[发明专利]倒车影像的三维测量方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及3D目标的图像数据处理，具体地说是倒车影像的三维测量方法。

背景技术

随着成像技术与计算机视觉技术的快速发展，车载倒车影像系统被大量的装配在汽车上。与倒车雷达相比，倒车影像能提供更直观的视觉信息，并通过在画面上显示距离标尺来提醒驾驶员。这种技术的出现极大提高了驾驶安全程度。目前，一般的倒车影像系统仅能实现二维平面测量。倒车影像的二维平面测量存在不足，它只能实现路面目标距车尾距离的测量，给出用户警示，而不能测量目标的高度。由于不知道目标高度，用户可能对于能否通过目标做出错误估计，从而导致一些不必要的事故出现。

虽然三维测量方法已经得到应用，CN103236083A公开了基于立体影像库的实时三维测量方法，CN102954770A披露了三维测量设备和三维测量方法，但这些三维测量方法均不能用于倒车影像的三维测量中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供倒车影像的三维测量方法，利用摄像机模型与射影几何的基本原理，推导出基于倒车影像的三维测量方法，该方法能有效测量路面上目标的高度及三维坐标，同时还能实现倒车影像的二维平面测量功能，克服了倒车影像的二维平面测量中不能测量目标高度的缺点，减少了交通事故的发生。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：倒车影像的三维测量方法，利用摄像机模型与射影几何的基本原理，推导出基于倒车影像的三维测量方法，步骤是：

第一步，制作倒车影像摄像机测量装置

此装置包括：带有棋盘格的abcd的面，abcd所在的平面称为参考平面，将abcd放到地面上，地面成为参考平面，参考平面abcd中的棋盘格由48个黑白正方形组成，每个正方形的尺寸为50cm×50cm，参考平面abcd的边ad为测距线；一个垂直于参考平面abcd的左侧平面cdef，平面cdef上设有九条平行的间隔均为50cm的垂直于参考平面的直线、高度测量线mn和高度测量线ef；高度测量线mn和高度测量线ef均平行于参考平面abcd的边cd，高度测量线mn距离参考平面30cm,高度测量线ef距离参考平面20cm；一个与左侧平面cdef平行的垂直于参考平面abcd的右侧平面abgh，其构成和左侧平面cdef相同；左侧平面cdef能左右移动，根据汽车的宽度不同，通过左右移动左侧平面cdef，来调整参考平面abcd的边ad的长度，即调整测距线的长度；

第二步，倒车影像系统的标定

采用Matlab相机标定工具箱来进行摄像机标定，具体步骤如下：

（1）摄像机采用的是针孔摄像机，准备一张黑白棋盘格的图片，规格为包括13×10个黑白棋盘格方格，每个黑白棋盘格的大小为2cm×2cm，用需要标定的摄像机从不同角度拍摄15张图片，进行角点检测，计算出需要标定的摄像机的内参数，内参数包括x轴和y轴的焦距f_x、f_y和成像原点(u₀,v₀)，内参数矩阵K为

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