車輛后視攝像頭魚眼鏡頭畸變的三維模擬方法

為確保駕駛安全性及方便性，車輛嵌入了各種攝像頭。在實(shí)現(xiàn)輔助駕駛員方便停車方面，車輛后視攝像頭引起了越來越多的關(guān)注。在安裝后視攝像頭前，需要校準(zhǔn)類似于魚眼鏡頭的廣角鏡頭，并采用三維（3D）模擬方法。3D模擬方法為汽車后視攝像頭廣角鏡頭的光學(xué)畸變提供了一種新的模擬方法。該方法包括3個(gè)步驟：①生成3D虛擬空間；②基于場(chǎng)數(shù)的視角估計(jì)；③在3D空間中生成畸變像。該方法為汽車后視攝像頭準(zhǔn)確而高效的預(yù)安裝提供了3D畸變模擬。所提出的模擬方法可用于設(shè)計(jì)智能監(jiān)控和醫(yī)學(xué)成像的通用光學(xué)成像系統(tǒng)。

該方法通過利用鏡頭規(guī)格分析透鏡畸變的形狀，分析結(jié)果可以估計(jì)出每個(gè)像素的畸變角。該角由3D空間中一個(gè)對(duì)象的幾何畸變圖像形式?jīng)Q定。使用開放軟件庫生成3D虛擬空間后，利用鏡頭規(guī)格（包括圖像大小、上限角度和場(chǎng)數(shù)）交叉檢查扭曲的虛擬空間中的網(wǎng)格和極點(diǎn)，從而估計(jì)出每個(gè)像素的畸變角。在用戶指定的條件下，輸入圖像，然后準(zhǔn)確分配到3D畸變場(chǎng)景中。

通過徑向畸變的數(shù)學(xué)模型、3D虛擬空間生成、基于場(chǎng)數(shù)的角度估計(jì)和模擬魚眼透鏡圖像的生成得到魚眼鏡頭圖像的3D虛擬仿真數(shù)據(jù)。該模擬器基于開放式軟件庫的虛擬空間生成，配備了3D模擬坐標(biāo)、鏡頭規(guī)格以及畸變與配準(zhǔn)。

對(duì)于車內(nèi)后視鏡攝像頭魚眼鏡頭畸變，提出了新的3D模擬方法，該方法相比傳統(tǒng)模擬器更為簡(jiǎn)單且成本低。該模擬方法還可用于設(shè)計(jì)智能監(jiān)控的一般光學(xué)成像系統(tǒng)以及汽車后視倒車攝像頭。

刊名：Journal of the Optical Society of America A（英）

刊期：2015年第7期

作者：Daehee Kim and Joonki Paik

編譯：任靜