全景视觉泊车辅助系统研究

论文摘要

针对驾驶员在车位日趋紧张的城市里泊车困难等问题,本文提出了一种全景视觉泊车辅助装置及其生成全景视觉图像的方法,能够实时提供驾驶员泊车所需要的汽车全景图像,消除了车四周的视觉盲区,以帮助驾驶员更加精确的泊车。本文首先介绍了全景视觉辅助泊车系统的标定方法,用安装在汽车四周的四个广角摄像机获取图像;首先对所得图像进行去失真处理,得到矫正后图像,进行对地面的单应性变换,得到以某一虚拟视点为坐标原点的俯视图;同时标记所得矫正后图像公共视场中2点,计算其在单应性变换后俯视图中的位置,以此两点确定某条直线作为拼接缝隙并且进行拼接缝隙的全局优化处理;最后输出虚拟鸟瞰坐标系下各个图像之间位置计算参数,生成全景虚拟鸟瞰图象查找表以供硬件使用。之后,本文介绍了整个系统的硬件方案设计和一些技术难点。采用TI公司的TMS320DM64 3芯片作为系统核心并利用CPLD实现主要的逻辑控制,重点介绍了各模块之间的连接关系。全景视觉泊车辅助装置包括视频采集器、图像同步处理器、DSP处理器、存储模块、逻辑控制器、输出帧缓存、视频编码器和图像显示器;生成虚拟全景图像的过程主要通过DSP处理器根据预先存放在闪存中的虚拟全景图像查找列表的参数进行寻址得到,所以计算复杂度低,能够满足实时性要求。最后一章对该系统进行了总结和展望。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第一章 概要
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 现有技术及发展趋势
• 1.3 项目开发内容与技术关键
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 系统软件设计
• 2.1 软件总体结构框架
• 2.2 鱼眼摄相机标定
• 2.2.1 摄像机模型
• 2.2.2 摄像机标定
• 2.2.3 张正友标定法简述
• 2.2.4 Levenberg-Marquardt算法
• 2.2.5 标定鱼眼摄像机的相关参数
• 2.3 图像单应性变换
• 2.3.1 单应性矩阵及DLT算法
• 2.3.2 双线性插值
• 2.3.3 图像投影到虚拟视点
• 2.4 汽车全景图像拼接
• 2.4.1 图像拼接综述
• 2.4.2 标记公共视场初始接缝位置
• 2.4.3 全局优化虚拟鸟瞰图接缝方向
• 2.5 实验结果
• 2.6 生成鸟瞰图像查找表
• 2.7 全景图像算法流程总结
• 2.8 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 系统硬件结构规划
• 3.2 主要芯片介绍
• 3.2.1 C6000系列DSP
• 3.2.2 CMOS图像传感器
• 3.2.3 视频编解码器
• 3.2.4 视频编码芯片
• 3.2.5 外围储存器
• 3.2.6 FIFO帧缓存存储器
• 3.2.7 CAN口芯片
• 3.3 系统数据流及连接关系
• 3.4 本章小节
• 第四章 总结与展望
• 参考文献
• 作者简历