全景泊车辅助驾驶系统

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。 ### 全景泊车辅助驾驶系统的关键知识点 #### 一、全景视觉泊车辅助系统概述 全景视觉泊车辅助系统是一种先进的辅助驾驶技术，旨在解决城市停车难题。该系统通过安装于车辆四周的四个广角（通常是鱼眼）摄像头捕捉周围环境图像，并经过一系列图像处理算法，最终生成车辆周围的全景俯视图，帮助驾驶员更直观地了解周边情况，减少盲区，提高停车精度。 #### 二、全景视觉泊车辅助系统的工作原理 ##### 1. 图像采集与处理 - **摄像头布置**：四个广角摄像头分别安装于车辆前后左右四个方位，覆盖车辆四周。 - **去失真处理**：由于广角摄像头通常存在不同程度的畸变，因此需要进行去失真处理，即通过特定算法对图像进行校正，去除图像边缘的弯曲变形。 - **单应性变换**：将矫正后的图像进行单应性变换，生成以虚拟视角为原点的俯视图。这一步骤主要是为了从“鸟瞰”的角度观察车辆四周的情况，便于拼接。 - **图像拼接**：通过在图像重叠区域选取特定的拼接点（通常为两个），计算这些点在变换后的俯视图中的位置，从而确定拼接线。接着进行全局优化处理，确保拼接后的图像平滑无明显接缝。 - **全景图像生成**：完成上述步骤后，系统会输出虚拟鸟瞰坐标系下各个图像之间的位置计算参数，进而生成全景虚拟鸟瞰图像查找表。这些参数用于硬件系统快速生成全景图像。 ##### 2. 系统硬件设计方案 - **核心处理器**：采用TI公司的TMS320DM643芯片作为核心处理器，负责图像处理等复杂运算任务。 - **逻辑控制**：利用CPLD（复杂可编程逻辑器件）实现主要的逻辑控制功能，简化系统设计。 - **其他模块**：系统还包括视频采集器、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等多个组成部分。其中，全景图像的生成主要依赖于DSP处理器根据预存的虚拟全景图像查找列表参数进行寻址获得，保证了系统的实时性和高效性。 #### 三、关键技术点解析 ##### 1. 鱼眼镜头标定 - **目的**：消除或减小鱼眼镜头造成的图像畸变。 - **方法**：通常采用已知尺寸的棋盘格作为标定图案，通过多视角拍摄标定图案照片，然后使用特定算法计算出相机内参和外参，以及畸变系数，用于后续图像去畸变处理。 ##### 2. 单应性变换 - **定义**：一种将一个图像平面映射到另一个图像平面的数学变换方法，特别适用于透视效果不明显的平面场景。 - **应用**：通过单应性变换，可以将摄像头捕获的透视图像转换为从某个固定高度俯视的效果，这对于生成全景俯视图至关重要。 ##### 3. 拼接缝隙全局优化 - **意义**：确保拼接后的图像平滑自然，没有明显的接缝痕迹。 - **方法**：通过对图像重叠区域内的特征点进行匹配，计算出最佳的拼接线，并在此基础上进行全局优化处理，使得拼接过程尽可能平滑。 #### 四、系统应用前景及挑战 全景视觉泊车辅助系统因其独特的优势，在智能交通领域有着广泛的应用前景。然而，随着技术的发展和应用场景的扩展，未来仍面临许多挑战，如如何进一步提升图像处理速度、降低系统成本、提高图像质量等。此外，随着自动驾驶技术的进步，全景泊车辅助系统也将朝着更加智能化、自动化的方向发展。