面向坦克的全景环视系统关键技术研究

• 作 者: 徐杰
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 全景环视 鱼眼图像 畸变校正 俯视变换 图像拼接

随着科技的快速发展，应用于汽车的全景环视系统得到了越来越多的应用。在军用领域，随着武器装备科技含量的增多，武器装备变的越来越复杂。针对全景环视系统在军用方面的应用，本文提出了一种将全景环视系统应用于坦克上的构想。该系统通过在坦克周围安置四个鱼眼摄像头，该鱼眼摄像头能覆盖坦克周边所有视场范围，将同一时间采集到的四幅图像经过鱼眼图像校正、鸟瞰俯视变换、全景环视拼接处理后，形成一幅坦克周边360°的全景环视图，全景环视图呈俯视图状态显示。让坦克驾驶员可以随时清楚坦克周边的情况，消除坦克四周的视觉盲区，了解是否存在障碍物以及障碍物的相对位置与距离，帮助坦克驾驶员轻松驾驶坦克。根据应用于坦克的全景环视系统的设计流程，购买了简易的坦克模型，基于PC机搭建了初步的系统，进行关键算法的研究验证。首先提出了坦克全景环视系统具体实现方法，分析了实现该系统的步骤和需要解决的关键技术问题。将鱼眼摄像头固定在坦克模型的四周，拍摄鱼眼视频图像，图像处理的过程主要有以下几个方面的内容：(1)视频图像的实时采集，获取鱼眼图像，研究鱼眼图像畸变校正的方法，对畸变校正算法进行验证，确定用基于球面坐标定位法进行图像畸变校正。(2)将坦克周围四个鱼眼摄像头拍摄得到的侧视图转换成俯视图，优化后，采用手动标定棋盘的方法，以更精确的得到鸟瞰俯视变换矩阵，实现鸟瞰俯视变换。(3)研究视频图像拼接方法，采用一种准确、快速的拼接算法，对拼接过程的设计与实现进行优化，最终得到全景环视图。实验结果表明，本文研究的鱼眼图像畸变校正算法与全景环视图拼接算法简单快速，得到的全景环视图比较理想，符合系统设计的需求。