一种基于静止门架的车辆红外成像装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于静止门架的车辆红外成像装置及方法，包括以下步骤：建立红外图像与可见光图像间的变换矩阵；分别采集驶入车辆的红外图像和可见光图像；对采集到的可见光图像进行拼接，得到拼接位置信息；将拼接位置通过变换矩阵转换成对应红外图像的坐标，然后使用该坐标信息将红外图像进行匹配拼接。本发明专利技术的基于静止门架的车辆红外成像方法操作简单，成像效果好，能够有效提高车辆检测精度。能够有效提高车辆检测精度。能够有效提高车辆检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于静止门架的车辆红外成像装置及方法


[0001]本专利技术涉及红外成像
，具体而言，涉及一种基于静止门架的车辆红外成像装置及方法。

技术介绍

[0002]随着红外成像技术的发展，红外图像处理作为红外技术中的重要技术手段，已经成为红外技术中不可或缺的重要组成部分。其中，红外图像拼接技术作为扩展视野的重要手段，已经成为图像处理领域研究的热点，广泛应用在了汽车检测领域之中。
[0003]然而由于红外辐射特殊的成像机制，红外相机拍摄得到的图像普遍存在成像均匀性差，成像细节粗糙、信噪比较低等特点，且由于红外图像反映的是物体表面温度差异的数值分布，若物体表面的温度差较小时，无法反映出物体的表面特征，面对这样的情况，只使用红外图像进行特征点的匹配拼接，则难以实现物体整体的图像采集。进而影响了车辆成像效果，降低了成像的准确性。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种基于静止门架的车辆红外成像方法，该车辆红外成像方法通过将可见光图像与红外图像结合应用，即使物体表面温差较小，也能捕获到物体表面的特征，从而提高了成像精度，便于实现车辆整体的图像采集，有利于提高车辆检测的可靠性。
[0006]本专利技术的第二目的在于提供一种应用上述车辆红外成像方法的车辆红外成像装置，该装置将红外相机与可见光相机相结合，能够有效提高成像精度及成像质量，从而能够有效提高车辆检测的可靠性。
[0007]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种基于静止门架的车辆红外成像方法，包括以下步骤：
[0009]建立红外图像与可见光图像间的变换矩阵；
[0010]分别采集驶入车辆的红外图像和可见光图像；
[0011]对采集到的可见光图像进行拼接，得到拼接位置信息；
[0012]将拼接位置通过变换矩阵转换成对应红外图像的坐标，然后使用该坐标信息将红外图像进行匹配拼接。
[0013]现有技术中，由于红外辐射特殊的成像机制，红外相机拍摄得到的图像普遍存在成像均匀性差，成像细节粗糙、信噪比较低等特点，且由于红外图像反映的是物体表面温度差异的数值分布，若物体表面的温度差较小时，无法反映出物体的表面特征，面对这样的情况，只使用红外图像进行特征点的匹配拼接，图像采集不连续，采集的图像难以拼接，由此造成了车辆成像效果差，严重制约了检测的可靠性。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于静止门架的车辆红外成像方法，该
方法将可见光成像技术结合应用至红外成像技术中，利用可见光成像的方式克服了现有技术中物体表面的温度差较小时，红外图像无法反映出物体表面特征的问题。具体而言，该方法通过对驶入的车辆分别进行可见光图像采集和红外图像采集，并将可见光图像利用变换矩阵映射到红外图像中，提高了红外图像的精确度，同时利用图像匹配拼接算法，能够得到物体整体的图像，从而完成了对驶入车辆的图像采集任务。
[0015]优选的，所述建立红外图像与可见光图像间的变换矩阵包括以下步骤：
[0016]采集同一物品的红外图像和可见光图像，提取该物品位于红外图像和可见光图像的同一特征点，分别得到该特征点的红外位置信息和可见光位置信息，利用上述信息得到变换矩阵
[0017][0018]其中x'、y'为该特征点的红外位置信息，即该特征点在红外图像内的坐标点；x、y为该特征点的可见光位置信息，即该特征点在可见光图像内的坐标点；R
00
、R
01
、R
10
、R
11
、T
x
和T
y
为待求解的变换参数。
[0019]优选的，所述特征点的数量至少为三对。通过预设的特征点坐标作为已知量，能够求解出变换矩阵中的变换参数，从而便于后续可见光图像与红外图像间的映射。进一步的，特征点数量为十对，这样在求解时能够减小误差，使结果更精确。
[0020]优选的，所述驶入车辆的红外图像和可见光图像为同一时刻拍摄的同一物体图像。
[0021]优选的，所述对采集到的可见光图像进行拼接，得到拼接位置信息包括：
[0022]通过RANSAC算法，得到各帧可见光之间的单应性矩阵，将各帧图像转换到一个公共平面上并拼接在一起。
[0023]优选的，所述将拼接位置通过变换矩阵映射到红外图像中包括以下步骤：
[0024]构造高斯金字塔尺度空间；
[0025]通过非极大值抑制算法(NMS Non Maximum Suppression)确定拼接位置的特征点，选取特征点的主方向，构造特征点描述算子；
[0026]通过变换矩阵将拼接位置的特征点映射到红外图像上，即得到对应的红外图像的坐标信息。
[0027]优选的，所述构造高斯金字塔尺度空间包括：采用Hessian矩阵行列式近似值图像
[0028][0029]其中x，y为可见光图像特征点的坐标。
[0030]本专利技术通过SURF(Speeded Up Robust Features)算法对可见光图像的特征点进行提取，并通过变换矩阵将可见光图像的特征点映射到红外图像中，依次操作可以得到同一物体在前后多个时刻的红外特征点集，即连续帧的红外图像特征点位置信息集合，从而
避免了现有技术中红外图像采集不连续造成的图像难以拼接的问题。
[0031]优选的，所述使用该坐标信息将红外图像进行匹配拼接包括以下步骤：
[0032]通过RANSAC算法，得到各帧红外图像之间的单应性矩阵，将各帧图像转换到一个公共平面上并拼接在一起。
[0033]具体的，利用RANSAC(Random Sample Consensus)算法，随机从特征点集中抽取n个样本数据，计算变换矩阵H，记作模型M；计算特征点集中的所有数据与模型M的投影误差，若误差小于阈值，加入内点集；当内点集的元素个数大于最优内点集时，更新最优内点集，同时更新迭代次数k；如果迭代次数大于k，则算法计算完成，否则迭代次数加1，并重复上面的过程。迭代次数k在不大于最大迭代次数的情况下，保持不断更新的过程。
[0034][0035]其中p为置信度，通常取0.995，w
m
为模型M的内点集。
[0036]本专利技术还提供了一种上述的车辆红外成像方法的车辆红外成像设备，包括：
[0037]龙门架：所述龙门架固定在地面上；
[0038]红外相机：安装在所述龙门架上，用于采集驶入车辆的红外图像；
[0039]可见光相机：安装在所述红外相机上，用于采集驶入车辆的可见光图像。
[0040]优选的，所述红外相机有三个，分别设置在所述龙门架的两个侧臂和顶臂上。
[0041]优选的，所述红外相机上设置有延长杆，所述红外相机通过所述延长杆固定在所述龙门架上。
[0042]优选的，所述龙门架上安装有存储器和处理器，所述处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于静止门架的车辆红外成像方法，其特征在于，包括以下步骤：建立红外图像与可见光图像间的变换矩阵；分别采集驶入车辆的红外图像和可见光图像；对采集到的可见光图像进行拼接，得到拼接位置信息；将拼接位置通过变换矩阵转换成对应红外图像的坐标，然后使用该坐标信息将红外图像进行匹配拼接。2.根据权利要求1所述的基于静止门架的车辆红外成像方法，其特征在于，所述建立红外图像与可见光图像间的变换矩阵包括以下步骤：采集同一物品的红外图像和可见光图像，提取该物品位于红外图像和可见光图像的同一特征点，分别得到该特征点的红外位置信息和可见光位置信息，利用上述信息得到变换矩阵其中x'、y'为该特征点的红外位置信息，即该特征点在红外图像内的坐标点；x、y为该特征点的可见光位置信息，即该特征点在可见光图像内的坐标点；R
00
、R
01
、R
10
、R
11
、T
x
和T
y
为待求解的变换参数。3.根据权利要求2所述的基于静止门架的车辆红外成像方法，其特征在于，所述特征点的数量至少为三对。4.根据权利要求1所述的基于静止门架的车辆红外成像方法，其特征在于，所述驶入车辆的红外图像和可见光图像为同一时刻拍摄的同一物体图像。5.根据权利要求1所述的基于静止门架的车辆红外成像方法，其特征在于，所述将拼接位置通过变换矩阵转换成对应红外图...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲海波，赵杰，范立军，王虎，
申请(专利权)人：北京华力兴科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：