一种用于警用摩托车的环视系统去抖动方法与流程

1.本发明涉及摩托车技术领域，具体是一种用于警用摩托车的环视系统去抖动方法。


背景技术：

2.警用摩托车的环视系统是多路视频同步输入，在构成环视视频时，因摩托车发动机高频振动，带动相机产生微小波抖动，进而导致多路视频进行环视拼接时边缘错位、像素漂移等问题；
3.现有技术中，通常采用机械防抖或光学防抖；机械防抖是通过设计巧妙和复杂的机械结构来实现的，能够一定程度上缓解机械振动，然而机械结构复杂、易磨损、加工及维护成本高，需要对机械结构进行改装，而且由于安装的环视摄像头通过连杆固定在摩托车上，而摩托车发动机将震动传导到顶端相机模组，一方面没有更多的缓冲空间，另一方面，摩托车震动频率高、震动幅度小，导致机械结构在该类型的高频、低幅值的直线传导震动下，无法有效降低震动效果；此外，环视相机还需要实现多视角视频的环视拼接，当每个相机的振动频率存在偏差时，该种方案无法解决画面拼接处的错位以及像素偏移问题；
4.光学防抖通过多个镜头的画面图像对比或像素光流跟踪等算法，即可实现对画面的抖动去除，由算法实现，成本低廉，但在环视画面拼接方面，由于各个方向采用的是单镜头，无法应用多镜头比对，只能采用单镜头、拍摄多张的方式来比对；而且，光学防抖一般用于解决大幅度、低频振动，在摩托车这类高频、低幅度场景下，难以适用；
5.为此，我们提出一种用于警用摩托车的环视系统去抖动方法。


技术实现要素：

6.为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种用于警用摩托车的环视系统去抖动方法，用于解决警用摩托车的环视系统的多路视频同步输入，在构成环视视频时，因摩托车发动机高频振动，带动相机产生微小波抖动，进而导致的多路视频进行环视拼接时边缘错位、像素漂移等问题。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种用于警用摩托车的环视系统去抖动方法，包括如下步骤：
9.步骤一：采用六个镜头形成环视系统，通过刚性连接件对各路镜头进行连接，所述环视系统外套设有透明罩；
10.步骤二：采集六轴传感器的震动参数，以此推算出多路镜头的震动参数，实现多路镜头静止状态下的拼接；
11.步骤三：在震动情况下，将震动带来的附加值增加到六轴传感器的微调参数矩阵w，然后重复多路镜头静止状态下的拼接过程，实现拼接；
12.步骤四：在震动情况下，通过多路画面的光流跟踪，实现对整个刚性连接件震动参数的反向计算和矫正，与六轴传感器互相补充，实现拼接。
13.进一步地，多路镜头静止状态下的拼接过程如下：
14.第一步：进行静态拼接矫正，对相邻镜头之间画面的拼接创建拼接参数矩阵；所述拼接参数矩阵包括宽参数矩阵a、高参数矩阵b以及微调参数矩阵w；
15.第二步：根据拼接参数矩阵生成每个镜头的独立像素；
16.第三步：将生成的每个镜头的独立像素进行拼接，实现多路镜头静止状态下的拼接。
17.进一步地，根据拼接参数矩阵生成每个镜头的独立像素，具体为：
18.设置每个镜头像素均表现为：宽*高；(x1、y1)表示镜头一的像素，则相邻镜头一、二的拼接参数矩阵分别表示为a[1,2]、b[1,2]和w[1,2]；
[0019]
边缘拼接后的画面关系为：新的画面中，在镜头一画面中的(x1、y1)用(x1`、y1`)表示；(x1`、y1`)表示边缘拼接后镜头一的独立像素；其中：
[0020]
x1`＝x1*a[1,2] y1*b[1,2] w[1,2][x1,y1]；
[0021]
y1`＝x1*a[1,2] y1*b[1,2] w[1,2][x1,y1]；
[0022]
以此类推，得到所有镜头边缘拼接后的独立像素。
[0023]
进一步地，将生成的每个镜头的独立像素进行拼接，具体为：
[0024]
x＝[x1` (w x2`) (w*2 x3`) (w*3 x4`) (w*4 x5`) (w*5 x6`)]；
[0025]
y＝[y1` y2` y3` y4` y5` y6]；其中(x、y)表示多路镜头静止状态下拼接后画面的像素。
[0026]
进一步地，当发生震动后，通过六轴传感器的震动参数对每个镜头的下浮震动进行估计，其中六轴传感器的震动参数共有六个，分别为x\y\z的旋转角度和x\y\z的加速度；六个镜头距离六轴传感器的距离相等，用d表示；
[0027]
根据x\y\z的旋转角度和加速度，得到每个镜头画面的旋转偏移角度，从而实现对微调参数矩阵w的偏转计算，得到震动带来的附加值。
[0028]
进一步地，每个镜头上下振动时，上一帧与下一帧自身的像素之间存在一个偏差值，将该偏差值记录为x\y的位置以及旋转角偏差；
[0029]
该偏差值等同于六轴旋转通过半径d后的作用距离值，将六个镜头的偏差值整合在一起，完成对六个镜头的偏转角度的统一计算，从而解出六轴传感器的震动参数，实现对整个刚性连接件震动参数的反向计算。
[0030]
进一步地，将解出的六轴传感器的震动参数与六轴传感器采集的震动参数相比较，实现对整个刚性连接件震动参数的矫正，将矫正后的震动参数作为六轴传感器采集的震动参数，实现拼接。
[0031]
进一步地，所述六轴传感器通过刚性连接件与各路镜头相连接，通过刚性连接件，实现六轴传感器与各路镜头的震动参数的同步、一致。
[0032]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0033]
1、本发明通过刚性连接件，实现六轴传感器与各路相机的震动参数的同步、一致，然后通过六轴的震动参数，来推算出多路镜头的震动参数，实现多路镜头静止状态下的拼接，在震动情况下，只需要将震动带来的附加值增加到六轴传感器的微调参数矩阵即可，提高拼接效率和准确性；
[0034]
2、本发明通过多路画面的光流跟踪，实现对整个刚性连接件的震动参数的反向计
算和矫正，与六轴互相补充，实现像素级别的震动跟踪与机械震动检测的关联，提高拼接效率和准确性；解决了多路视频进行环视拼接时边缘错位、像素漂移等问题；提高视频画面的清晰度和准确性。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]
图1为本发明的流程示意图。
[0037]
图2为本发明中环视系统的结构示意图。
[0038]
图3为本发明中六个镜头距离六轴传感器的距离示意图。
具体实施方式
[0039]
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
如图1至图3所示，一种用于警用摩托车的环视系统去抖动方法，包括如下步骤：
[0041]
步骤一：采用六个镜头形成环视系统，通过刚性连接件对各路镜头进行连接，环视系统外套设有透明罩，透明罩用于对环视系统加以保护；
[0042]
六轴传感器通过刚性连接件与各路镜头相连接，通过刚性连接件，实现六轴传感器与各路镜头的震动参数的同步、一致，
[0043]
步骤二：采集六轴传感器的震动参数，以此推算出多路镜头的震动参数，实现多路镜头静止状态下的拼接；
[0044]
其中多路镜头静止状态下的拼接过程如下：
[0045]
第一步：进行静态拼接矫正，对相邻镜头之间画面的拼接创建拼接参数矩阵；拼接参数矩阵包括宽参数矩阵a、高参数矩阵b以及微调参数矩阵w；
[0046]
第二步：设置每个镜头像素均表现为：宽*高；
[0047]
其中(x1、y1)表示镜头一的像素，则相邻镜头一、二的拼接参数矩阵分别表示为a[1,2]、b[1,2]和w[1,2]；
[0048]
边缘拼接后的画面关系为：新的画面中，在镜头一画面中的(x1、y1)用(x1`、y1`)表示；
[0049]
x1`＝x1*a[1,2] y1*b[1,2] w[1,2][x1,y1]；
[0050]
y1`＝x1*a[1,2] y1*b[1,2] w[1,2][x1,y1]；以此类推，得到所有镜头边缘拼接后的独立像素，独立像素包括(x1`、y1`)、(x2`、y2`)、(x2`、y3`)、(x4`、y4`)、(x5`、y5`)以及(x6`、y6`)；
[0051]
第三步：将生成的每个镜头的独立像素进行拼接，实现多路镜头静止状态下的拼接；具体为：
[0052]
x＝[x1` (w x2`) (w*2 x3`) (w*3 x4`) (w*4 x5`) (w*5 x6`)]；
[0053]
y＝[y1` y2` y3` y4` y5` y6]；其中(x、y)表示多路镜头静止状态下拼接后画面的像素；
[0054]
步骤三：在震动情况下，将震动带来的附加值增加到六轴传感器的微调参数矩阵w，然后重复多路镜头静止状态下的拼接过程，实现拼接；具体为：
[0055]
当发生震动后，首先通过六轴传感器的震动参数对每个镜头的下浮震动进行估计，其中六轴传感器的震动参数共有六个，分别为x\y\z的旋转角度和x\y\z的加速度；六个镜头距离六轴传感器的距离相等，用d表示；
[0056]
根据x\y\z的旋转角度和加速度，得到每个镜头画面的旋转偏移角度，从而实现对微调参数矩阵w的偏转计算，得到震动带来的附加值；
[0057]
将震动带来的附加值增加到微调参数矩阵w中，然后重复多路镜头静止状态下的拼接过程，实现拼接；
[0058]
本发明通过刚性连接件，实现六轴传感器与各路相机的震动参数的同步、一致，然后通过六轴的震动参数，来推算出多路镜头的震动参数，实现多路镜头静止状态下的拼接，在震动情况下，只需要将震动带来的附加值增加到六轴传感器的微调参数矩阵即可，提高拼接效率和准确性；
[0059]
步骤四：进行多路画面的光流跟踪，实现对整个刚性连接件震动参数的反向计算和矫正，与六轴传感器互相补充，实现像素级别的震动跟踪与机械震动检测的关联，提高拼接效率和准确性；具体为：
[0060]
每个镜头上下振动时，上一帧与下一帧自身的像素之间存在一个偏差值，将该偏差值记录为x\y的位置以及旋转角偏差；
[0061]
该偏差值等同于六轴旋转通过半径d后的作用距离值，将六个镜头的偏差值整合在一起，完成对六个镜头的偏转角度的统一计算，从而解出六轴传感器的震动参数，实现对整个刚性连接件震动参数的反向计算；
[0062]
将解出的六轴传感器的震动参数与六轴传感器采集的震动参数相比较，实现对整个刚性连接件震动参数的矫正；
[0063]
根据矫正后的震动参数，执行步骤三，实现拼接；
[0064]
本发明通过多路画面的光流跟踪，实现对整个刚性连接件的震动参数的反向计算和矫正，与六轴互相补充，实现像素级别的震动跟踪与机械震动检测的关联，提高拼接效率和准确性；解决了警用摩托车环视系统的多路视频同步输入，在构成环视视频时，因摩托车发动机高频振动，带动相机产生微小波抖动，进而导致的多路视频进行环视拼接时边缘错位、像素漂移等问题；提高视频画面的清晰度和准确性。
[0065]
本发明的工作原理：
[0066]
一种用于警用摩托车的环视系统去抖动方法，在工作时，采用六个镜头形成环视系统，通过刚性连接件对各路镜头进行连接，在环视系统外套设有透明罩加以保护，通过刚性连接件，实现六轴传感器与各路相机的震动参数的同步、一致；首先进行静态拼接矫正，对相邻镜头之间画面的拼接创建拼接参数矩阵；根据拼接参数矩阵，得到所有镜头边缘拼接后的独立像素，将生成的每个镜头的独立像素进行拼接，实现多路镜头静止状态下的拼接；在震动情况下，只需要将震动带来的附加值增加到六轴传感器的微调参数矩阵即可，提
高拼接效率和准确性；同时通过多路画面的光流跟踪，实现对整个刚性连接件震动参数的反向计算和矫正，与六轴传感器互相补充，实现像素级别的震动跟踪与机械震动检测的关联，提高拼接效率和准确性，解决了警用摩托车环视系统的多路视频同步输入，在构成环视视频时，因摩托车发动机高频振动，带动相机产生微小波抖动，进而导致的多路视频进行环视拼接时边缘错位、像素漂移等问题；提高视频画面的清晰度和准确性。
[0067]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0068]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。