[发明专利]一种全景相机的能见度测量方法和应用该方法的全景相机

说明书

本发明公开了一种全景相机的能见度测量方法及应用该方法的全景相机，该方法包括如下步骤：1)相机标定、2)选取特征点、3)图像投影变换、4)图像拼接、5)测量能见度、6)能见度输出或显示本发明能有效检测近距离低能见度，对近距离能见度检测有较高精度；系统的抗干扰能力强，全景相机由多个摄像头组成，即使某个摄像头被遮挡或损坏也不影响能见度的检测；监控装置体积小，无辐射、无污染、安装方便；价格低廉，可以多处布局；维护和安装方便，运行成本低廉；图像采集设备简单，只需要一个全景相机，无需额外放置被测目标物及搭建其它辅助测量装置；可直接输出能见度的值。

技术领域

本发明涉及一种能见度测量方法和相机，尤其涉及一种全景相机的能见度测量方法和应用该方法的全景相机。

背景技术

随着虚拟现实行业的快速发展，作为内容领域的关键生产力，全景相机产业也在虚拟现实广泛的应用市场驱动下破土而出。全景相机首先从性能上讲，相比传统相机，拥有视角广、3D立体感足、自由度大等优异特性，改变了人们观看事物的方式，使得人机交互更加自然。其次从应用角度考虑、对比当下流行的3D建模技术、全景相机也能生动逼真的还原拍摄场景，同时还有合成方式简便、周期短、成本低等诸多优势。

不过，不同的应用领域对全景相机的各项性能有不同的要求，比如全景看房领域，高动态、低噪点及自动曝光能力是基础要求；而在直播领域，视频码流则会成为首要考虑指标；而在安防领域，就需要加入更多的物体识别、人脸识别及行为的分析等计算机视觉技术；而我们本次发明的全景相机主要针对于交通、航空、航海等领域，基于全景图像进行能见度检测。

随着机动车数量和高速公路里程持续快速增加，陆地交通事故也频繁发生。尤其是车辆行驶速度快、车流量大，当遇到低能见度的恶劣天气环境时，容易造成多车连续追尾的重大交通事故；对于航空领域，在能见度小于0.8公里的情况下会影响航班正常起降。在地面导航设备较差的机场，在能见度小于0.8公里时就要关闭。能见度与飞行活动有密切关系，能见度差是飞行活动中严重的视程障碍，直接给目视飞行造成困难，甚至会危及飞行安全。因此能见度检测对于陆地、航海、航空等领域的应用有着重大意义。

传统的能见度测量方法包括目测法和器测法。目测法利用人工观测，由于人工感知的能见度除了与大气物理光学状态有关外，还与各自的视力、视角、所处状态等诸多主观因素有关，而且只是估测，规范性、客观性相对较差。为此引进大气透射仪，大气透射仪是通过光束透过两固定点之间的大气柱直接测量气柱透射率，以此来推算能见度的值，这种方法要求光束通过足够长的大气柱，测量的可靠性受光源及其他硬件系统工作稳定性的影响，一般只适用于中等以下能见度的观测，而在雨、雾等低能见度天气，会因水汽吸收等复杂条件造成较大误差。而激光能见度自动测量仪是通过激光测量大气消光系数的方法来推算能见度，相对而言，较为客观和准确，但这种仪器成本昂贵、维护费用高、操作复杂，而且，在雨、雾天也难以进行正常观测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全景相机的能见度测量方法及应用该方法的全景相机，解决现有技术和产品中存在的缺憾。

本发明采用如下技术方案实现：

一种全景相机的能见度测量方法，其特征在于，测量及显示方法包括如下步骤：1)相机标定：针对相机成像存在的各种畸变，对相机间外部参数进行测定和矫正；

2)选取特征点：采用特征点检测算法提取图像的序列特征点，用以计算图像间的投影变换；

3)图像投影变换：所述图像投影变换的作用是防止进行全景拼接时破坏实际景物的视觉一致性；

4)图像拼接：实现待拼接图像之间的配准，然后进行图像拼接；

5)测量能见度：采用暗通道先验算法，根据暗通道先验理论获得目标物到摄像点的透射率，通过引导滤波进行优化，获得图像对应像素的特定光图，结合朗伯比尔定律求得相应的系数，进而计算出图像的能见度；