入，这个过程中，防止了集装箱车身的WIFI IPC连接入其他车头全景成像控制盒的WIFI AP，从而提高了车辆车头与车身全景环视图像拼接的准确性。或者由全景成像控制盒利用车辆上的电力系统载波技术，广播发送自身的ID KEY以及自身的WIFI IP SSID ，集装箱车身上的WIFI IPC利用电力系统载波技术，获取全景成像控制盒的ID KEY，以及全景成像控制盒WIFI IP SSID ，进行连入，集装箱车身上的WIFI IPC连入后，全景成像控制盒使用ONVIF协议，搜索局域网内的IPC并获取集装箱车身上摄像头的IP地址、类型，依据获取到的摄像头的IP地址、类型进行匹配，如匹配成功则获取视频，进行图像拼接，反之不获取视频，以提高了车辆车头与车身全景环视图像拼接的准确性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种车辆车头与车身全景环视图像拼接方法，其特征在于，包括：在车头与集装箱车身互换前，获取车头与集装箱车身交接处的中心坐标，将车头与集装箱车身交接处的中心坐标设置为车辆全景标定的坐标系原点；
相对于该坐标系原点对车头上的摄像头以及集装箱车身上的摄像头进行标定，将标定后的车头上的摄像头内外参矩阵数据存储于全景成像控制盒内，并将安装在装箱车身上的摄像头的内外参数矩阵数据存储于该摄像头内部存储器中；
全景成像控制盒的系统初始化时，车头上的全景成像控制盒获取存储在全景成像控制盒内的摄像头的内外参矩阵数据，以及获取存储在装箱车身上的摄像头的内外参矩阵数据；
依据获取到的每个摄像头的内外参矩阵数据，对摄像头捕获的图像数据，投影到中控台的屏幕上显示的目标的贴图面上，完成全景图像拼接生成。
2.根据权利要求1所述的车辆车头与车身全景环视图像拼接方法，其特征在于，在集装箱上的摄像头设置天线延长线，天线延长线延伸至车头与集装箱车身交接处的中点处通过WIFI信号与全景成像系统进行传输数据。
3.根据权利要求2所述的车辆车头与车身全景环视图像拼接方法，其特征在于，集装箱上的摄像头与车头上全景成像系统通过WIFI信号进行传输数据具体包括集装箱车身上的WIFI IPC 依据信号强度阀值选择与车头WIFI AP的连入，携带WIFI AP的全景成像系统根据连入信息，反向连接集装箱车身上的WIFI IPC，进行图像拼接。
4.根据权利要求3所述的车辆车头与车身全景环视图像拼接方法，其特征在于，集装箱车身上的WIFI IPC依托信号强度阀值选择与车头上的全景成像控制盒得WIFI AP的连入，携带WIFI AP的全景成像控制盒根据连入信息，反向连接集装箱车身上的WIFI IPC，进行图像拼接，包括以下步骤：
预定义车头处全景成像系统的WIFI SSID命名，并设置车头处全景成像系统的WIFI AP的默认IP ；
集装箱上的摄像头与全景成像控制盒进程间通信启动后，集装箱上的摄像头通过WIFI信号搜索周围AP，检查符合WIFI SSID命名的SSID 列表，并在期间选择信号最强的SSID连入；
与信号最强的SSID连入后，集装箱上的WIFI IPC继续保持对周围AP的搜索，若有发现信号更强全景成像控制盒的AP信号，则断开旧的连接，连入新的全景成像系统；
连入新的全景成像控制盒后，集装箱上的WIFI IPC通过HTTP RESTFUL指令，提交摄像头 IP,类型等自描述信息到携带 WIFI-AP的全景成像控制盒；
全景成像控制盒依据提交的摄像头的IP地址、类型进行匹配，如匹配成功则获取视频，进行图像拼接，反之不获取视频。
5.根据权利要求3所述的车辆车头与车身全景环视图像拼接方法，其特征在于，集装箱上的摄像头与车头上的全景成像控制盒通过WIFI信号进行传输数据具体包括以下步骤：
全景成像控制盒利用车辆上的电力系统载波技术，广播发送自身的ID KEY以及自身的WIFI IP SSID ；
集装箱车身上的WIFI IPC利用电力系统载波技术，获取全景成像控制盒的ID KEY，以及控制盒 WIFI IP SSID，进行连入；
集装箱车身上的WIFI IPC连入后，全景成像控制盒使用ONVIF协议，搜索局域网内的IPC并获取集装箱车身上摄像头的IP地址、类型；
依据获取到的摄像头的IP地址、类型进行匹配，如匹配成功则获取视频，进行图像拼接，反之不获取视频。
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Denomination of invention: A panoramic panoramic panoramic image stitching method for vehicle front and body Granted publication date: 20220712 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Guangzhou Tianhe branch Pledgor: SHARPVISION CO.,LTD. Registration number: Y2024980012293 |
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