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原文传递汽车全景环视系统的研究

论文题名：	汽车全景环视系统的研究
关键词：	汽车全景环视系统;鱼眼标定;图像拼接;嵌入式系统;工作流程
摘要：	随着全球汽车保有量逐年上升，交通安全问题日益严重，以机器视觉、图像处理为核心技术的汽车主动安全系统越来越多的被应用到汽车上。其中，使用多路摄像机实时采集车身周围实景后，进行图像处理并拼接为360度2D俯视画面的全景环视技术最为热门，该技术能为驾驶员实时提供无盲区的汽车全景影像，辅助安全驾驶。　　针对现有视觉增强类安全系统标定复杂，视角单一等问题，本文提出了一种基于四路超广角鱼眼摄像机的嵌入式汽车全景环视系统。该系统涉及鱼眼图像畸变校正、投影变换、嵌入式软件设计等多项关键技术，本文首先对视觉成像坐标系进行了分析，在此基础上，建立鱼眼摄像机成像模型，根据该模型计算摄像机内部参数和外部参数，并逆运算求得校正图像，分析鱼眼摄像机模型及标定算法的准确性;之后，对汽车全景环视系统进行整体设计，在车身周围安装四个鱼眼摄像机，实时采集的视频数据经视频解码器解码后传输给DSP，DSP对数据进行标定计算后在Flash闪存中建立图像映射及各图像位置参数表格，系统利用表格直接生成全景影像，输出全景环视虚拟图像。然后，文章对整个系统软硬件方案中的关键技术进行分析。将汽车全景环视系统分为安装在车身外部的鱼眼视频摄像机、视频解码器、DSP控制器、车载视频显示器、图像采集卡及标定PC等几部分。在此基础上，分析了系统工作流程及各部分间的数据流向;最后，设计嵌入式软件整体框架，将软件分为硬件驱动程序、模块应用程序和集成应用程序三类，按照嵌入式操作系统要求，编写了系统管理、信号采集和图像处理三个主要线程，完成嵌入式软件开发。针对原有多路摄像机对每个摄像机分别标定，耗时、耗力的缺点，实验研究发现汽车级鱼眼摄像内参一致性较好，同一批次摄像机可以使用相同内参。使用统一内参对全景环视画面质量影响较小，大大减少了嵌入式程序开发及装车标定的复杂程度。　　论文设计和实现的汽车全景环视系统在模型车实验仿真平台与实车平台上分别进行了测试实验。实验结果表明，该系统影像清晰、自然，实时性较好，能有效的减少驾驶员视野盲区，是有效的视觉增强型的主动安全辅助系统，有极强的研究和实用价值。
作者：	程德俊
专业：	机械工程
导师：	史立新;尹文庆
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京农业大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文