基于魚眼相機(jī)的全景環(huán)視系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、從2013年以后，虛擬現(xiàn)實(shí)在全世界范圍異軍突起。各大游戲公司、互聯(lián)網(wǎng)巨頭都或多或少的致力于虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展。其中最具代表性的就是Facebook20億美金收購(gòu)了虛擬現(xiàn)實(shí)公司Oculus VR。國(guó)內(nèi)的盛大網(wǎng)絡(luò)也強(qiáng)勢(shì)收購(gòu)了一家美國(guó)VR公司，暴風(fēng)影音與樂視影音也將自己的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備推向了市場(chǎng)。谷歌也在不斷的強(qiáng)化街景服務(wù)，并提出了三維立體街景概念。本文主要研究方向是基于魚眼圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)生成技術(shù)。主要從以下方面展開研究工作。
　　(1)魚眼

2、攝像機(jī)標(biāo)定與魚眼圖像的矯正
　　本文使用張正友標(biāo)定與全向攝像機(jī)標(biāo)定兩種不同的標(biāo)定方法對(duì)魚眼攝像機(jī)進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定。針對(duì)張氏標(biāo)定與全向攝像機(jī)標(biāo)定的不足之處提出一種基于等距投影模型的魚眼攝像機(jī)棋盤格標(biāo)定方法。在魚眼圖像的畸變矯正算法上，本文實(shí)現(xiàn)了三種矯正方法，一是基于透視投影模型；二是基于球極平面射影模型；三是基于圖像的內(nèi)容。
　　(2)基于魚眼圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)生成技術(shù)
　　本文對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的成像設(shè)備與觀看設(shè)備進(jìn)行深入研究與分析之

3、后，認(rèn)為基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)生成技術(shù)中的關(guān)鍵點(diǎn)為球面全景圖拼接算法。球面全景圖拼接技術(shù)主要包括圖像預(yù)處理、圖像特征點(diǎn)的提取與匹配點(diǎn)對(duì)的生成、球面全景圖像定位與捆綁調(diào)整、圖像曝光優(yōu)化、全景圖的輸出與顯示。在進(jìn)行圖像定位時(shí)，經(jīng)過對(duì)成像設(shè)備與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，本文將攝像機(jī)之間的平移運(yùn)動(dòng)忽略。最后，本文實(shí)現(xiàn)了上述所有算法，完成了全向圖的生成。
　　(3)基于360度全向圖的360度全景輔助駕駛系統(tǒng)
　　本文使用兩種不同的方式進(jìn)行車載環(huán)境

4、的硬件平臺(tái)搭建，一是使用傳統(tǒng)360度全景相機(jī)；二是利用將多個(gè)車載專用攝像機(jī)加裝到真實(shí)的車身上。將基于魚眼圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到車載系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于魚眼攝像機(jī)的360度全景環(huán)視輔助駕駛系統(tǒng)。不同于鳥瞰俯視系統(tǒng)之處在于，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)車身四周360度全景的任意角度查看，而不僅僅俯視。車輛上加裝的多個(gè)魚眼攝像機(jī)實(shí)時(shí)的將車體四周場(chǎng)景輸入到該系統(tǒng)中，該系統(tǒng)對(duì)多路多媒體數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理后快速生成全向圖，最終，用一種人機(jī)交互的方式將3D場(chǎng)景展