[发明专利]基于3D视线估计的汽车A柱遮挡区域显示方法

说明书

本发明公开了一种基于3D视线估计的汽车A柱遮挡区域显示方法，通过对相机的标定确定三个相机的相对位姿，利用双目计算驾驶员与A柱遮挡位置的关系，通过视线估计确定驾驶员正常驾驶情况下的A柱遮挡视野，通过单目获取遮挡区域视野，将双目相机系统计算的位置关系确定的遮挡区域与单目相机拍摄区域相对应，实时显示A柱遮挡区域，该方法在不影响现有车身结构安全的情况下显示A柱遮挡区域，拓展了驾驶视野。

技术领域

本发明涉及机器视觉和图像处理技术领域，更具体的说是涉及一种基于3D视线估计的汽车A柱遮挡区域显示方法。

背景技术

目前，随着汽车的普及与广泛应用，汽车安全问题受到越来越多的关注，汽车的A、B、C柱对于车身整体而言起到了保护车体内部结构的作用，在车身受到挤压或车身侧翻时能保护车舱人员安全。这种设计是从车身安全性角度出发，但A柱对驾驶员观察前方视野造成一定程度的遮挡，从而容易造成驾驶员对行车环境的误判。汽车左A柱双目遮挡视角约为6度，右A柱遮挡视角约为2度，在转弯和泊车时存在一定的危险性。汽车设计工程师在设计A柱时需要同时考虑障碍角和强度等因素，并一直致力于寻找在不影响A柱强度的前提下减少障碍角的方案。

但是，由于减少障碍角会对车身整体的刚性空间结构造成影响，材料科学家也正在致力于寻找出新型高强度材料代替现有A柱材料从而提升汽车的整体稳定性和车身刚度。就现有材料而言A柱过宽能保证刚度却带来大视角障碍，设计过小又影响车身刚性结构，这两者的矛盾性是限制汽车发展的关键因素。

因此，如何提供一种不影响车身刚度且能够克服障碍角对行车安全造成影响的汽车A柱遮挡区域显示方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于3D视线估计的汽车A柱遮挡区域显示方法，该方法权衡驾驶视野和车身结构安全，可以在不影响现有车身结构安全的情况下，显示A柱遮挡区域，拓展驾驶视野，解决了A柱障碍角与车身刚度存在的难以平衡的矛盾问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于3D视线估计的汽车A柱遮挡区域显示方法，该方法包括：

步骤1：在汽车左右两个A柱位置各安装三个相机C1、C2和C3，所述相机C1和相机C2均安装于车身内侧，所述相机C3安装于车身外侧，分别确定三个相机C1、C2和C3的内外参量和相对位姿；

步骤2：通过相机C1和相机C2分别拍摄驾驶者的脸部区域，通过相机C3拍摄对应A柱遮挡区域附近的图像；

步骤3：分别对拍摄的脸部区域图像进行处理，得到驾驶者注视对应相机的视线向量；

步骤4：根据得到的视线向量确定遮挡区域，并在相机C3拍摄的图像中标记出遮挡区域；

步骤5：将标记有遮挡区域的图像输出并进行显示。

进一步地，所述步骤3具体包括：

图像预处理：将被遮挡的第一帧图像进行通道分离和灰度转换处理；

确定人脸区域：从预处理后的图像中标注人脸关键特征点，确定人脸区域；

确定人眼区域：从人脸区域中选取眼部区域，并确定瞳孔中心位置；

计算三维坐标：分别提取人脸关键特征点和瞳孔中心点，根据相机C1、C2和C3的内外参量和相对位姿，计算人脸关键特征点和瞳孔中心点的三维坐标；

确定视线向量：通过驾驶者注视相机C1的光心确定视线向量V₁，通过驾驶者注视相机C2的光心确定视线向量V₂。

进一步地，所述步骤4具体包括：