一种全景泊车辅助系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102045546A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102045546A(43)申请公布日2011.05.04(21)申请号201010590428.8(22)申请日2010.12.15(71)申请人广州致远电子有限公司地址510660广东省广州市天河区车陂路黄洲工业区7栋2楼(72)发明人周立功(51)Int.Cl.H04N7/18(2006.01)G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种全景泊车辅助系统(57)摘要本发明公开了一种全景泊车辅助系统，是一种应用于汽车电子领域和汽车安全辅助驾驶领域的技术。系统包括摄像头输入模块、图像校正模块、鸟瞰透视模块、图像拼接模块、直方图均衡模块和图像显示模块。系统是为了有效解决汽车泊车过程中，由于驾驶员不能全面地观察四周的情况而发生汽车碰撞事故。系统能够为驾驶员实时地呈现车身周围360度俯视图，让驾驶员清楚地查看车身四周障碍物的相对位置和距离，并且能够消除车身四周的视觉盲区，以提高车辆泊车的过程中的安全性和稳定性。本发明综合了多种机器视觉和数字图像处理的处理算法，融合了机器视觉领域的多项先进技术，而且基于低成本、高性能及可移植性强等优点，便于大面积推广应用。CN102456ACCNN110204554602045550A权利要求书1/2页1.一种全景泊车辅助系统，其特征在于至少包含如下模块：1)摄像头输入模块，置于车体前后左右四个方向上的多个超广角摄像头；2)用于图像畸变校正的处理模块；3)用于图像鸟瞰透视变换的处理模块；4)用于图像拼接合成的处理模块；5)用于图像直方图均衡化的处理模块；6)用于图像显示的模块；所述摄像头输入模块、畸变校正模块、透视变换模块、图像拼接模块、图像均衡模块和图像显示模块依次连接。2.根据权利要求1所述的一种全景泊车辅助系统，其特征在于，具体工作步骤如下：1)将多个摄像头安装在车身的四个方向，并将安装的角度根据摄像头输出图像的情况调节到一个合适的位置；2)将多个摄像头输出信号与该系统硬件上的视频输入接口连接；3)根据摄像头的内部参数和畸变模型，将每个摄像头的输入视频图像进行畸变校正；4)根据摄像头的安装角度和透视变换原理，将每个摄像头畸变校正后的图像进行角度透视变换，生成俯视图像；5)根据摄像头安装位置的三维坐标和汽车尺寸，将多个摄像头的俯视图像进行拼接，以得到一个全景俯视图；6)根据图像直方图均衡原理，对全景俯视图进行直方图均衡化；7)将最终的全景俯视图输出给显示设备。3.根据权利要求1所述的一种全景泊车辅助系统，其特征在于，系统可以支持四个或八个摄像头输入，摄像头的安装位置分别位于车身的前部、后车厢尾部和车身两侧，并且摄像头的安装角度可以调节。4.根据权利要求1所述的一种全景泊车辅助系统，其特征在于，系统采用DSP芯片作为主处理芯片，支持实时处理四路或八路D1格式、PAL制式的摄像头的输入图像。5.根据权利要求2所述的一种全景泊车辅助系统，其特征在于，系统的视频输出信号包括CVBS信号输出和LVDS信号输出。6.根据权利要求2所述的一种全景泊车辅助系统，其特征在于，系统根据摄像头的内部参数和畸变模型来校正超广角摄像头造成的图像畸变，生成真实实际图像，并且最大可以校正180度超广角摄像头，具体方法如下：假设(x，y)是校正前图像上的一点，采用多项式拟合算法，点(x，y)与校正后的对应点(u，v)之间的关系为：其中，n为多项式拟合次数，aij、bij即为系统需要的畸变校正调节参数。7.根据权利要求2所述的一种全景泊车辅助系统，其特征在于，系统根据每个摄像头2CCNN110204554602045550A权利要求书2/2页的安装角度，运用鸟瞰透视变换原理将每个方向上的校正后图像转换为鸟瞰俯视图，形成视角的转换，具体方法是得到透视变换的单应性矩阵H：若(x1，y1)，(x2，y2)分别表示畸变校正后的图像平面与鸟瞰图平向的对应点，则两者的映射关系为：即其中ρ为比例缩放因子，a为摄像头安装的垂直倾角，b为摄像头安装的水平偏离角。8.根据权利要求2所述的一种全景泊车辅助系统，其特征在于，系统在得到全景拼接图之后，运用直方图均衡化的算法，对全景拼接图进行图像均衡，以消除不同拍摄方向中存在的亮度不均的现象，具体方法如下：(1)根据下式，计算原始图像的灰度直方图，将原始图像的灰度值分为256个等分：其中n为原始图像的像素总数，k表示第k个灰度级，nk表示图像中灰度级k出现的像素的个数，Pk表示原始图像的所有像素中，灰度级k出现的概率；(2)根据步骤(1)计算原始图像的灰度累计分布函数Yk，并根据累计分布函数求出灰度变换映射表：其中，Dk为第k个灰度级变换映射所对应的灰度值，加