Стр. 5 - В.П. Носков, А.А. Ханин - Комплексирование светолокационных и телевизионных данных в задачах выделения дороги
Упрощенная HTML-версия
Предварительная обработка.
Первым этапом обработки данных
обоих сенсоров является преобразование координат из “camera view”
в “bird’s-eye view”, т.е. переход от полученных изображений сцены с
перспективными искажениями к изображениям в плоскости горизонта.
Очевидно, что переход к виду дорожной сцены “сверху” имеет
следующие преимущества:
1. Мы можем избавиться от эффекта перспективы в изображении, а
значит, края дороги, которые сходятся на линии горизонта, после пре-
образования станут вертикальными и параллельными. Таким образом,
будет выделен такой ярко выраженный признак дороги, как постоян-
ная ширина полотна (ширина колеи). При этом используется основное
предположение, что полосы параллельны или близки к параллельным.
2. Мы можем обрабатывать только регион интереса исходного изо-
бражения — объекты, лежащие в плоскости горизонта, что способству-
ет существенному сокращению времени на обработку.
Данная операция может быть осуществлена с помощью метода
Inverse Perspective Mapping (IPM), предложенного Bertozzi в 1998 г.
[2] и Ortiz в 2010 г. [3]. Положим
1)
I
= (
u, v
)
2
E
2
— плоское изображение в 2D пространстве;
2)
W
= (
x, y, z
)
2
E
3
— 3D изображение реальной дорожной сце-
ны.
Изображение
I
(
u, v
)
сформировано камерой. Проекция
xy
преобразо-
ванного изображения — поверхность
S
, причем
S
=
{
(
x, y,
0)
2
W
}
исходя из предположения о том, что дорога плоская, так как на каждом
кадре обрабатывается только ближайший к транспортному средству
участок изображения протяженностью не более 30 м. Для использо-
вания метода IPM должны быть известны характеристики камеры и
параметры ее закрепления, приведенные на рис. 4, где обозначено:
C
= (
l, d, h
)
2
W
— координаты центра сенсора в 3D системе ко-
ординат; курс
γ
и наклон
θ
— угловые координаты оптической оси;
2
α
и 2
β
— горизонтальная и вертикальная угловые апертуры камеры;
пространственное разрешение
m
×
n
.
Для каждого пикселя
(
u, v
)
2
I
позиция
M
(
x, y, z
)
2
S
вычисля-
ется следующим образом:
M
=
h
ctg (
γ
−
α
) +
u
2
α
m
−
1
cos (
θ
−
β
) +
v
β
n
−
1
+
l
h
ctg (
γ
−
α
) +
u
2
α
m
−
1
sin (
θ
−
β
) +
v
2
β
n
−
1
+
d
0
.
Примеры результирующего изображения приведены на рис. 5.
Завершает предварительную обработку фильтрация шумов двумер-
ным гауссовым фильтром.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
153
