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专利名称：基于单目视觉定位的路面图像采集方法及采集系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种图像采集方法及采集系统，尤其涉及ー种基于单目视觉定位的图像采集方法及采集系统。
背景技术：
在许多实际应用场合下需要对路面图像实施快速准确拼接，如自动泊车系统对车辆周围路面环境信息的获取、道路病害勘测等等。目前常用的图像拼接方法速度慢、拼接出的图像容易因误差累计效应而出现较大失真。有关图像拼接方法的具体介绍可參见文献“Image registration methods: a survey”(作者Barbara Zitova, Jan Flusser,期干丨J :Image and Vision Computing, 2003年,21卷)。有关路面图像拼接方法的具体应用參见文献“基于逆透视投影变换的图像拼接方法”(作者袁启平，宋金泽，吴涛；微计算机信息，2010 年)。

发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供ー种操作简单、设备安装及使用方便、路面图像拼接速度快且精度较高的基于单目视觉定位的路面图像采集方法，还相应提供ー种结构简单、安装方便、成本小的基于单目视觉定位的路面图像采集系统。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为ー种基于单目视觉定位的路面图像采集方法，包括以下步骤( I)架设数据采集系统在一可移动式车辆上架设相机，使相机光轴向下倾斜且镜头朝向路面，所述相机的光轴在地面的投影与所述车辆的纵向中轴线相互垂直；所述相机的支架上通过ー纵向连杆固接ー单目视觉定位系统(定位系统位于相机的前、后方均可，该纵向连杆大致与车辆中轴线平行即可，但不必完全平行)，所述单目视觉定位系统与相机之间的水平距离设为d(所述单目视觉定位系统与相机可以不在同一高度的水平面上，但二者的高度建议相同，这样能够更方便后续的运算及数据处理)；(2)采集数据启动车辆并使其沿着拟拍摄路段行驶，行驶期间所述单目视觉定位系统与相机同步同频率采集路面信息数据；设单目视觉定位系统在行驶期间共完成n次定位，每次定位所对应的时刻为Ti, i = 1，2，…，n，则所有时刻Ti组成单目视觉定位时刻序列T1, T2，…，Tn;设某次定位时刻Ti对应获取的车辆航向角为Si (组成车辆航向角序列ら，％，…en)，某次定位时刻Ti对应获取的单目视觉定位系统在路面投影点的位置为Pi，则单目视觉定位系统在路面所有的投影点位置组成单目视觉定位系统投影点位置序列P1, P2,…，Pn ;设某次定位时刻Ti时相机光轴在路面的投影线的方向角为只(组成相机光轴在路面的投影线方向角序列％,%，..# )，相机在路面的投影点位置为Qi，则相机在路面的所有投影点位置组成相机投影点位置序列Q1, Q2,…，Qn ;设Pi在世界坐标系下的坐标为(XfX)，相机在世界坐标系下的坐标为(Xf ,Jf )，则二者之间存在以下关系
权利要求
1.ー种基于单目视觉定位的路面图像采集方法，包括以下步骤 (1)架设数据采集系统在一可移动式车辆上架设相机，使相机光轴向下倾斜且镜头朝向路面，所述相机的光轴在地面的投影与所述车辆的纵向中轴线相互垂直；所述相机的支架上通过ー纵向连杆固接ー单目视觉定位系统，所述单目视觉定位系统与相机之间的水平距离设为d ； (2)采集数据启动车辆并使其沿着拟拍摄路段行驶，行驶期间所述单目视觉定位系统与相机同步同频率采集路面信息数据；设单目视觉定位系统在行驶期间共完成n次定位，每次定位所对应的时刻为Ti, i = 1，2，…，n，则所有时刻Ti组成单目视觉定位时刻序列T1, T2,…，Tn ;设某次定位时刻Ti对应获取的车辆航向角为0 i，某次定位时刻Ti对应获取的单目视觉定位系统在路面投影点的位置为Pi,则单目视觉定位系统在路面所有的投影点位置组成单目视觉定位系统投影点位置序列P1, T2,…，Pn ;设某次定位时刻Ti时相机光轴在路面的投影线的方向角为的，相机在路面的投影点位置为Qi，则相机在路面的所有投影点位置组成相机投影点位置序列Q1, Q2,…，Qn ;设Pi在世界坐标系下的坐标为(Xf ,If )，相机在世界坐标系下的坐标为(Zf，}f)，则二者之间存在以下关系
2.根据权利要求I所述的基于单目视觉定位的路面图像采集方法，其特征在于所述步骤(4)中，拼接处理时不对层叠摆放图像的重叠区域实施图像融合处理，在层叠摆放图像的重叠处使用后ー张路面图像的像素值直接覆盖前ー张路面图像像素值。
3.ー种基于单目视觉定位的路面图像采集系统，所述路面图像采集系统包括一可移动式车辆，其特征在于所述可移动式车辆上架设有相机，相机光轴向下倾斜且镜头朝向路面，所述相机的光轴在地面的投影与所述可移动式车辆的纵向中轴线相互垂直；所述相机的竖向支架上通过ー纵向连杆固接ー单目视觉定位系统。
4.根据权利要求3所述的基于单目视觉定位的路面图像采集系统，其特征在于所述相机架设于可移动式车辆的中轴线上。
5.根据权利要求3或4所述的基于单目视觉定位的路面图像采集系统，其特征在干所述相机数量为两个，两个相机的镜头分别朝向可移动式车辆的两侧。
6.根据权利要求3或4所述的基于单目视觉定位的路面图像采集系统，其特征在干所述单目视觉定位系统与相机位于同一高度的水平面上。
全文摘要
本发明公开了一种基于单目视觉定位的路面图像采集方法及采集系统，该方法包括以下步骤首先，架设数据采集系统；然后采集数据，获取的所有路面图像构成路面图像序列；使用图像逆透视映射算法，将获取的所有路面图像变换为路面正俯视图；根据各路面正俯视图像之间相对位置关系提取关键帧图像，并按顺序层叠摆放图像，经拼接处理后采集到路段的整幅路面图像。本发明的路面图像采集系统包括一可移动式车辆，其上架设有相机，相机光轴向下倾斜且镜头朝向路面，相机光轴在地面的投影与可移动式车辆纵向中轴线相互垂直；相机的竖向支架上通过纵向连杆固接单目视觉定位系统。本发明具有操作简单、设备安装及使用方便、路面图像拼接速度快且精度较高等优点。
文档编号G01C11/00GK102829763SQ20121026822
公开日2012年12月19日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者冯莹, 曹毓, 杨云涛, 赵立双, 雷兵 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学