1.全景泊车中鸟瞰图像的自动拼接方法,其特征在于,对每个摄像头覆盖区域子图像,先进行市街区距离变换,然后利用图像的市街区距离提取该子图像的骨架,接着根据骨架点的横坐标统计直方图和纵坐标统计直方图,确定这个子图像的十字交叉线中心点;根据该十字交叉线中心点实现鸟瞰图像的拼接。
2.如权利要求1所述的自动拼接方法,其特征在于,利用图像的市街区距离提取该子图像的骨架的方法如下:采用迭代的方法计算图像的动态阈值,根据该阈值对图像进行二值化处理,然后对图像中的目标像素点进行市街区距离变换,将每个目标像素的市街区距离和其周围像素的市街区距离进行比较,如果周围像素的市街区距离比当前像素的市街区距离都要小的话,则当前像素留下作为骨架,否则消去为背景。
3.如权利要求1所述的自动拼接方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)根据拼接模板将汽车周围用于标定的鸟瞰图像进行旋转,保证旋转后的鸟瞰图像的棋盘格方向与拼接方向一致,确定旋转后的鸟瞰图像中的棋盘格内角点构成的矩形区域;
2)根据鸟瞰图像中单位棋盘方格的图像尺寸,对鸟瞰图像进行尺寸归一化处理;
3)确定鸟瞰图像中两两摄像头覆盖区域子图像,对每个子图像进行市街区距离变换并提取子图像的骨架,确定子图像的十字交叉线中心点;
4)根据步骤3)确定的十字交叉线中心点,按照预先设定好的拼接模板,将鸟瞰图像拼接为一幅全景拼接图像。
4.如权利要求3所述的自动拼接方法,其特征在于,所述步骤1)的具体步骤如下:
1-1)图像坐标系的建立:以摄像头拍摄的图像左上顶点为坐标原点,水平向右为横坐标x的正方向,垂直向下方向为纵坐标y的正方向;
1-2)摄像头参数的确定:通过张正友标定方法确定;
1-3)对汽车四周的标定布图像Ai进行畸变校正后,获得普通透视图像Bi;
1-4)根据普通透视图像Bi棋盘格内角点的实际坐标、图像坐标及摄像头参数,计算透视图像Bi的单应性变换矩阵Hi,i=0,1,2,3;
1-5)根据确定的单应性变换矩阵Hi将透视图像Bi进行鸟瞰变换,得到鸟瞰图像Ci。
5.如权利要求3所述的自动拼接方法,其特征在于,所述步骤1)中对鸟瞰图像的旋转方法如下:
2-1)根据透视图像Bi中已经识别出的棋盘格内角点,确定这些内角点组成的矩形区域的左上、右上、左下和右下四个内角点的图像坐标,将其记为PQTij(xij,yij),其中j=0,1,2,
3,利用单应性变换矩阵Hi,将PQTij按照公式(2)进行坐标变换,其中x′ij、y′ij分别是xij、yij坐标变换后对应的坐标值;
2-2)变换后内角点坐标对应于鸟瞰图像Ci中棋盘格内角点构成的矩形区域的四个顶点位置的坐标,这样能够确定鸟瞰图像Ci中棋盘格内角点构成的矩形区域R1i,将矩形区域R1i的四个顶点坐标记为PPTij(x′ij,y′ij);
2-3)根据拼接模板对鸟瞰图像Ci进行角度旋转操作,以鸟瞰图像Ci的左上点为旋转中心,若逆时针旋转角度为Agi度,根据公式(4)、公式(5)、公式(6)和公式(7)可以确定变换矩阵Mi,其中xim、yim指的是旋转后图像的横坐标x和纵坐标y的最小值;根据已经确定的旋转变换矩阵Mi、旋转角度和鸟瞰图像Ci旋转前图像中的棋盘格内角点构成的矩形区域R1i,利用公式(8)能够确定旋转后的鸟瞰图像Ci中的棋盘格内角点矩形区域R2i,将矩形区域R2i的四个顶点坐标记为PTij(x″ij,y″ij);
mi2=-xim (6) mi5=-yim (7) x″ij=mi0x′ij+mi1y′ij+mi2,y″ij=mi3x′ij+mi4y′ij+mi5 (8)。
6.如权利要求3所述的自动拼接方法,其特征在于,所述步骤2)中对鸟瞰图像进行尺寸归一化处理的方法为:根据确定的鸟瞰图像Ci中的棋盘格内角点矩形区域R2i,可以计算出鸟瞰图像Ci中单位棋盘方格的图像尺寸ui,若预先设定的单位棋盘方格的归一化尺寸为u,那么图像Ci的缩放因子 根据si对鸟瞰图像Ci进行尺寸变换处理,根据缩放因子si和棋盘格内角点矩形区域R2i,能够确定在尺寸归一化处理后的鸟瞰图像Ci中的棋盘格内角点矩形区域R3i。
7.如权利要求3所述的自动拼接方法,其特征在于,所述步骤4)中子图像的十字交叉线中心点的确定方法如下:若f(x,y)为R4iC1的骨架图像,计算骨架图像中骨架点的横坐标统计直方图和纵坐标统计直方图,若(k,l)属于骨架点横坐标统计直方图,则表示横坐标为k的骨架点个数为l个,若(u,v)属于骨架点纵坐标统计直方图,则表示纵坐标为u的骨架点的个数为v个,分别统计骨架点的横坐标统计直方图和纵坐标统计直方图的波峰,若它们的峰值点分别为(k0,l0)和(u0,v0),那么(k0,u0)即为R4iC1的十字交叉线中心点,同理可计算出R4iC2的十字交叉线中心点。
8.如权利要求3所述的自动拼接方法,其特征在于,所述步骤4)中鸟瞰图像拼接为一幅全景拼接图像后,需要对全景拼接图像进行亮度调整,亮度调整的方法如下:确定两两相邻的组成全景拼接图像的鸟瞰图像Ci、Ck,在鸟瞰图像Ci、Ck中分别确定摄像头公共覆盖的矩形区域子图像IMSri、IMSrk,计算子图像IMSri和IMSrk的平均亮度值mi和mk,确定亮度差值msk=mi-mk,将子图像IMSrk在全景拼接图像中对应的三角形区域记为IMSsrk,IMSsrk由拼接缝隙和图像IMSrk的两条边组成,根据亮度差值msk对子图像IMSsrk亮度进行局部调整,像素点离拼接缝隙越近,要调整的亮度值越大。
9.一种全景泊车系统的标定系统,其特征在于,包括以下模块:
摄像头输入模块,根据首次泊车时放置于地面的多个标定布,利用摄像头获取汽车四周的标定布图像信息;
图像畸变校正模块,利用已知的摄像头内参、外参和失真矫正模型对标定图像进行去除失真处理;
鸟瞰变换模块,根据标定图像中棋盘格内角点计算标定图像的单应性变换矩阵,进而进行鸟瞰变换,得到标定图像的鸟瞰图像;
基于权利要求1-8中任一项所述的全景泊车中鸟瞰图像的自动拼接方法的图像拼接模块,通过对鸟瞰图像中的十字交叉线中心点的确定自动拼接标定图像,得到标定图像的全景拼接图像;
图像融合模块,将两两摄像头获取的鸟瞰图像中的公共区域内的互补信息或显著信息融合到一副图像中,去除冗余信息。
10.一种车辆,其特征在于,采用权利要求9所述的一种全景泊车系统的标定系统。