[发明专利]一种HUD的图像畸变矫正方法

说明书

本发明公开了一种HUD的图像畸变矫正方法，属于图像处理技术领域。该方法在车辆形态参数检查输入完成后，HUD和测试系统进行通讯，检测相机抓取HUD图像，测试系统将抓取完成后的图像数据与基准图像数据进行关键点坐标比对，然后将各关键点坐标差值发送至控制系统，控制系统根据各坐标差值对待显示数据进行矫正，将矫正后的数据作为HUD图像显示基准数据，至此显示矫正完成。解决了现有图像畸变矫正算法计算量大，致使无法在HUD上实现的不足，使得HUD上实现高质量图像处理和显示成为可行。

所属领域

本发明属于图像处理技术领域，具体为一种HUD的图像畸变矫正方法。

现有技术

近年来，为了实现人车新对话形式、提高汽车的安全性，抬头数字显示仪(Head UpDisplay)作为一款新技术产品应运而生，它的作用就是把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前风挡玻璃上，驾驶员不必低头，就可以看到信息，避免分散对前方道路的注意力，提高安全性，同时驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛疲劳。然而，车载HUD经过光学系统投射到汽车的前挡风玻璃上，该过程经过复杂的光学转换以及汽车前挡风玻璃的非标准面型等原因，显示的图像会有畸变。因此，需要对汽车挡风玻璃上的图像进行校正以使用户可以看到标准的图像。市场上现有的技术绝大部分采用专用反射镜压制畸变，但这种可变形反射镜价格相对昂贵，且实现灵活性较差。用软件实现畸变矫正，通用性、灵活性较好，且成本较低。

专利CN 105354569 A提出了一种图像畸变矫正算法，主要针对停车场监控显示图像畸变矫正，此专利提出的矫正算法需计算各检测边缘点对应的图像边缘矫正坐标，来确定检测目标的图像矫正范围，然后建立畸变模型，将图像矫正范围内的各图像点的图像矫正坐标按照畸变模型的预设畸变算法，计算得到所述各图像点畸变后的畸变坐标。本专利算法需要对图像的各边缘点均进行坐标比对，数据量较大，且因停车场多为圆形摄像机，所以本方法中的预设畸变算法还涉及摄像机的畸变率、焦距等信息，计算量大，公式繁琐，操作方式复杂，利用微控制器实现此算法具有很大的难度。

发明内容

本发明的目的是：针对现有图像畸变矫正算法计算量大，致使无法在HUD上实现的不足，提出一种针对HUD图像显示畸变矫正的方法。该方法通过网络高清摄像头拍摄汽车前挡风玻璃上的畸变点阵图像，通过图像处理识别图像中关键点圆心，与预先拍摄存储的基准点阵图像数据进行对比计算，将对比差值数据与HUD通过通信交互，最后在HUD设备上完成HUD显示图像的畸变矫正。

本发明的技术方案是：一种矫正HUD图像显示畸变的方法，具体包括如下步骤：

步骤一：获取基准点阵图像数据：根据车体坐标、白板中心点坐标以及摄像机安装位置，标定摄像机坐标系和图像坐标系；同时摄像机对白板标准图进行拍摄，此图即为基准点阵图像，将此基准点阵图像中各关键点坐标数据存储为基准点阵图像数据；

步骤二：通过摄像头抓取HUD显示的点阵图片形成待矫正基准图像，通过图像预处理算法完成对待矫正基准图像的圆心定位；具体包括如下子步骤：

子步骤一：灰度化：将待矫正基准图像由RGB图像转换为灰度图像；

子步骤二：平滑处理；采用中值滤波对灰度化后的待矫正基准图像进行平滑处理，即将图像的每个像素用邻域(以当前像素为中心的正方形区域)像素的中值代替；

子步骤三：对比度增强；

子步骤四：线性归一化处理；

子步骤五：通过霍夫变换识别出其中的圆形，并根据白板标准图中的圆形大小设置相应的阈值，将不符合要求的圆形去除，从而滤除掉重影，找到实际圆形的当前显示位置。

子步骤六：根据点阵数确定待矫正基准图像的几何圆心；