基于多路摄像头的二维环视图生成方法研究与实现

【摘要】随着生活水平的提高以及道路建设的日益完善，越来越多的私家车进入了普通百姓家中。随着盲区不可见导致安全事故的频发，车辆盲区问题越来越受到汽车爱好者以及车载辅助驾驶技术领域的关注。本文依据实验室进行的辅助驾驶系统项目研究课题的要求，研究并实现基于多路摄像头的二维环视图生成系统，从而消除车身周围的盲区，避免在车辆行驶、倒车、拐弯等过程中安全事故的发生。基于多路摄像头生成的环视图就是通过在车身周围安装多个摄像头，实现对车辆周边环境的实时监控，同时将多路图像进行合成处理，生成以汽车为中心的360°环视图像。本文总结了从多路图像采集到二维环视图生成的原理，并讨论研究了每一步操作在具体实现过程中需要处理的问题。为了生成较理想的360°二维环视图像，图像的采集、图像的预处理、摄像机标定与联合标定、环视拼接与图像融合等处理方法的实现是系统实现的关键。本文通过安装在车身周围的四个鱼眼摄像头，对二维环视图的生成进行研究与实现，主要研究内容有：通过研究鱼眼镜头成像模型并分析常用鱼眼图校正方法，提出基于双线性插值的球面坐标定位法，改进后能对图像边缘失真较好地校正处理；针对多路图像融合为一幅环视图的问题，提出使用区域模板法对最终的二维环视图预先进行区域分割的方法，能有效提高多幅图像环视拼接的速度；为了生成俯视视角下的环视图像，通过研究不同的俯视变换方法，提出基于Harris角点提取的俯视变换矩阵求解法，有效地减小了人为取点带来的误差；最后针对多路视频处理实时性较差的问题，提出采用基于OpenMP的多核编程技术对系统进行并行优化，处理速度明显改善。实验结果表明，在保证一定实时性的同时，使用本文的方法能生成效果较理想的以车身为中心的360°二维环视图。
【作者】吴贯亮；
【导师】冯月萍；
【作者基本信息】吉林大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】车辆盲区；二维环视；鱼眼图像；双线性插值；俯视变换；环视拼接；OpenMP；

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