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专利号: 2019110416980
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-05-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种交通场景下的正交消失点检测方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

步骤1,输入交通场景下的视频,得到每一帧视频图像,每张视频图像中至少含有一个垂直于地面的物体;

步骤2,建立图像坐标系和钻石空间坐标系,求取图像空间和钻石空间之间映射关系;

步骤3,提取步骤1的视频图像中车辆的运行轨迹直线,通过步骤2中的映射关系将图像空间中的轨迹直线转换到在钻石空间进行累加,将累加最多的点再变换到图像空间中,得到沿道路方向的消失点;

步骤4,提取步骤1的视频图像中车辆的横向边缘直线,通过步骤2中的映射关系将图像空间中的轨迹直线转换到在钻石空间进行累加,将累加最多的点再变换到图像空间中,得到垂直道路方向的消失点;

步骤5,建立摄像机模型和坐标系,根据步骤3和步骤4求得的消失点进行相机标定,得到相机标定参数;

步骤6,根据步骤3、4中得到的消失点和步骤5得到的相机标定参数计算出垂直于这两个方向的消失点;具体包括如下过程:将步骤3、4中得到的消失点通过相机标定参数转换到世界坐标系下,记为VPW1=(x1,y1,0)和VPW2=(x2,y2,0),根据右手定则计算第三个方向的消失点VPW3=VPW1×VPW2,再将VPW3通过相机标定参数转换到图像坐标系下,获得第三个方向的消失点VP30=(u30,v30);VPW1为沿道路方向消失点的世界坐标,VPW2为垂直道路方向消失点的世界坐标,VPW3为第三个方向消失点的世界坐标,VP30为第三个方向消失点的图像坐标,x1,x2为世界坐标在x轴上的坐标值,y1,y2为世界坐标在y轴上的坐标值,u30,v30分别为图像坐标在u,v轴上的坐标值;

步骤7,以步骤1的视频图像中垂直于地面的物体为约束条件,优化垂直于前两个方向的消失点;具体过程包括:记垂直于地面的物体在图像坐标系中顶点、中点、尾点的坐标分别为LT,LM,LE,垂直于地面的物体顶点、尾点连接的直线与垂直于地面的物体顶点、第三个方向消失点连接的直线之间的夹角为 构造约束函数:其中N为视频图像中垂直于地面的物体的数量; 代表第i个垂直于地面物体的顶点、尾点连接的直线与垂直于地面的第i个物体的顶点、第三个方向消失点连接的直线之间的夹角; 表示求出使得公式(11)最小的待估计参数VP3的值;初始值VP30=(u30,v30)为通过步骤6求得的第三个方向的消失点,通过非线性最小二乘法中的牛顿法对VP3进行迭代,从而求解出最优解;

以步骤6求得的第三个方向的消失点作为初始参数,通过最小二乘的方法求解出第三个方向的最优消失点。

2.如权利要求1所述的交通场景下的正交消失点检测方法,其特征在于,步骤2中包括如下过程:

步骤2.1,将图像坐标系中多条平行直线的交点转换为钻石空间中折线组的交点;

步骤2.2,将钻石空间中折线组的交点变换到图像坐标系中,求得图像坐标系的消失点坐标。