【摘要】：隨著國內(nèi)汽車使用數(shù)量的飛速增加,越來越多的交通問題開始凸顯,其中發(fā)生頻率最多的事故是車道擁擠和低速泊車導(dǎo)致的車輛剮蹭事故,而導(dǎo)致這一事故的原因很大程度上是因為駕駛員駕駛車輛時存在大量的視野盲區(qū)。車載全景視覺系統(tǒng)旨在給駕駛員提供一幅車輛四周的自上而下的全景鳥瞰圖,幫助駕駛員消除視野盲區(qū),從而降低此類交通事故的發(fā)生。本文主要針對車載全景視覺系統(tǒng)進行研究,介紹了魚眼攝像機成像原理和畸變矯正方法,設(shè)計了全景視覺圖像處理算法,并提出了算法的加速方法,最后進行實車實驗驗證,并在嵌入式平臺上加以實現(xiàn)。首先,分別介紹了理想攝像機成像原理和魚眼攝像機的成像原理,并分析了理想攝像機和魚眼攝像機之間的區(qū)別和聯(lián)系,介紹了魚眼攝像機的畸變矯正算法和圖像插值原理,并利用張正友平面標(biāo)定法求取了魚眼攝像機的內(nèi)參矩陣和畸變系數(shù),成功實現(xiàn)了魚眼圖片的畸變校正。其次,介紹了圖像透視變換的基本原理,并設(shè)計了基于最小二乘法的最優(yōu)透視變換矩陣求取方法,然后介紹了傳統(tǒng)的基于不變特征的圖像拼接方法,并分析了此方法的局限性,提出了改進的基于棋盤格配準(zhǔn)的圖像拼接方法,最后利用圖像融合算法消除了因圖像亮度不同而產(chǎn)生的拼接縫。最后,在I.MX6平臺上搭建了嵌入式Linux操作系統(tǒng)環(huán)境,并將Opencv交叉編譯到該嵌入式系統(tǒng)使用。然后在真實車輛上進行全景實驗,設(shè)計了基于映射思想的算法加速方法,同時利用多線程技術(shù)進行算法加速,并在此嵌入式平臺上進行實驗驗證。實驗結(jié)果表明,本文所提的方法成功實現(xiàn)了全景視覺系統(tǒng),達到了預(yù)期的目的,但是在全景圖的質(zhì)量上有待于進一步提高。
[Abstract]:With the rapid increase in the number of cars used in China, more and more traffic problems begin to be highlighted. Among them, the most frequent accidents are vehicle scratches caused by lane congestion and low-speed parking. The cause of the accident is largely due to the presence of a large number of blind areas of vision while the driver is driving the vehicle. The purpose of the vehicle panoramic vision system is to provide drivers with a top-down panoramic aerial view around the vehicle to help the driver eliminate the blind area of vision and thus reduce the occurrence of such traffic accidents. This paper mainly focuses on the research of vehicle panoramic vision system, introduces the imaging principle and distortion correction method of fish eye camera, designs the panoramic vision image processing algorithm, puts forward the acceleration method of the algorithm, and finally carries on the real vehicle experiment verification. And it is implemented on the embedded platform. Firstly, the imaging principle of the ideal camera and the fish-eye camera are introduced, and the difference and connection between the ideal camera and the fish-eye camera are analyzed. The distortion correction algorithm and the image interpolation principle of the fish-eye camera are introduced. The internal parameter matrix and distortion coefficient of fish eye camera are obtained by using Zhang Zhengyou plane calibration method, and the distortion correction of fish eye image is successfully realized. Secondly, the basic principle of image perspective transformation is introduced, and the method of finding the optimal perspective transformation matrix based on least square method is designed. Then the traditional image splicing method based on invariant feature is introduced, and the limitation of this method is analyzed. An improved image mosaic method based on checkerboard registration is proposed. Finally, the image fusion algorithm is used to eliminate the splicing seam due to the different brightness of the image. Finally, the embedded Linux operating system environment is built on the I.MX6 platform, and the Opencv is cross-compiled to the embedded system. Then a panoramic experiment is carried out on a real vehicle, and an algorithm acceleration method based on mapping idea is designed. At the same time, multi-thread technology is used to accelerate the algorithm, and the experiment is carried out on this embedded platform. The experimental results show that the method proposed in this paper has successfully realized the panoramic vision system and achieved the desired purpose, but the quality of the panoramic image needs to be further improved.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U463.6;TP391.41

【參考文獻】

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本文編號：2435290