[发明专利]一种汽车前挡玻璃的驾驶视野要求区域计算方法

权利要求书

1.一种汽车前挡玻璃的驾驶视野要求区域计算方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、在汽车前挡玻璃的中心区域上设置一黑白棋盘格，并利用摄像机采集带有所述黑白棋盘格的前挡玻璃原图L；

步骤2、利用式(1)得到标定系数k：

式(1)中，X₁表示黑白棋盘格相邻两个中心点之间的实际距离，X₂表示所述前挡玻璃原图L中，所述黑白棋盘格两角点之间的像素距离；

步骤3、以汽车的质心为原点O，以车辆前方为X轴，以驾驶员的左侧为Y轴，以通过汽车质心指向上方为Z轴，建立车辆坐标系O-XYZ；计算驾驶视野要求区域中A区域、A’区域、B区域的实际三维坐标值：

步骤3.1、计算A区域的实际三维坐标：

步骤3.1.1、令V点表示驾驶员眼睛位置的点，并用V₁点和V₂点表示V点的不同位置；

记通过V₁点和V₂点且在X轴的左侧与X轴成13°角所形成的铅垂平面记为第一平面，且与所述汽车前挡玻璃所在的面形成的交线，记为A₁A₂，交点分别记为A₁点和A₂点；

记通过V₁点，与X轴成3°仰角且与Y轴平行的平面记为第二平面；

记通过V₂点，与X轴成1°俯角且与Y轴平行的平面记为第三平面；

记通过V₁点和V₂点且在X轴的右侧与X轴成20°角所形成的铅垂平面记为第四平面，且与所述汽车前挡玻璃所在的面形成的交线，记为A₃A₄，交点分别记为A₃点和A₄点；

以所述交点A₁点、A₂点、A₃点和A₄点所形成的区域记为A区域；

步骤3.1.2、记所述第一平面和第二平面的交线为交线U₁₂，利用式(2)、式(3)、式(4)计算所述交线U₁₂在三个轴上的分向量和并且组成向量

步骤3.1.3、记所述第一平面和第三平面的交线为交线U₁₃，利用式(5)、式(6)、式(7)计算所述交线U₁₃在三个轴上的分向量和并且组成向量

步骤3.1.4、记所述第二平面和第四平面的交线为交线U₂₄，利用式(8)、式(9)、式(10)计算所述交线U₂₄在三个轴上的分向量和并且组成向量

步骤3.1.5、记所述第三平面和第四平面的交线为交线U₃₄，利用式(11)、式(12)、式(13)计算所述交线U₃₄在三个轴上的分向量和并且组成向量

步骤3.2、以汽车纵向中心平面为基准面，与A区域相对称的区域记为A’区域，并计算A’区域的三维坐标；

步骤3.3、计算B区域实际三维坐标值：

步骤3.3.1、记通过V₁点与X轴成7°仰角且与Y轴平行的平面记为第五平面，且与所述汽车前挡玻璃所在的面形成的交线，记为B₁B₂，交点分别记为B₁点和B₂点；

记通过V₂点与X轴成5°俯角且与Y轴平行的平面记为第六平面，且与所述汽车前挡玻璃所在的面形成的交线，记为B₃B₄，交点分别记为B₃点和B₄点；

记通过V₁点和V₂点且在X轴的左侧与X轴成17°角所形成的铅垂平面为第七平面；

记以汽车纵向中心平面为基准面，与所述第七平面对称的平面为第八平面；

以所述交点B₁点、B₂点、B₃点和B₄点所形成的区域记为B区域；

步骤3.3.2、记所述第五平面和第七平面的交线为交线U₅₇，利用式(14)、式(15)、式(16)计算所述交线U₅₇在三个轴上的分向量和并且组成向量

步骤3.3.3、记所述第六平面和第七平面的交线为交线U₆₇，利用式(17)、式(18)、式(19)计算所述交线U₆₇在三个轴上的分向量和并且组成向量

步骤3.3.4、所述第七平面与所述第八平面关于汽车纵向中心平面对称，计算交线U₅₇和交线U₆₇可以计算得到B区域的三维坐标；

步骤3.4、记车窗玻璃线边缘的中心点为O₁点、乘坐基准点为R点、前挡玻璃的倾斜角为α；

步骤3.5、利用式(21)、式(22)、式(23)计算O₁点在三个轴上的坐标值O₁(x)、O₁(y)和O₁(z)：

O₁(x)＝Rx-X₄ (21)

O₁(y)＝0 (22)

O₁(z)＝Rz+Z₄ (23)

式(21)中，X₄表示R点至O₁点在X轴上的距离，式(23)中，Z₄表示R点至O₁点在Z轴上的距离；

步骤3.6、利用式(24)、式(25)、式(26)计算通过O₁点且在前挡玻璃所在面上形成的法向量分别在三个轴上的分向量

步骤3.7、根据V₁点、V₂点、向量向量向量向量O₁点和法向量得到所述A区域的交点A₁点、A₂点、A₃点和A₄点的三维坐标；

步骤3.8、同理计算A’区域四个交点的三维坐标；

步骤3.7、根据V₁点、V₂点、向量向量O₁点和法向量得到所述B区域的四个交点的三维坐标；

步骤4、以所述前挡玻璃原图L的任意一顶点作为原点P，以与所述原点P相邻的两条边分别作为M轴和N轴，建立图像坐标系P-MN；计算A区域、A’区域、B区域在所述前挡玻璃原图L上的二维坐标值：

步骤4.1、根据所述标定系数k以及A区域的交点A₁点、A₂点、A₃点和A₄点的三维坐标，得到A区域在所述前挡玻璃原图L上的二维坐标值；

步骤4.2、同理得到A’区域和B区域在所述前挡玻璃原图L上的二维坐标值。