[发明专利]一种全景泊车辅助系统

说明书

技术领域

本发明涉及将汽车四周的状况直观地展示给驾驶员，以提高汽车泊车的安全性和稳定性，属于汽车电子领域和机器视觉领域，尤其是涉及汽车安全辅助驾驶领域。

背景技术

近年来，随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，我国的汽车数量正逐年增加。同时汽车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增加。在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生汽车碰撞事故。

因此各种汽车驾驶辅助系统应运而生，如超声波测距的倒车雷达系统，在车辆后方架设摄影机建立后视系统等等。它们都在一定程度上减轻了驾驶员的负担，但都仍然有着易受干扰，不够直观等缺点。比较理想的辅助驾驶是能够得到俯视汽车的画面。通过安装在车身前后左右的摄像头对周围路面情况进行拍摄，然后利用图像处理技术将其合成为一个完整的俯视画面显示在液晶屏上。这样汽车驾驶员只要在车内就能完成的看到整个车前后左右各个部分，完全没有任何的死角和盲区。这种技术被称为车载全景成像技术，可以为汽车驾驶和行车安全带来极大方便。

专利申请号200810163310.X提出了一种全景辅助泊车系统的标定方法，采用了张正友的摄像头标定方法进行摄像头内参和外参的计算，但是在图像拼接时，使用的是固定位置的拼接方法，对于不同车型和摄像头震动的适应性不强。专利申请号200910119475.1提出了一种全景可视泊车系统，采用了FPGA芯片来进行视频处理和合成，但是需要另一个MCU芯片来进行协处理。

本发明支持矫正180度超广角摄像头，并且采用了直方图均衡化算法，使系统对车型和摄像头震动的适应性更强，使泊车全景图像不存在任何盲区，为驾驶员呈现真正的360度汽车四周的情况，有效地避免了碰撞事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全景泊车辅助系统，能够更直观地为驾驶员呈现汽车周围的状况，以提高车辆泊车的过程中的安全性和稳定性。

为实现该目的，本发明采取以下技术方案：

本发明提供一种全景汽车辅助系统，用于汽车泊车进行全景成像及辅助驾驶，包括：

摄像头输入模块，通过置于车体前后左右四个方向上的多个180度超广角摄像头对车体周围状况进行拍摄，摄像头参数为D1格式、PAL制式，分辨率为720x576，并将安装的角度根据摄像头输出图像的情况调节到一个合适的位置；

图像校正模块，根据摄像头的内部参数和畸变模型，将每个摄像头的输入视频图像进行畸变校正；

鸟瞰透视模块，根据摄像头的安装角度和透视变换原理，将每个摄像头畸变校正后的图像进行角度透视变换，生成俯视图像；

图像拼接模块，根据每个摄像头安装位置的三维坐标和汽车的尺寸，借助于铺设在车辆四周地面上的方格线，将每个方向上的俯视图像拼凑在一个图像中，组成一个全景俯视图；

图像直方图均衡化模块，通过直方图均衡化算法，将每个拼接区域之间存在的亮度不同的现象进行消除，以达到更好的显示效果；

图像显示单元，将最终的全景俯视图输出给显示设备，显示设备可以是模拟显示器，也可以是液晶显示屏。

所述摄像头输入模块、畸变校正模块、透视变换模块、图像拼接模块、图像均衡模块和图像显示模块依次连接。

依据上述的功能模块的连接顺序，本系统的具体工作步骤如下：

1)将多个摄像头安装在车身的四个方向，并将安装的角度根据摄像头输出图像的情况调节到一个合适的位置；

2)将多个摄像头输出信号与该系统硬件上的视频输入接口连接；

3)根据摄像头的内部参数和畸变模型，将每个摄像头的输入视频图像进行畸变校正；

4)根据摄像头的安装角度和透视变换原理，将每个摄像头畸变校正后的图像进行角度透视变换，生成俯视图像；

5)根据摄像头安装位置的三维坐标和汽车尺寸，将多个摄像头的俯视图像进行拼接，以得到一个全景俯视图；

6)根据图像直方图均衡原理，对全景俯视图进行直方图均衡化；

7)将最终的全景俯视图输出给显示设备。

系统可以支持四个或八个摄像头输入，分别安装于车身前部、后车厢尾部和车身两侧。由于车型和车的大小不一致，因此摄像头安装的角度也应该根据车身的情况进行调节，使对应方向180度的情况都能拍摄到，而且使得车身周围的图像能够呈现在拍摄图像的中间区域。