全景圖像誤差校正方法及裝置與流程
2023-12-08 17:55:06 3
本發明涉及全景圖像生成技術領域，特別是涉及全景圖像誤差校正方法及裝置。
背景技術：
隨著圖像和解算機視覺技術的快速發展，越來越多的技術被應用到汽車電子領域，傳統的基於圖像的倒車影像系統只在車尾安裝攝像頭，只能覆蓋車尾周圍有限的區域，而車輛周圍和車頭的盲區無疑增加了安全駕駛的隱患，在狹隘擁堵的市區和停車場容易出現碰撞和刮蹭事件。為擴大駕駛員視野，就必須能感知360°全方位的環境，這就需要多個視覺傳感器的相互協同配合作用然後通過視頻合成處理，形成全車周圍的一整套的視頻圖像，就是有這類需求，全景視覺泊車輔助系統應運而生。
但是，由於全景泊車標定過程中需要將車輛精確停到標定場地固定位置來進行標定工作，若車輛停靠位置角度跟系統設計位置有較大誤差，則誤差會表現在全景拼接畫面上，車輛跟周圍場景之間的位置及角度方向會有較大誤差。
然而，為了將畫面上的誤差降低到最小，對標定工作中的停車過程要求較高，增大了實際操作中的難度，複雜度和時間。
技術實現要素：
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供車輛全景圖像處理方法及裝置，用於解決現有技術中全景圖像拼接錯位的問題。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種全景圖像誤差校正方法，應用於車頭、車尾以及左右兩側分別設有圖像採集裝置的車輛；所述方法包括：根據物理標定點與圖像點之間的坐標映射關係解算出各個圖像採集裝置在標定場地的物理坐標系下的空間位置；利用車頭及車尾的前、後位置的圖像採集裝置的安裝參數、以及所解算的前、後位置的圖像採集裝置在標定場地的空間位置來解算車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息；利用所解算的車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息來對其物理標定點的坐標進行更新；利用更新後的物理標定點坐標與圖像坐標重新進行標定解算，以供將各個圖像採集裝置所採集圖像拼接為全景圖像。
於本發明的一實施例中，所述圖像採集裝置為魚眼攝像頭。
於本發明的一實施例中，所述標定場地包括：泊車標定區域。
於本發明的一實施例中，所述全景圖像包括：鳥瞰圖。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種全景圖像誤差校正裝置，應用於車頭、車尾以及左右兩側分別設有圖像採集裝置的車輛；所述裝置包括：坐標映射模塊，用於根據物理標定點與圖像點之間的坐標映射關係解算出各個圖像採集裝置在標定場地的物理坐標系下的空間位置；車身姿態獲取模塊，用於利用車頭及車尾的前、後位置的圖像採集裝置的安裝參數、以及所解算的前、後位置的圖像採集裝置在標定場地的空間位置來解算車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息；標定更新模塊，用於利用所解算的車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息來對其物理標定點的坐標進行更新；全景圖像生成模塊，用於利用更新後的物理標定點坐標與圖像坐標重新進行標定解算，以供將各個圖像採集裝置所採集圖像拼接為全景圖像。
於本發明的一實施例中，所述圖像採集裝置為魚眼攝像頭。
於本發明的一實施例中，所述標定場地包括：泊車標定區域。
於本發明的一實施例中，所述全景圖像包括：鳥瞰圖。
如上所述，本發明提供全景圖像誤差校正方法及裝置，應用於車頭、車尾以及左右兩側分別設有圖像採集裝置的車輛；根據物理標定點與圖像點之間的坐標映射關係解算出各個圖像採集裝置在標定場地的物理坐標系下的空間位置；利用車頭及車尾的前、後位置的圖像採集裝置的安裝參數、以及所解算的前、後位置的圖像採集裝置在標定場地的空間位置來解算車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息；利用所解算的車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息來對其物理標定點的坐標進行更新；利用更新後的物理標定點坐標與圖像坐標重新進行標定解算，以供將各個圖像採集裝置所採集圖像拼接為全景圖像；消除了對車輛停靠位置的精確要求，在提高標定位置精度的同時也降低了標定操作過程中停車的難度，提高標定過程中工作效率與質量。
附圖說明
圖1顯示為本發明於一實施例中全景圖像誤差校正方法的流程示意圖。
圖2顯示為本發明於一實施例中標定場地的平面示意圖。
圖3顯示為本發明於一實施例中全景圖像誤差校正裝置的模塊示意圖。
元件標號說明
301坐標映射模塊
302車身姿態獲取模塊
303標定更新模塊
304全景圖像生成模塊
s101～s104方法步驟
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不衝突的情況下，以下實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
如圖1所示，本發明提供一種全景圖像誤差校正方法的實施例，應用於車頭、車尾以及左右兩側分別設有圖像採集裝置的車輛；所述方法包括：
步驟s101：根據物理標定點與圖像點之間的坐標映射關係解算出各個圖像採集裝置在標定場地的物理坐標系下的空間位置。
於本發明的一實施例中，所述圖像採集裝置可以是魚眼攝像頭，其具有大於180度的廣角拍攝視角。
於本發明的一實施例中，所述場地可包含泊車標定區域；如圖2所示，展示一種標定場地，中部空地為泊車標定區域，周邊布設多塊黑白棋盤格(圖2的實施例中是顯示8塊，在其他實施例中也可是僅有車身四個角處的4塊)，此種標定方式源於張正友的「張氏標定法」，採用四個頂點的棋盤格作為標定物，利用4個頂點作為參考點即可算出圖像平面到標定平面的單應性矩陣，從而解得攝像頭的內、外部參數，完成標定，標定就是根據已知的標定點的圖像坐標與世界坐標解得兩者間的映射關係，在得到該映射關係後，即可根據物理標定點的圖像坐標求得其在物理坐標系下的空間位置。
步驟s102：利用車頭及車尾的前、後位置的圖像採集裝置的安裝參數、以及所解算的前、後位置的圖像採集裝置在標定場地的空間位置來解算車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息。
於本發明的一實施例中，由於圖像採集裝置在車身的安裝位置是固定的，例如，前、後的圖像採集裝置一般可設於車身前、後部的中央位置等，則其安裝參數是可以確定的(位置、高度等)，進而通過前、後圖像採集裝置所在的兩點作為參考點，根據該兩點的坐標信息的即可對應計算獲得車身在標定場地內精確的位置和姿態信息，例如，車身相對泊車標定區域偏出5度，或者車頭相對泊車標定區域超出0.3米等，即使車身相對標定場地的預定泊車標定區域置有所偏移，也可以根據獲得的位置和姿態信息加以修正。
步驟s103：利用所解算的車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息來對其物理標定點的坐標進行更新。
即通過所獲得的位置與姿態信息來修正物理標定點的坐標，補償誤差。
步驟s104：利用更新後的物理標定點坐標與圖像坐標重新進行標定解算，以供將各個圖像採集裝置所採集圖像拼接為全景圖像。
於本發明的一實施例中，所述全景圖像包括鳥瞰圖。
如圖3所示，對應於所述方法實施例，本發明提供一種全景圖像誤差校正裝置的實施例，應用於車頭、車尾以及左右兩側分別設有圖像採集裝置的車輛；所述裝置包括：坐標映射模塊301、車身姿態獲取模塊302、標定更新模塊303及全景圖像生成模塊304。
所述坐標映射模塊301，用於根據物理標定點與圖像點之間的坐標映射關係解算出各個圖像採集裝置在標定場地的物理坐標系下的空間位置。
於本發明的一實施例中，所述圖像採集裝置可以是魚眼攝像頭，其具有大於180度的廣角拍攝視角。
於本發明的一實施例中，所述場地可包含泊車標定區域；如圖2所示，展示一種實施例中的標定場地，中部空地為泊車標定區域，周邊布設多塊黑白棋盤格(圖2的實施例中是顯示8塊，在其他實施例中也可是僅有車身四個角處的4塊)，此種標定方式源於張正友的「張氏標定法」，採用四個頂點的棋盤格作為標定物，利用4個頂點作為參考點即可算出圖像平面到標定平面的單應性矩陣，從而解得攝像頭的內、外部參數，完成標定，標定就是根據已知的標定點的圖像坐標與世界坐標解得兩者間的映射關係，在得到該映射關係後，即可根據物理標定點的圖像坐標求得其在物理坐標系下的空間位置。
需說明的是，標定方法還有很多種，並非以張正友標定法為限。
所述車身姿態獲取模塊302，用於利用車頭及車尾的前、後位置的圖像採集裝置的安裝參數、以及所解算的前、後位置的圖像採集裝置在標定場地的空間位置來解算車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息。
於本發明的一實施例中，由於圖像採集裝置在車身的安裝位置是固定的，例如，前、後的圖像採集裝置一般可設於車身前、後部的中央位置等，則其安裝參數是可以確定的(位置、高度等)，進而通過前、後圖像採集裝置所在的兩點作為參考點，根據該兩點的坐標信息的即可對應計算獲得車身在標定平面內精確的位置和姿態信息，如此，即使車身相對標定場地的預定泊車標定區域置有所偏移，也可以根據獲得的位置和姿態信息加以修正。
所述標定更新模塊303，用於利用所解算的車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息來對其物理標定點的坐標進行更新，即通過所獲得的位置與姿態信息來修正物理標定點的坐標，補償誤差。
所述全景圖像生成模塊304，用於利用更新後的物理標定點坐標與圖像坐標重新進行標定解算，以供將各個圖像採集裝置所採集圖像拼接為全景圖像。於本發明的一實施例中，所述全景圖像包括鳥瞰圖。
綜上所述，本發明提供全景圖像誤差校正方法及裝置，應用於車頭、車尾以及左右兩側分別設有圖像採集裝置的車輛；根據物理標定點與圖像點之間的坐標映射關係解算出各個圖像採集裝置在標定場地的物理坐標系下的空間位置；利用車頭及車尾的前、後位置的圖像採集裝置的安裝參數、以及所解算的前、後位置的圖像採集裝置在標定場地的空間位置來解算車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息；利用所解算的車身在標定場地上的擺放位置與姿態信息來對其物理標定點的坐標進行更新；利用更新後的物理標定點坐標與圖像坐標重新進行標定解算，以供將各個圖像採集裝置所採集圖像拼接為全景圖像；消除了對車輛停靠位置的精確要求，在提高標定位置精度的同時也降低了標定操作過程中停車的難度，提高標定過程中工作效率與質量。
綜上所述，本發明的完整的車輛全景圖像處理方法及裝置，通過設於一車輛上朝向不同方向的多路圖像採集裝置分別採集圖像；識別並收集各路圖像中出現的車道線的圖像位置數據；利用相鄰圖像採集裝置所採集的關於同一條車道線的圖像位置數據來解算各條車道線的空間物理位置；對所述空間物理位置的數據進行處理以估計出車身沉降數據；利用所述車身沉降數據對圖像採集裝置的標定數據進行補償處理；利用補償後的所述標定數據拼接各路圖像以生成全景拼接畫面；利用路面車道線信息來對標定數據進行處理分析監測，以避免拼接錯位，使得任何時刻全景畫面都處於較好的拼接效果。
本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。