[发明专利]一种鱼眼图像拼接中鱼眼镜头垂直映射图像几何校正方法

摘要

本发明涉及一种鱼眼图像拼接中鱼眼镜头垂直映射图像几何校正方法。鱼眼图像会产生严重的径向失真，影响拼接效果。本发明方法通过四个车载鱼眼镜头分别获取车身四个方向的近距离场景，通过图像映射、俯仰角估计，将四个鱼眼镜头的图像统一到地面坐标系上，并通过几何校正为视觉一致的第三视角垂直俯视图。本发明方法将四个鱼眼镜头根据相邻关系分成两组，分别求出每组两幅相邻图像的俯仰角度和拼接角度，再根据两组镜头图像之间的相邻关系，求取两组图像之间的俯仰角度和拼接角度，最后将结果换算为四幅图像各自独立的俯仰角度。本发明方法可以更好地实现鱼眼图像的拼接，最终构成一个无缝高清晰图像。

主权项

1.一种鱼眼图像拼接中鱼眼镜头垂直映射图像几何校正方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤(1).将分别朝向四个方向的四个鱼眼镜头获取的四个鱼眼图像、、、根据鱼眼镜头成像过程的逆过程映射为透视平面图像、、、；步骤(2).采用尺度不变特征变换算法，分别求出相邻透视平面图像和中的重叠区域内相匹配的像素点，得到透视平面图像和对应的重叠区域透视平面图像和；步骤(3).按获取鱼眼图像的鱼眼镜头的预设俯仰角度，找到对应的重叠区域透视平面图像中的每个像素点(,)在球面坐标上对应的映射像素点(、、)，对映射像素点(、、)进行俯仰变换映射处理，得到对应的修正像素点(、、)，这些修正像素点即构成地面坐标球面图像，俯仰变换映射处理的公式为；所述的俯仰角度为鱼眼镜头安装的预设角度，是相对于水平方向向下的偏差角度；按获取鱼眼图像的鱼眼镜头的预设俯仰角度，按上述方法处理透视平面图像，得到地面坐标球面图像；步骤(4).对地面坐标球面图像中的修正像素点(、、)进行失真校正映射，得到透视平面上的角度修正像素点(,)，构成修正地面坐标平面图像，失真校正映射即将球面坐标映射到平面坐标；按上述方法处理地面坐标球面图像，得到修正地面坐标平面图像；在修正地面坐标平面图像和中，任意选取两对匹配像素点，计算拼接夹角：(,)和(,)分别为和中的一对匹配像素点，(,)和(,)分别为和中的另一对匹配像素点；步骤(5).改变预设俯仰角度获取鱼眼图像和的两个鱼眼镜头的预设俯仰角度，重复操作步骤(3)和(4)，得到多个拼接夹角；所述的鱼眼镜头的预设俯仰角度为～，每次改变预设俯仰角度增加或减小的角度为～；步骤(6).找出最佳拼接夹角，使相邻图像的俯仰角的差的绝对值最小，此时的俯仰角即为鱼眼图像、的修正俯仰角、；所述的最佳拼接夹角为多个拼接夹角中绝对值最小的拼接夹角，且此时获取鱼眼图像和的两个鱼眼镜头的预设俯仰角的差的绝对值最小；步骤(7).对相邻透视平面图像和重复步骤(2)～(6)处理，得到鱼眼图像、的地面坐标球面图像、，以及修正俯仰角、；步骤(8).根据修正俯仰角、对地面坐标球面图像、进行俯仰变换映射处理,将两幅图像统一映射到地面坐标系上，按匹配像素点对重叠区域进行图像拼接，得到拼接图像；根据修正俯仰角、分别对地面坐标球面图像、进行俯仰变换映射处理,将两幅图像统一映射到地面坐标系上，按匹配像素点对重叠区域进行图像拼接，得到拼接图像；步骤(9).对拼接图像、重复步骤(2)～(6)处理，得到二次修正俯仰角、；步骤(10).用二次修正俯仰角、对修正俯仰角、、、进行再次修正，得到四个鱼眼摄像头独立的最终修正俯仰角、、、；=+，=+，=+，=+；步骤(11).根据最终修正俯仰角、、、分别对四个鱼眼镜头图像进行俯仰变换映射处理，将图像统一映射到地面坐标系上，生成第三视角垂直俯视的场景图像。