一种倒车引导系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及了一种倒车引导系统及方法，该倒车引导系统包括：摄像头，用于每间隔预设时间进行一次拍摄，以获取相应的图像帧；姿态获取模块，用于获取汽车在每个图像帧的拍摄时刻的姿态信息；处理模块，用于进行畸变矫正处理及透视变换处理；拼接模块，用于对所述图像帧进行调整，且将调整后的图像帧进行拼接以获取全景图像；截取模块，用于在所述全景图像中虚拟出当前汽车的位置，且以所述全景图像中当前汽车的位置为中心截取预设范围的图像；发送模块，用于将所截取的图像发送至所述显示屏。实施本发明专利技术的技术方案，由于仅需要在汽车上安装一个摄像头就能实现倒车过程中360°全景图像的获取，所以，大大的降低了硬件成本和前期的工作成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车领域，尤其涉及一种倒车引导系统及方法。
技术介绍
倒车一直是汽车驾驶的一个难点，其主要是因为坐在驾驶座位上的驾驶员很难看到汽车后面的实际情况。因此，现在的汽车厂商都会或多或少的给汽车装上倒车引导系统。这些装置可分为两种：一种是倒车雷达，当车身靠近障碍物时发出警报信号以警告驾驶员；另外一种是倒车诱导装置，其将车尾摄像头拍摄到的画面、车后方的安全距离(即车幅延长线)及预想路线等实时显示在驾驶室内的多媒体显示屏上。比较高级的汽车上会同时配备这两种装置，但即便如此，由于倒车雷达仅仅是一种被动的倒车安全装置，而倒车引导系统也仅仅显示了车后面的图像，没有车子周围的画面，驾驶员依然很难掌握到汽车全局的信息，而轻松地完成倒车过程。因此，近期汽车厂商通过结合全景技术，推出了360°全景倒车系统，大大加强了车尾倒车引导系统的诱导功能，其给驾驶员提供了倒车时的汽车全景俯瞰视角，能非常方便直接的了解到汽车四周的各种情况，给倒车带来了极大的便利。但是，这种全景倒车系统存在以下问题：1.价格昂贵：目前的全景倒车系统基本都是通过多个摄像头的画面拼接来实现的，因此多个摄像头本身的价格和其带来的对硬件处理能力的要求将大大的提高系统的成本，而成本的提高最终将转嫁给消费者，也就是我们看到的价格昂贵。2.安装难度大：由于多个摄像头的拼接涉及到图像畸变矫正、透视变换和融合拼接等各个问题，其跟摄像头的安装位置和镜头本身的质量息息相关，因此会极大的增加安装的难度。3.前期工作复杂：由于每次安装不可能做到完全的按照标准进行，所以每次安装后需要对系统进行调整，这些调整包括摄像头画面的投影参数设置，融合参数设置等等，即便是专业人员也需要花费大量的时间。4.对硬件的要求：由于每个摄像头都需要对图像进行畸变矫正、投影变换等预处理，最后还需要对图像进行融合、拼接成全景图像，因此该系统对硬件的性能要求很高，很难做到高清实时，这也是目前市面上基本看不到高清的全景倒车系统画面的一个重要原因。综上，这种全景倒车系统由于存在以上问题，目前很难普及开来。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能克服上述缺陷的倒车引导系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种倒车引导系统，与汽车上的显示屏相连，包括：设置在汽车尾部且倾斜向下安装的摄像头，用于每间隔预设时间对监控区域进行一次拍摄，以获取相应的图像帧；姿态获取模块，用于获取汽车在每个图像帧的拍摄时刻的姿态信息；处理模块，用于对所拍摄的图像帧进行畸变矫正处理及透视变换处理，以获取多个连续的在同一个平面的图像帧；拼接模块，用于根据所检测的姿态信息对所述图像帧进行调整，且将调整后的图像帧进行拼接以获取全景图像；截取模块，用于在所述全景图像中虚拟出当前汽车的位置，且以所述全景图像中当前汽车的位置为中心截取预设范围的图像；发送模块，用于将所截取的图像发送至所述显示屏。优选地，所述姿态信息包括角度数据及位移数据，所述拼接模块包括：第一角度调整单元，用于根据待拼接的当前图像帧的拍摄时刻的角度数据对当前图像帧进行角度调整，以获取角度调整后的当前图像帧；第一偏移计算单元，用于获取当前图像帧的拍摄时刻与其前一图像帧的拍摄时刻的位移差值，并根据预先存储的单位位移数据所对应的偏移像素量，计算所获取的位移差值所对应的偏移像素量；第一拼接单元，用于根据所计算的偏移像素量，将角度调整后的当前图像帧与当前已拼接图像进行拼接，以更新当前已拼接图像。优选地，所述姿态信息包括角度数据及位移数据，所述拼接模块包括：角度计算单元，用于计算待拼接的当前图像帧的拍摄时刻的角度数据与其前一图像帧的拍摄时刻的角度数据的角度差值；第二角度调整单元，用于将当前图像帧的位置固定，且根据所计算的角度差值调整当前已拼接图像的角度；第二偏移计算单元，用于获取当前图像帧的拍摄时刻与其前一图像帧的拍摄时刻的位移差值，并根据预先存储的单位位移数据所对应的偏移像素量，计算所述位移差值所对应的偏移像素量；第二拼接单元，用于根据所计算的偏移像素量，将当前图像帧与角度调整后的当前已拼接图像进行拼接，以更新当前已拼接图像。优选地，所述摄像头为广角摄像头。优选地，所述姿态获取模块为姿态传感器。本专利技术还构造一种倒车引导方法，包括：S10.设置在汽车尾部且倾斜向下安装的摄像头每间隔预设时间对监控区域进行一次拍摄，以获取相应的图像帧；S20.获取汽车在每个图像帧的拍摄时刻的姿态信息；S30.对所拍摄的图像帧进行畸变矫正处理及透视变换处理，以获取多个连续的在同一个平面的图像帧；S40.根据所检测的姿态信息对所述图像帧进行调整，且将调整后的图像帧进行拼接以获取全景图像；S50.在所述全景图像中虚拟出当前汽车的位置，且以所述全景图像中当前汽车的位置为中心截取预设范围的图像；S60.将所截取的图像发送至显示屏以进行显示。优选地，所述姿态信息包括角度数据及位移数据，所述步骤S40包括：S401.根据待拼接的当前图像帧的拍摄时刻的角度数据对当前图像帧进行角度调整，以获取角度调整后的当前图像帧；S402.获取当前图像帧的拍摄时刻与其前一图像帧的拍摄时刻的位移差值，并根据预先存储的单位位移数据所对应的偏移像素量，计算所获取的位移差值所对应的偏移像素量；S403.根据所计算的偏移像素量，将角度调整后的当前图像帧与当前已拼接图像进行拼接，以更新当前已拼接图像。优选地，所述姿态信息包括角度数据及位移数据，所述步骤S40包括：S411.计算待拼接的当前图像帧的拍摄时刻的角度数据与其前一图像帧的拍摄时刻的角度数据的角度差值；S412.将当前图像帧的位置固定，且根据所计算的角度差值调整当前已拼接图像；S413.获取当前图像帧的拍摄时刻与其前一图像帧的拍摄时刻的位移差值，并根据预先存储的单位位移数据所对应的偏移像素量，计算所述位移差值所对应的偏移像素量；S414.根据所计算的偏移像素量，将当前图像帧与角度调整后的当前已拼接图像进行拼接，以更新当前已拼接图像。优选地，所述摄像头为广角摄像头。优选地，所述姿态获取模块为姿态传感器。实施本专利技术的技术方案，由于仅需要在汽车上安装一个摄像头就能实现倒车过程中360°全景图像的获取。所以，相比现有的360°全景倒车系统，大大的降低了硬件成本和前期的工作成本，如果普及开来，甚至可以成为行业的标杆，让大多数汽车厂商都使用这一技术，因此其经济效益将十分可观。此外，由于硬件成本和前期工作成本的降低，本专利技术的倒车引导系统的售价也将随之降低，这将有利于越来越多的消费者购买此产品，大大的加强了倒车的安全性，对于交通安全也将有十分积极的促进作用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：图1是本专利技术倒车引导系统实施例一的逻辑结构图；图2A-2D是汽车在倒车时生成全景图像的示意图；图3A和图3B分别是图像帧在透视变换前后的示意图；图4是本专利技术倒车引导方法实施例一的流程示意图。具体实施方式在图1示出的本专利技术倒车引导系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒车引导系统，与汽车上的显示屏相连，其特征在于，包括：设置在汽车尾部且倾斜向下安装的摄像头，用于每间隔预设时间对监控区域进行一次拍摄，以获取相应的图像帧；姿态获取模块，用于获取汽车在每个图像帧的拍摄时刻的姿态信息；处理模块，用于对所拍摄的图像帧进行畸变矫正处理及透视变换处理，以获取多个连续的在同一个平面的图像帧；拼接模块，用于根据所检测的姿态信息对所述图像帧进行调整，且将调整后的图像帧进行拼接以获取全景图像；截取模块，用于在所述全景图像中虚拟出当前汽车的位置，且以所述全景图像中当前汽车的位置为中心截取预设范围的图像；发送模块，用于将所截取的图像发送至所述显示屏。

【技术特征摘要】
1.一种倒车引导系统，与汽车上的显示屏相连，其特征在于，包括：设置在汽车尾部且倾斜向下安装的摄像头，用于每间隔预设时间对监控区域进行一次拍摄，以获取相应的图像帧；姿态获取模块，用于获取汽车在每个图像帧的拍摄时刻的姿态信息；处理模块，用于对所拍摄的图像帧进行畸变矫正处理及透视变换处理，以获取多个连续的在同一个平面的图像帧；拼接模块，用于根据所检测的姿态信息对所述图像帧进行调整，且将调整后的图像帧进行拼接以获取全景图像；截取模块，用于在所述全景图像中虚拟出当前汽车的位置，且以所述全景图像中当前汽车的位置为中心截取预设范围的图像；发送模块，用于将所截取的图像发送至所述显示屏。2.根据权利要求1所述的倒车引导系统，其特征在于，所述姿态信息包括角度数据及位移数据，所述拼接模块包括：第一角度调整单元，用于根据待拼接的当前图像帧的拍摄时刻的角度数据对当前图像帧进行角度调整，以获取角度调整后的当前图像帧；第一偏移计算单元，用于获取当前图像帧的拍摄时刻与其前一图像帧的拍摄时刻的位移差值，并根据预先存储的单位位移数据所对应的偏移像素量，计算所获取的位移差值所对应的偏移像素量；第一拼接单元，用于根据所计算的偏移像素量，将角度调整后的当前图像帧与当前已拼接图像进行拼接，以更新当前已拼接图像。3.根据权利要求1所述的倒车引导系统，其特征在于，所述姿态信息包括角度数据及位移数据，所述拼接模块包括：角度计算单元，用于计算待拼接的当前图像帧的拍摄时刻的角度数据与其前一图像帧的拍摄时刻的角度数据的角度差值；第二角度调整单元，用于将当前图像帧的位置固定，且根据所计算的角度差值调整当前已拼接图像的角度；第二偏移计算单元，用于获取当前图像帧的拍摄时刻与其前一图像帧的拍摄时刻的位移差值，并根据预先存储的单位位移数据所对应的偏移像素量，计算所述位移差值所对应的偏移像素量；第二拼接单元，用于根据所计算的偏移像素量，将当前图像帧与角度调整后的当前已拼接图像进行拼接，以更新当前已拼接图像。4.根据权利要求1所述的倒车引导系统，其特征在于，所述摄像头为广角摄像头。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐渊，黄伟鑫，姚浩东，郑炯彬，黄凯，
申请(专利权)人：深圳市前海视微科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44