倒車影像的三維測量方法
【專利摘要】本發(fā)明倒車影像的三維測量方法，涉及3D目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)處理，利用攝像機(jī)模型與射影幾何的基本原理，推導(dǎo)出基于倒車影像的三維測量方法，步驟包括制作倒車影像攝像機(jī)測量裝置、倒車影像系統(tǒng)的標(biāo)定、攝像機(jī)位置的計(jì)算、目標(biāo)高度計(jì)算、坐標(biāo)系變換調(diào)整和倒車影像的三維標(biāo)尺顯示。該方法能有效測量路面上目標(biāo)的高度及三維坐標(biāo)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)倒車影像的二維平面測量功能，克服了倒車影像的二維平面測量中不能測量目標(biāo)高度的缺點(diǎn)，減少了交通事故的發(fā)生。
【專利說明】倒車影像的三維測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的技術(shù)方案涉及3D目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)處理，具體地說是倒車影像的三維測
量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著成像技術(shù)與計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的快速發(fā)展，車載倒車影像系統(tǒng)被大量的裝配在汽車上。與倒車?yán)走_(dá)相比，倒車影像能提供更直觀的視覺信息，并通過在畫面上顯示距離標(biāo)尺來提醒駕駛員。這種技術(shù)的出現(xiàn)極大提高了駕駛安全程度。目前，一般的倒車影像系統(tǒng)僅能實(shí)現(xiàn)二維平面測量。倒車影像的二維平面測量存在不足，它只能實(shí)現(xiàn)路面目標(biāo)距車尾距離的測量，給出用戶警示，而不能測量目標(biāo)的高度。由于不知道目標(biāo)高度，用戶可能對(duì)于能否通過目標(biāo)做出錯(cuò)誤估計(jì)，從而導(dǎo)致一些不必要的事故出現(xiàn)。
[0003]雖然三維測量方法已經(jīng)得到應(yīng)用，CN103236083A公開了基于立體影像庫的實(shí)時(shí)三維測量方法，CN102954770A披露了三維測量設(shè)備和三維測量方法，但這些三維測量方法均不能用于倒車影像的三維測量中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供倒車影像的三維測量方法，利用攝像機(jī)模型與射影幾何的基本原理，推導(dǎo)出基于倒車影像的三維測量方法，該方法能有效測量路面上目標(biāo)的高度及三維坐標(biāo)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)倒車影像的二維平面測量功能，克服了倒車影像的二維平面測量中不能測量目標(biāo)高度的缺點(diǎn)，減少了交通事故的發(fā)生。
[0005]本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:倒車影像的三維測量方法，利用攝像機(jī)模型與射影幾何的基本原理，推導(dǎo)出基于倒車影像的三維測量方法，步驟是:
[0006]第一步，制作倒車影像攝像機(jī)測量裝置
[0007]此裝置包括:帶有棋盤格的abed的面，abed所在的平面稱為參考平面，將abed放到地面上，地面成為參考平面，參考平面abed中的棋盤格由48個(gè)黑白正方形組成，每個(gè)正方形的尺寸為50cmX 50cm,參考平面abed的邊ad為測距線；一個(gè)垂直于參考平面abed的左側(cè)平面cdef，平面cdef上設(shè)有九條平行的間隔均為50cm的垂直于參考平面的直線、高度測量線mn和高度測量線ef ;高度測量線mn和高度測量線ef均平行于參考平面abed的邊Cd，高度測量線mn距離參考平面30cm，高度測量線ef距離參考平面20cm ;—個(gè)與左側(cè)平面cdef平行的垂直于參考平面abed的右側(cè)平面abgh，其構(gòu)成和左側(cè)平面cdef相同；左側(cè)平面cdef能左右移動(dòng)，根據(jù)汽車的寬度不同，通過左右移動(dòng)左側(cè)平面cdef，來調(diào)整參考平面abed的邊ad的長度，即調(diào)整測距線的長度；
[0008]第二步，倒車影像系統(tǒng)的標(biāo)定
[0009]采用Matlab相機(jī)標(biāo)定工具箱來進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定，具體步驟如下:
[0010](I)攝像機(jī)采用的是針孔攝像機(jī)，準(zhǔn)備一張黑白棋盤格的圖片，規(guī)格為包括13X10個(gè)黑白棋盤格方格，每個(gè)黑白棋盤格的大小為2cmX 2cm，用需要標(biāo)定的攝像機(jī)從不同角度拍攝15張圖片，進(jìn)行角點(diǎn)檢測，計(jì)算出需要標(biāo)定的攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)，內(nèi)參數(shù)包括X軸和y軸的焦距fX、fy和成像原點(diǎn)(1?, V0),內(nèi)參數(shù)矩陣K為
【權(quán)利要求】
1.倒車影像的三維測量方法，其特征在于:利用攝像機(jī)模型與射影幾何的基本原理，推導(dǎo)出基于倒車影像的三維測量方法，步驟是: 第一步，制作倒車影像攝像機(jī)測量裝置 此裝置包括:帶有棋盤格的abed的面，abed所在的平面稱為參考平面，將abed放到地面上,地面成為參考平面,參考平面abed中的棋盤格由48個(gè)黑白正方形組成，每個(gè)正方形的尺寸為50cmX 50cm,參考平面abed的邊ad為測距線；一個(gè)垂直于參考平面abed的左側(cè)平面cdef，平面cdef上設(shè)有九條平行的間隔均為50cm的垂直于參考平面的直線、高度測量線mn和高度測量線ef ;高度測量線mn和高度測量線ef均平行于參考平面abed的邊Cd，高度測量線mn距離參考平面30cm，高度測量線ef距離參考平面20cm ;—個(gè)與左側(cè)平面cdef平行的垂直于參考平面abed的右側(cè)平面abgh，其構(gòu)成和左側(cè)平面cdef相同；左側(cè)平面cdef能左右移動(dòng)，根據(jù)汽車的寬度不同，通過左右移動(dòng)左側(cè)平面cdef，來調(diào)整參考平面abed的邊ad的長度，即調(diào)整測距線的長度； 第二步，倒車影像系統(tǒng)的標(biāo)定 采用Matlab相機(jī)標(biāo)定工具箱來進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定,具體步驟如下: (1)攝像機(jī)采用的是針孔攝像機(jī)，準(zhǔn)備一張黑白棋盤格的圖片，規(guī)格為包括13X10個(gè)黑白棋盤格方格，每個(gè)黑白棋盤格的大小為2cmX2cm，用需要標(biāo)定的攝像機(jī)從不同角度拍攝15張圖片，進(jìn)行角點(diǎn)檢測，計(jì)算出需要標(biāo)定的攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)，內(nèi)參數(shù)包括X軸和y軸的焦距fx、fy和成像原點(diǎn)(u。，v0),內(nèi)參數(shù)矩陣K為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒車影像的三維測量方法，其特征在于:增加倒車影像的手動(dòng)模式，用戶根據(jù)需求，轉(zhuǎn)換成手動(dòng)模式，具體操作方法是:顯示器屏幕是觸控的，用戶選擇倒車影像顯示器屏幕中，選取參考平面上的任何一點(diǎn)，用opencv軟件過這一點(diǎn)做出垂直于參考平面的垂線，在垂直于參考平面的垂線上加上刻度，該刻度能進(jìn)行疏密選擇，做出高度標(biāo)尺，用戶通過高度標(biāo)尺測量參考平面上的任何垂直于參考平面的目標(biāo)的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒車影像的三維測量方法，其特征在于:增加倒車影像的測距線的疏密的選擇功能，通過opencv軟件，在倒車影像的顯示器的視頻中，加入不同數(shù)目的測距線，分為兩種情況，一種情況是三條測距線，另一種情況是六條測距線，在opencv程序中加入控制選擇，用戶根據(jù)需求選擇測距線的疏密。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒車影像的三維測量方法，其特征在于:增加倒車影像的模式切換功能，二維模式是通過opencv軟件在視頻中只加入測距線和邊緣線，三維模式是通過opencv軟件在視頻中加入測距線、邊緣線和高度標(biāo)尺,在opencv程序中加入控制選擇,用戶根據(jù)需求適時(shí)在二維模式和三維模式之間進(jìn)行選擇。
【文檔編號(hào)】G01C11/00GK103822614SQ201410092632
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】胡釗政, 張?zhí)m, 李娜, 柏東芳, 趙斌, 夏克文 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)