[发明专利]倒车影像3D场景重构方法和系统

摘要

本发明涉及一种倒车影像3D场景重构方法和系统。本发明公开了如下步骤S100.采集车辆后部的连续多帧图像，提取每一帧图像的特征点；S200.对相邻两帧图像中的特征点进行跟踪匹配；S300.对匹配成功的特征点，使用外极几何原理推算所述两特征点的对应点在空间中的坐标；得到两视图无绝对尺度的3D重构影像；S400.重复步骤S100‑S300完成对所述连续多帧图像的无绝对尺度的3D重构。能够弥补传统超声倒车系统在遇到小障碍物时，会产生盲区的问题以及传统视频2D倒车影像系统的距离感差问题，且对于出现在车辆后方的运动物体能够实时地提取提供重点报警，从而提供给用户更清晰、准确的视觉反馈，增加倒车时的安全性。而且整个系统都可基于现有的硬件设备，技术成熟，成本低廉，十分便于大范围推广和使用。

主权项

一种倒车影像3D场景重构方法，具有如下步骤：S100.使用车辆后部摄像头采集车辆后部的连续多帧图像，提取每一帧图像的特征点；S200.对相邻两帧图像中的特征点进行跟踪匹配；S300.对匹配成功的一对特征点，使用外极几何原理推算两特征点的对应点在空间中的坐标；遍历所述两帧图像中所有匹配成功的特征点，得到每对特征点对应的空间点的坐标，得到两视图无绝对尺度的3D重构影像；S400.重复步骤S100‑S300完成对所述连续多帧图像的无绝对尺度的3D重构，形成车辆后方一定空间内场景结构的3D重构；所述步骤S500具体包括：设定状态向量xk由摄像头的位置坐标pec,k、速度vec,k、加速度aec,k、角速度ωec,k、比例因子sk、摄像头方向qe,k、加速度传感器偏移ba,k和陀螺仪偏移bw,k组成：xk＝{pec,k,vec,k,aec,k,ωec,k,sk,qe,k,ba,k, bw,k}所述摄像头方向qe,k由四元组{qe0,k,qex,k,qey,k,qez,k}组成；摄像头的运动状态估算是根据带输入噪音的加速度、角速度和实际测量结果zk；其过程可表示为：xk＝f(xk‑1,uk‑1,nk‑1)zk＝hxk+mk假设摄像头的运动是一个随机过程，则其中uk‑1为控制器向量输入为0，随机噪音nk和mk符合：p(n)～N(0,Q)、p(m)～N(0,R)假设摄像头在从k‑1到k的变换过程中，具有匀加速度和匀角速度，且经历时间为t，则动态模型可以表示为：vec,k＝vec,k‑1+taec,k‑1其中定义为四元数乘法，exp(ωt)为三轴的旋转矩阵，其定义为：为随机噪音。