基于魚眼相機的全景環(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)實的發(fā)展。其中最具代表性的就是Facebook20億美金收購了虛擬現(xiàn)實公司Oculus VR。國內(nèi)的盛大網(wǎng)絡(luò)也強勢收購了一家美國VR公司，暴風(fēng)影音與樂視影音也將自己的虛擬現(xiàn)實設(shè)備推向了市場。谷歌也在不斷的強化街景服務(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)定與全向攝像機標(biāo)定兩種不同的標(biāo)定方法對魚眼攝像機進行相機標(biāo)定。針對張氏標(biāo)定與全向攝像機標(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棋盤格標(biāo)定方法。在魚眼圖像的畸變矯正算法上，本文實現(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)實生成技術(shù)
　　本文對虛擬現(xiàn)實的成像設(shè)備與觀看設(shè)備進行深入研究與分析之

3、后，認為基于圖像的虛擬現(xiàn)實生成技術(shù)中的關(guān)鍵點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、圖像特征點的提取與匹配點對的生成、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。在進行圖像定位時，經(jīng)過對成像設(shè)備與實驗結(jié)果的分析，本文將攝像機之間的平移運動忽略。最后，本文實現(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行車載環(huán)境

4、的硬件平臺搭建，一是使用傳統(tǒng)360度全景相機；二是利用將多個車載專用攝像機加裝到真實的車身上。將基于魚眼圖像的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到車載系統(tǒng)中，設(shè)計并開發(fā)了基于魚眼攝像機的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。車輛上加裝的多個魚眼攝像機實時的將車體四周場景輸入到該系統(tǒng)中，該系統(tǒng)對多路多媒體數(shù)據(jù)流進行處理后快速生成全向圖，最終，用一種人機交互的方式將3D場景展