一种电子后视镜CMS图像矫正方法、系统及电子后视镜技术方案

本发明专利技术公开了一种电子后视镜CMS图像矫正方法、系统及电子后视镜，所述方法包括：分析传统物理后视镜成像原理，计算实际物体在后视镜像平面的成像宽度与物理后视镜的镜平面宽度的比值；根据成像宽度与物理后视镜的镜平面宽度的比值确定所需裁剪CMS采集图像的ROI区域大小；根据电子后视镜的摄像头的位置、姿态对采集的目标图像进行校正，得到矫正图；按照所需裁剪的ROI区域大小裁剪出矫正图的ROI区域显示在监视器上。本发明专利技术通过计算实际物体在像平面的成像宽度与物理后视镜的镜平面宽度的比值来确定所需裁剪的ROI区域大小，以在CMS图像上模拟传统后视镜的焦距，能在电子后视镜的显示屏上显示与传统后视镜具有相同或相近距离感的图像，帮助驾驶员辨别真实环境。帮助驾驶员辨别真实环境。帮助驾驶员辨别真实环境。

【技术实现步骤摘要】
一种电子后视镜CMS图像矫正方法、系统及电子后视镜


[0001]本专利技术属于电子后视镜
，具体涉及一种电子后视镜CMS图像矫正方法、系统及电子后视镜。

技术介绍

[0002]电子外后视镜是用摄像头与监视器的组合来取代传统的外后视镜，通过外部摄像头采集图像，处理后在座舱内部的显示屏中显示。电子后视镜突破了传统的光学后视镜的镜面曲率、大小、角度等因素的限制，视野更开阔，能更好的应对恶劣天气，逐渐成为智能汽车的新趋势。
[0003]驾驶员在使用新兴的电子后视镜CMS时，常常会遇到一个问题，就是习惯了传统物理后视镜产生的距离感，难以把握在电子后视镜CMS的监视器中物体的距离感，导致不能准确辨别车辆外部的真实情况。公开号为CN113879214A的专利技术专利公开了一种电子后视镜的显示方法、电子后视镜显示系统及相关设备，其依次拼接车辆外部不同角度采集到的图像，形成全景图并显示，从而减少电子后视镜呈现的影像与真实情况在方位、位置关系上的差异，便于驾驶员辨别车辆外部的环境信息。但是这种方式并不能较好的帮助驾驶员提升距离感知能力，导致距离判断失误，影响行车、泊车安全。
[0004]因此，如何将CMS的图像调整成具有传统后视镜的距离感变得相当重要。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种电子后视镜CMS图像矫正方法、系统及电子后视镜，用于解决CMS的图像不具有传统后视镜的距离感的问题。
[0006]本专利技术第一方面，提出一种电子后视镜CMS图像矫正方法，所述方法包括：
[0007]分析传统物理后视镜成像原理，计算实际物体在后视镜像平面的成像尺寸与物理后视镜的镜平面尺寸的比值；
[0008]根据成像尺寸与物理后视镜的镜平面尺寸的比值确定所需裁剪的CMS采集图像的ROI区域大小；
[0009]根据电子后视镜的摄像头的位置、姿态对采集的目标图像进行校正，得到矫正图；
[0010]按照所需裁剪的ROI区域大小裁剪出矫正图的ROI区域显示在监视器上。
[0011]在以上技术方案的基础上，优选的，所述分析传统物理后视镜成像原理，计算实际物体在像平面的成像尺寸与物理后视镜的镜平面尺寸的比值具体包括：
[0012]简化传统物理后视镜成像原理，建立成像模型；
[0013]基于成像模型计算与实际物体宽度对应的像平面成像宽度w、实际物体高度对应的像平面成像高度h；
[0014]获取物理后视镜的镜平面宽度W
mirror
、H
mirror
；
[0015]计算出的成像宽度与物理后视镜的镜平面宽度的比值
[0016]计算出的成像高度与物理后视镜的镜平面高度的比值
[0017]在以上技术方案的基础上，优选的，所述基于成像模型计算与实际物体宽度对应的像平面成像宽度w、实际物体高度对应的像平面成像高度h具体包括：
[0018]设实际物体在平面镜的成像平面的宽度为w'、高度为h'，假设实际物体宽度为W
world
、高度为H
world
，后视镜成像平面与水平方向的夹角为θ，像平面在前后方向的倾角为α；
[0019]实际物体在水平像平面的成像宽度w
screen
、成像高度h
screen
为：
[0020]w
screen
＝w
′
*cos(θ)cos(α)
[0021]h
screen
＝h
′
*cos(θ)cos(α)
[0022]设实际物体到像平面的沿本车行驶方向的距离是D，眼点到像平面的沿本车行驶方向的距离是d，根据实际物体在水平像平面投影关系，得到：
[0023][0024]分别联立以上w
screen
、h
screen
的两个公式，求出实际物体在平面镜的成像平面的宽度w'、高度h'；
[0025]若物理后视镜为平面镜，实际物体在成像平面的宽度为w＝w'，高度为h＝h'；
[0026]若物理后视镜为凸面镜，实际物体在成像平面的宽度为w＝β*w'，高度为h＝β*h'，其中，β是与物理后视镜的凸率相关的修正系数。
[0027]在以上技术方案的基础上，优选的，所述根据成像宽度与物理后视镜的镜平面宽度的比值确定所需裁剪的ROI区域大小包括：
[0028]根据监视器的分辨率、实际物体在像平面的成像尺寸与物理后视镜的镜平面尺寸的比值计算需要在监视器上显示的成像宽度u
w
、成像高度u
h
；
[0029]根据小孔成像的投影公式计算出所需要的水平焦距f
calc_w
；
[0030]根据小孔成像的投影公式计算出所需要的垂直焦距f
calc_h
；
[0031]分别计算水平焦距f
calc_w
、垂直焦距f
calc_h
与实际相机焦距f
img
的宽度比值k、高度比值p，根据宽度比值k、高度比值p分别确定ROI区域的宽度裁剪尺寸、高度裁剪尺寸。
[0032]在以上技术方案的基础上，优选的，计算需要在监视器上显示的成像宽度u
w
、成像高度u
h
的公式为：
[0033]设监视器水平方向的分辨率为monitor_W，竖直方向的分辨率为monitor_H；
[0034]则需要在监视器上显示的成像宽度为u
w
＝v*monitor_W，成像高度为u
h
＝e*monitor_H。
[0035]在以上技术方案的基础上，优选的，所述ROI区域宽度与监视器分辨率宽度的比值在[1/(k*1.2),1/(k*0.8)]内，所述ROI区域高度与监视器分辨率高度的比值在[1/(p*1.2),1/(p*0.8)]内。
[0036]在以上技术方案的基础上，优选的，所述根据电子后视镜的摄像头的位置、姿态对采集的目标图像进行校正，得到矫正图具体包括：
[0037]获取摄像头的姿态角度pitch，yaw，roll，摄像头高度camera
height
；
[0038]计算摄像头在当前姿态角度、摄像头高度下的外参数矩阵R
new
、T
new
，R
new
、T
new
分别为世界坐标系到矫正后的相机坐标系的旋转矩阵、平移矩阵；
[0039]根据摄像头内参矩阵K、外参数矩阵R
new
、T
new
计算变换矩阵H：
[0040][0041]P
new
＝K*F
new
[0042]F
new
＝[r3 r4 T
new
][0043]R
camera
＝K*F...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子后视镜CMS图像矫正方法，其特征在于，所述方法包括：分析传统物理后视镜成像原理，计算实际物体在后视镜像平面的成像尺寸与物理后视镜的镜平面尺寸的比值；根据成像尺寸与物理后视镜的镜平面尺寸的比值确定所需裁剪的CMS采集图像的ROI区域大小；根据电子后视镜的摄像头的位置、姿态对采集的目标图像进行校正，得到矫正图；按照所需裁剪的ROI区域大小裁剪出矫正图的ROI区域显示在监视器上。2.根据权利要求1所述的电子后视镜CMS图像矫正方法，其特征在于，所述分析传统物理后视镜成像原理，计算实际物体在像平面的成像尺寸与物理后视镜的镜平面尺寸的比值具体包括：简化传统物理后视镜成像原理，建立成像模型；基于成像模型计算与实际物体宽度对应的像平面成像宽度w、实际物体高度对应的像平面成像高度h；获取物理后视镜的镜平面宽度W
mirror
、H
mirror
；计算出的成像宽度与物理后视镜的镜平面宽度的比值计算出的成像高度与物理后视镜的镜平面高度的比值3.根据权利要求2所述的电子后视镜CMS图像矫正方法，其特征在于，所述基于成像模型计算与实际物体宽度对应的像平面成像宽度w、实际物体高度对应的像平面成像高度h具体包括：设实际物体在平面镜的成像平面的宽度为w'、高度为h'，假设实际物体宽度为W
world
、高度为H
world
，后视镜成像平面与水平方向的夹角为θ，像平面在前后方向的倾角为α；实际物体在水平像平面的成像宽度w
screen
、成像高度h
screen
为：w
screen
＝w
′
*cos(θ)cos(α)h
screen
＝h
′
*cos(θ)cos(α)设实际物体到像平面的沿本车行驶方向的距离是D，眼点到像平面的沿本车行驶方向的距离是d，根据实际物体在水平像平面投影关系，得到：的距离是d，根据实际物体在水平像平面投影关系，得到：分别联立以上w
screen
、h
screen
的两个公式，求出实际物体在平面镜的成像平面的宽度w'、高度h'；若物理后视镜为平面镜，实际物体在成像平面的宽度为w＝w'，高度为h＝h'；若物理后视镜为凸面镜，实际物体在成像平面的宽度为w＝β*w'，高度为h＝β*h'，其中，β是与物理后视镜的凸率相关的修正系数。4.根据权利要求3所述的电子后视镜CMS图像矫正方法，其特征在于，所述根据成像宽
度与物理后视镜的镜平面宽度的比值确定所需裁剪的ROI区域大小包括：根据监视器的分辨率、实际物体在像平面的成像尺寸与物理后视镜的镜平面尺寸的比值计算需要在监视器上显示的成像宽度u
w
、成像高度u
h
；根据小孔成像的投影公式计算出所需要的水平焦距f
calc_w
；根据小孔成像的投影公式计算出所需要的垂直焦距f
calc_h
；分别计算水平焦距f
calc_w
、垂直焦距f
calc_h
与实际相机焦距f
img
的宽度比值k、高度比值p，根据宽度比值k、高度比值p分别确定ROI区域的宽度裁剪尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍渊，谌璟，孙庆新，
申请(专利权)人：自行科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：