动态图像逆透视映射方法在路面图像拼接中的应用

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｉｎｖｅｒｓｅ　Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ　Ｍａｐｐｉｎｇ　ｉｎ　Ｒｏａｄ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｉｍａｇｅ　Ｍｏｓａｉｃ ＣＡＯ　Ｙｕ　ＦＥＮＧ　Ｙｉｎｇ　ＷＥＩ　Ｌｉａｎ　ＬＥＩ　Ｂｉｎｇ　ＷＡＮＧ　Ｙａｎｈｕｉ　

动态图像逆透视映射方法在路面图像拼接中的应用

曹毓冯莹魏立安雷兵王彦辉

国防科技大学光电科学与工程学院，长沙４１００７３

摘 要：目前广泛使用的车载路面图像逆透视映射方法均假定相机姿态角是恒定的。车辆行进中的颠簸会使得相机姿态发生变化，由此导致现有方法获得的路面俯视图出现较大误差。为此，本文使用姿态传感器实时测量相机姿态，利用相机姿态角数据计算出相机相对路面的逆透视映射关系矩阵，从而获得了高精度的路面俯视图。实验测试结果表明，在相机任意姿态角下，由该方法获得的俯视图其逆透视映射误差不超过０．８％。室外动态颠簸状况下的路面图像拼接实验表明，和传统方法相比，该方法获得的路面俯视图失真较小。因此，改进后的方法可在相机处于颠簸条件下获得高精度的路面俯视图，可应用于机场跑道异物快速检测和公路路面病害勘测等领域。

图像拼接；逆透视映射；相机姿态测量；跑道异物检测；路面病害勘测

ＴＰ３９１．４Ａ１００４－１６９９　（　２０１１　）　１１－１６５８－０５

总后勤部预研项目

２０１１－０７－０５２０１１－０８－２０

ＩＰＭ算法

表中并未

随后，根据

＠＠［１］郑榜贵，田炳香，段建民．基于Ｋａｌｍａｎ预测及逆投影的车道识 别技术［Ｊ］．计算机工程与设计，２００９，３０（６）：１５４８－１５５４．＠＠［２］袁启平，宋金泽，吴涛．基于逆透视映射的图像拼接方法［Ｊ］． 微计算机信息，２０１０，２６（７－３）：２０８－２１０．

＠＠［３］ Ｍａｓｓｉｍｏ　Ｂｅｒｔｏｚｚｉ，　Ａｌｂｅｒｔｏ　Ｂｒｏｇｇｉ，　ＧＯＬＤ：　Ａ　Ｐａｒａｌｌｅｌ　Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｒｅｏ　Ｖｉｓｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｇｅｎｅｒｉｃ　Ｏｂｓｔａｃｌｅ　ａｎｄ　Ｌａｎｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ［　Ｊ］． ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１９９８，７（　１　）　：６２－８１．＠＠［　４　］ Ｍａｓｓｉｍｏ　Ｂｅｒｔｏｚｚｉ，Ａｌｂｅｒｔｏ　Ｂｒｏｇｇｉ，Ａｌｅｓｓａｎｄｒａ　Ｆａｓｃｉｏｌｉ．　Ｓｔｅｒｅｏ　Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ　Ｍａｐｐｉｎｇ：　Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　［　Ｊ　］．　Ｉｎａｇｅ　ａｎｄ Ｖｉｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，　１９９８，１６：５８５　－５９０．

＠＠［５］高德芝，郑榜贵，段建民．基于逆透视变换的智能车辆定位技 术［Ｊ］．计算机测量与控制，２００９，１７（９）：１８１０－１８１２．

＠＠［６］付梦印，李博，王美玲．一种基于逆投影变换的智能车道路识 别方法［Ｊ］．光学技术，２００８，３４（３）：３６８－３７１．

＠＠［７］曹毓，冯莹，杨云涛，等．基于灭点查找的姿态角测量方法在路而 三维重建中的应用［Ｊ］．传感技术学报，２０１１，２４（７）：１０８１－１０８６．＠＠［８］江泽民，杨毅，付梦印．基于平行线的室内视觉导航［Ｊ］．机器 人，２００７，２９（２）：１２８－１３２．

＠＠［９］戴斌，裘伟．逆透视投影下车道偏离时间的在线估计［Ｊ］．计算 机工程与应用，２００７，４３（１６）：２３５－２３８．

＠＠［１０］郭磊，徐友春，李克强，等．基于单目视觉的实时测距方法研究 ［Ｊ］．中国图像图形学报，２００６，１１（１）：７４－８１．

＠＠［１１］郭磊．基于定向二维插值的逆投影变换方法［Ｊ　］．清华大学学 报（自然科学版），２００６，４６（５）：７１２－７１５．

＠＠［　１２　］　Ｓｏｖｉｒａ　Ｔａｎ，Ｊａｓｏｎ　Ｌ．　Ｄａｌｅ，　Ａｎｄｒｅｗ　Ａｎｄｅｒｓｏｎ，ｅｔ　ａｌ．　Ｉｎｖｅｒｓｅ　Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ Ｍａｐｐｉｎｇ　ａｎｄ　Ｏｐｔｉｃ　Ｆｌｏｗ：Ａ　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ａ　Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ［　Ｊ　］．　Ｉｍａｇｅ　ａｎｄ　Ｖｉｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　，２００６，　（２４）　：　１５３－１６５．＠＠［１３］　ＳＨＵ　Ｙ，　Ｔａｎ　Ａ．　Ｖｉｓｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　Ｌａｎｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｖｅｈｉｃｌｅ［　Ｊ　］．　ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　５ｔｈ　ｗｏｒｌｄ　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ　ｏｎ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ．　２００４，　Ｈａｎｇｚｈｏｕ，　Ｐ．　Ｒ．　Ｃｈｉｎａ．

＠＠［１４］邓剑文，安向京，贺汉根．基于道路结构特征的自主车视觉导 航［Ｊ］．吉林大学学报，２００４，２２（４）：４１５－４１９．

＠＠［１５］徐友春．基于机器视觉的汽车主动安全技术的研究［Ｄ］．北 京：清华大学，２００３．

＠＠［１６］于起峰，尚洋．摄像测量学原理与应用研究［Ｍ］．科学出版社， ２００９，２５－３４．

曹毓（１９８２－），男，现国防科技大学光电学院博士研究生，从事有关光学传感器领域的研究工作，ｗｅｉｇｕａｎｇ７９１０＠ｓｏｈｕ．　ｃｏｍ：冯莹（１９５６－），女，教授，博士生导师，主要研究方向为宽带光纤光源技术、光纤激光器技术、光纤波导生物传感器技术以及光电测控技术。

动态图像逆透视映射方法在路面图像拼接中的应用

作者：曹毓， 冯莹， 魏立安， 雷兵， 王彦辉， CAO Yu， FENG Ying， WEI Lian， LEI Bing， WANG Yanhui 作者单位：国防科技大学光电科学与工程学院,长沙,410073

刊名：

传感技术学报

英文刊名：Chinese Journal of Sensors and Actuators

年，卷(期)：2011,24(11)

1.郑榜贵;田炳香;段建民基于Kalman预测及逆投影的车道识别技术[期刊论文]-计算机工程与设计 2009(06)

2.袁启平;宋金泽;吴涛基于逆透视映射的图像拼接方法[期刊论文]-微计算机信息 2010(7-3)

3.Massimo Bertozzi;Alberto Broggi GOLD:A Parallel Real-Time Stereo Vision System for Generic Obstacle and Lane Detection 1998(01)

4.Massimo Bertozzi;Alberto Broggi;Alessandra Fascioli Stereo Inverse Perspective Mapping:Theory and Applications 1998

5.高德芝;郑榜贵;段建民基于逆透视变换的智能车辆定位技术[期刊论文]-计算机测量与控制 2009(09)

6.付梦印;李博;王美玲一种基于逆投影变换的智能车道路识别方法[期刊论文]-光学技术 2008(03)

7.曹毓;冯莹;杨云涛基于灭点查找的姿态角测量方法在路而三维重建中的应用[期刊论文]-传感技术学报 2011(07)

8.江泽民;杨毅;付梦印基于平行线的室内视觉导航[期刊论文]-机器人 2007(02)

9.戴斌;裘伟逆透视投影下车道偏离时间的在线估计[期刊论文]-计算机工程与应用 2007(16)

10.郭磊;徐友春;李克强基于单目视觉的实时测距方法研究[期刊论文]-中国图象图形学报 2006(01)

11.郭磊基于定向二维插值的逆投影变换方法[期刊论文]-清华大学学报（自然科学版） 2006(05)

12.Sovira Tan;Jason L.Dale;Andrew Anderson Inverse Perspective Mapping and Optic Flow:A Calibration Method and a Quantitative Analysis 2006(24)

13.SHU Y;Tan A Vision Based Lane Detection in Autonomous Vehicle 2004

14.邓剑文;安向京;贺汉根基于道路结构特征的自主车视觉导航[期刊论文]-吉林大学自然科学学报 2004(04)

15.徐友春基于机器视觉的汽车主动安全技术的研究 2003

16.于起峰;尚洋摄像测量学原理与应用研究 2009

本文链接：/Periodical_cgjsxb201111028.aspx