大型特种车辆全景视频成像系统设计

发布时间：2024-02-18 17:12

　　随着汽车保有量的增加,全景视频成像辅助驾驶系统有着越来越多的需求。近年来,随着微电子的快速发展,低功耗的嵌入式视频处理芯片越发成熟,使得车辆具备了实现全景视频成像的前提条件。全景视频成像系统能够提供给驾驶员车辆四周的鸟瞰全景图像,从而可以消除视觉盲区,提高驾驶员驾驶的安全性,降低驾驶员的驾驶难度。相比于家用小型车辆,大型特种车辆车体更大,由此产生的盲区范围也更大,在经过一些狭小路况及出入洞库等情况时驾驶难度更高,因此大型特种车辆对全景视频成像辅助驾驶系统有着更迫切的需求。本文对大型特种车辆全景视频成像系统的关键算法进行了研究,对比了SIFT、SURF、ORB等图像配准算法,并在SIFT中引入距离权值,采用加权最小二乘方法提高了算法对于模糊区域的稳定性。使用OcamCalib实现了大广角鱼眼摄像头畸变校正,使用直接线性变换实现了图像的鸟瞰变换,使用线性融合方法实现了图像的快速融合,最终得到车辆周围全景俯视图。本文还进行了大型特种车辆全景视频成像系统的总体及软件设计,包括:进行了大型特种车辆全景视频成像系统总体设计,确定了使用双DSP和双FPGA作为的主控制芯片的嵌入式系统架构;完成了FP...

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景、目的与意义
    1.2 全景视频成像辅助系统的发展
    1.3 图像配准算法的发展
    1.4 主要研究内容及章节结构
2 系统方案设计
    2.1 引言
    2.2 摄像头布局分析
    2.3 传统全景视频成像系统的不足
    2.4 大型特种车辆全景视频成像系统设计
        2.4.1 系统组成
        2.4.2 全景视频成像控制器
        2.4.3 系统优点
    2.5 本章小结
3 全景图像拼接算法基础
    3.1 车载全景成像的基本流程
    3.2 鱼眼镜头畸变及校正
        3.2.1 鱼眼镜头的畸变模型
        3.2.2 张正友平面标定
        3.2.3 OCamCaLib校正算法
    3.3 鸟瞰变换
    3.4 图像配准
        3.4.1 SIFT
        3.4.2 SURF
        3.4.3 特征检测的ORB算法
    3.5 全景图像融合
    3.6 系统算法及改进
        3.6.1 特征点距离计算
        3.6.2 单应性矩阵计算
        3.6.3 实验比较
    3.7 本章小结
4 系统软件设计
    4.1 系统软件概述
    4.2 软件处理流程
    4.3 FPGA软件设计
        4.3.1 模块划分及工作原理
        4.3.2 时钟模块
        4.3.3 SDI模块
        4.3.4 DDR4 控制模块
        4.3.5 SRIO接口模块
        4.3.6 CAN接口模块
    4.4 DSP软件设计
        4.4.1 DSP软件总体设计
        4.4.2 HyperLink接口模块
        4.4.3 SRIO接口模块
        4.4.4 DDR3 驱动模块
        4.4.5 IPC模块
        4.4.6 DSP多核调度
        4.4.7 权值修正SIFT软件实现
    4.5 本章小结
5 系统测试
    5.1 系统的测试车辆
    5.2 测试结果
        5.2.1 车型Ⅰ
        5.2.2 车型Ⅱ
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3902241