[发明专利]一种车载环视系统的环视图拼接方法

说明书

本发明涉及一种车载环视系统的环视图拼接方法，包括：1、对车载环视系统的每个相机进行内参标定；2、以其中一个相机的坐标系作为参考坐标系，将其他相机的坐标系和相邻相机的公共角点变换到参考坐标系下，得到相机位姿；3、建立地面坐标系；4、根据环视图像各部分与相机之间的对应关系、环视图像与地面坐标系之间的变换关系、相机与地面坐标系之间的变换矩阵以及相机的内参矩阵和畸变参数，求出环视图像各像素与每个相机采集的图像的对应关系，并建立查找表，通过查找表拼接环视图像。与现有技术相比，本发明对场景环境要求低，能够根据相机的公共视野和闭环关系优化求解位姿，具有低成本、高灵活性、高精度等优点。

技术领域

本发明涉及车载环视领域，尤其是涉及一种车载环视系统的环视图拼接方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，车辆的安全性能越来越受到重视，因此很多辅助驾驶系统都搭载了车载环视系统。车载环视系统通过布置在车辆周围的4-6个广角摄像头拼接出车辆周围的环视图像，能够给驾驶员提供车辆周围的路面信息，辅助驾驶员做出行驶判断，提高车辆在复杂环境中的安全性能。

现有的车载环视相机系统的环视图拼接方法主要分为两大类：一类是基于人工特征点的方法，第二类是基于自然特征点的标定方法。第一类方法通常需要精确布置较大的标定场地，成本相对较高，并且在标定流程中需要车辆停靠在指定位置，制约了操作流程的灵活性。第二类方法则需要场地中存在足够数量的特征点，此类算法拼接出的环视图的效果容易受到离群值的影响，鲁棒性较低。大多数的环视图拼接方法都分别计算各个相机与地面之间的投影关系，没有利用相机公共视野区域的约束。此外，在确定环视图与车辆的位置关系时，现有方法均需要不同程度的人工介入来建立地面坐标系，流程比较复杂。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种车载环视系统的环视图拼接方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种车载环视系统的环视图拼接方法，所述车载环视系统包括设置在车辆周围的多个相机，该方法包括以下步骤：

S1、对车载环视系统的每个相机进行内参标定，得到相机的内参矩阵和畸变参数；

S2、以其中一个相机的坐标系作为参考坐标系，根据相邻相机之间的变换矩阵将其他相机的坐标系和相邻相机的公共角点变换到参考坐标系下，根据环视相机系统中相机位姿的闭环关系通过优化方法得到相机位姿；

S3、求出地面所在的平面在参考坐标系下的表达式，根据各个相机中心在参考坐标系下的坐标设定地面坐标系的原点、X轴、Y轴和Z轴，得到地面坐标系；

S4、通过车载环视系统获得环视图像，将环视图像分成分别与每个相机对应的多个部分，根据环视图像各部分与相机之间的对应关系、环视图像与地面坐标系之间的变换关系、相机与地面坐标系之间的变换矩阵以及相机的内参矩阵和畸变参数，求出环视图像各像素与每个相机采集的图像的对应关系，并建立查找表，通过查找表拼接环视图像。

优选的，所述步骤S1具体包括：

S11、使用车载环视系统的每个相机分别采集若干张棋盘格标定板图像；

S12、检测标定板图像中的棋盘格角点；

S13、根据检测到的棋盘格角点求出相机的内参矩阵和畸变参数。

优选的，所述步骤S2中相邻相机之间的变换矩阵的获取方法包括：

将标定板分别置于相邻两个相机的公共视野区域，采集成对的标定图像；检测成对的标定图像中的棋盘格角点，并确定两张图像中角点之间的一一对应关系，得到棋盘格角点对；根据棋盘格角点对求出相邻相机之间的旋转矩阵和平移向量，将二者合并为变换矩阵。

优选的，所述步骤S2中相邻相机的公共角点变换到参考坐标系下的过程具体包括：