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研究生中文姓名:陳佳暉
研究生英文姓名:Chen, Chia-Hui
中文論文名稱:360度行車環景監視系統之研發
英文論文名稱:Development of a 360-Degree Vehicle Around View Monitor System
指導教授姓名:鄭慕德
口試委員中文姓名:教授︰鄭慕德
教授︰張傳育
副教授︰張博綸
助理教授︰潘彥良
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:電機工程學系
學號:10153045
請選擇論文為:應用型
畢業年度:103
畢業學年度:102
學期:
語文別:中文
論文頁數:52
中文關鍵詞:環景影像魚眼校正鳥瞰投影
英文關鍵字:Around View Monitorfisheye correctionOpenCVbird's eye view projection
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傳統環景影像處理大多是利用各自設備商自己所研發之硬體設備,再搭配自家所研發的軟韌體,依照步驟將所需的硬軟體一步步串連起來所完成。但此方法容易受限於軟體開發,如有外來者欲想進行程式開發作業,會受限於原本硬體設備商,無法有效地進行程式開發。所以本論文的基本概念是可以不受限制使用程式語言來達成環景影像系統,當外來者欲進行程式開發時,便只需要硬體符合規格,再搭配相關軟體及演算法支持,便可以達成其功能。
使用一般市面的魚眼攝影機,針對魚眼影像使用扭曲演算法將其變形校正,獲得魚眼校正影像再搭配OpenCV視覺函式庫以及視點轉換技術,將同一平面上的影像對應至另一個平面上,取得將影像轉為從上往下俯視地的鳥瞰投影轉換效果。再利用空間轉換技術將各單一鳥瞰影像對應成一張全景鳥瞰影像,達到環景影像之效果。透過影像縫合的技術即可合併成一張由車輛上方往下俯瞰的鳥瞰影像,最後再將一虛擬車輛影像縫合在環景影像中,表示車輛與環境之間的相對關係,讓駕駛者更清楚掌握車輛周遭的道路資訊。
本論文使用四顆魚眼攝影機,利用魚眼之廣角鏡特性監看寬廣範圍之場景,再使用影像接合來達成環景的效果。魚眼影像解析度為640#westeur024#480,環景影像幀數為每秒30幀。偵測範圍為車身往外延伸約兩公尺,在整體圖形應用及控制介面上,採用了Microsoft Visual studio C#來建構整個軟體架構。
摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究方法 2
1.4 論文架構 4
1.5 論文之貢獻 4
第二章 研究背景與原理 5
2.1 OpenCV介紹 5
2.1.1 OpenCV特點與組成 5
2.1.2 OpenCV應用領域 5
2.1.3 OpenCV組成 6
2.1.4 OpenCV程式語言 6
2.1.5 OpenCV作業系統支援 7
2.1.6 EmguCV介紹 7
2.2 攝影機成像 8
2.2.1 攝影機模型 8
2.3 魚眼鏡頭介紹 11
2.3.1 魚眼鏡頭的原理 13
2.3.2 魚眼鏡頭的特點 14
2.3.3 魚眼校正概念 15
2.4 投影介紹 16
2.4.1 鳥瞰投影 18
2.5 環景影像 20
2.5.1 影像對位 20
2.5.2 環景成像 20
2.6 文獻回顧 21
第三章 系統設計與實作 23
3.1 系統架構規劃 23
3.2 相機模型 25
3.2.1 鏡頭扭曲校正 25
3.2.2 扭曲模型 26
3.2.3 魚眼校正演算法 27
3.2.4 非對稱魚眼影像 32
3.3 鳥瞰轉換 34
3.3.1 鳥瞰投影演算法 35
3.4 環景影像 37
3.4.1 影像對位及縫合 37
第四章 系統與實測結果 39
4.1 實驗器材 39
4.2 環境架設 41
4.3 魚眼校正 43
4.4 鳥瞰轉換 45
4.5 影像對位及縫合 46
4.6 校正演算法之影像處理效率 48
第五章 結論與未來發展 49
5.1 結論 49
5.2 未來發展 49
參考文獻 50
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