一种无死角警用车载监视方法及监视系统.pdf

本发明公开了一种无死角警用车载监视方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)设置拍摄装置(2)设置一交互终端，并将交互终端设于车内(3)在交互终端内设置DSP处理模块和GPS定位模块；(4)工作时，拍摄装置对车体四周环境进行拍摄，并将宽视角、畸变的原始实时图像信息传至DSP处理模块；DSP处理模块处理拍摄装置得到的图像信息，并进行畸变校正和图像重构，并将拍摄装置采集到的图像进行拼接，将拼接后车体周围的整体全景图像，通过一个画面显示于显示屏上，同时，将图像信息转换为数字信号进行存储，供后期或远程调用查看。本发明还公开实施该方法的监视系统。

权利要求书1.  一种无死角警用车载监视方法，其特征在于，其包括以下步 骤： (1)设置拍摄装置，该拍摄装置包括广角镜头及CMOS图像传 感器； (2)设置一交互终端，并将交互终端设于车内，该交互终端包 括操作部、存储模块、无线网络收发模块和显示器； (3)在交互终端内设置DSP处理模块和GPS定位模块，该DSP 处理模块与拍摄装置、显示器、存储模块、无线网络收发模块和GPS 定位模块进行信息交换； (4)工作时，拍摄装置对车体四周环境进行拍摄，并将宽视角、 畸变的原始实时图像信息传至DSP处理模块；DSP处理模块处理拍 摄装置得到的图像信息，并进行畸变校正和图像重构，并将拍摄装置 采集到的图像进行拼接，将拼接后车体周围的整体全景图像，通过一 个画面显示于显示屏上，同时，将图像信息转换为数字信号进行存储， 供后期或远程调用查看。 2.  根据权利要求1所述的无死角警用车载监视方法，其特征在 于，步骤(1)所述拍摄装置设于车头、车尾及车两侧，其还包括一 固定板，该固定板上端通过固定架固定在车头、车尾及车两侧，另一 端，固定广角镜头。 3.  根据权利要求1所述的无死角警用车载监视方法，其特征在 于，所述步骤(4)还包括，通过操作部，位于车内的警务人员可以 根据需要，选择查看车体一侧画面、车体两侧画面、车体三侧画面或 车体全景画面；其中，所述车体一侧画面为车体前、后、左、右任意 一侧的监控画面，所述车体两侧画面为车体前、后、左、右任意相邻 两侧，两两组合的监控画面，且通过一个画面显示，所述车体三侧画 面为车体前、后、左、右任意相邻三侧，组合的监控画面，且通过一 个画面显示，所述车体全景画面为车体前、后、左、右的整体画面， 且通过一个画面显示。 4.  根据权利要求1所述的无死角警用车载监视方法，其特征在 于，所述图像拼接包括以下步骤： (1)获取图像边缘特征点； (2)设置相邻两侧原始图像为首层，采用9×9边缘特征点规格 的模板，对原始图像进行高斯转换，得到多层图像； (3)对比尺度空间中的中间层的每个样点与其周边区域内的点， 将每个样点同一层内8个相邻点对应的点进行灰度值比较，如果灰度 值相差在1～5之间时，则两幅图像特征点进行双向配对，构建整体图 像； (4)采用RANSAC算法，对步骤(3)中存在的配对误差进行 矫正后，完成图像拼接。 5.  根据权利要求1所述的无死角警用车载监视方法，其特征在 于，步骤(4)所述畸变校正为，通过设于DSP处理模块中的图像畸 变校正算法，假设未畸变图像的像素位置坐标为(x，y)，畸变图像 中对应像素位置坐标为(x′，y′)，则其空间映射关系采用下面的多项 式来近似： x ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i a ij x i j j ]]> y ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i b ij x i y j ]]> 其中，N为多项式的阶数，aij和bij分别是多项式的系数； i＝1，2，3，…，N；j＝0，1，2，…，N-i；i+j≤N。 6.  一种实施权利要求1～5之一所述无死角警用车载监视方法的 监视系统，其特征在于，其包括拍摄装置，该拍摄装置包括广角镜头 及CMOS图像传感器；一交互终端，并将交互终端设于车内，该交 互终端包括操作部、存储模块、无线网络收发模块和显示器；在交互 终端内设置DSP处理模块和GPS定位模块，该DSP处理模块与拍摄 装置、显示器、存储模块、无线网络收发模块和GPS定位模块进行 信息交换；工作时，拍摄装置对车体四周环境进行拍摄，并将宽视角、 畸变的原始实时图像信息传至DSP处理模块；DSP处理模块处理拍 摄装置得到的图像信息，并进行畸变校正和图像重构，并将拍摄装置 采集到的图像进行拼接，将拼接后车体周围的整体全景图像，通过一 个画面显示于显示屏上，同时，将图像信息转换为数字信号进行存储， 供后期或远程调用查看。 7.  根据权利要求6所述的监视系统，其特征在于，所述拍摄装 置设于车头、车尾及车两侧，其还包括一固定板，该固定板上端通过 固定架固定在车头、车尾及车两侧，另一端，固定广角镜头。 8.  根据权利要求6所述的监视系统，其特征在于，所述操作部 为一触摸式操作界面，通过该操作界面，位于车内的警务人员可以根 据需要，选择查看车体一侧画面、车体两侧画面、车体三侧画面或车 体全景画面；其中，所述车体一侧画面为车体前、后、左、右任意一 侧的监控画面，所述车体两侧画面为车体前、后、左、右任意相邻两 侧，两两组合的监控画面，且通过一个画面显示，所述车体三侧画面 为车体前、后、左、右任意相邻三侧，组合的监控画面，且通过一个 画面显示，所述车体全景画面为车体前、后、左、右的整体画面，且 通过一个画面显示。 9.  根据权利要求6所述的监视系统，其特征在于，在所述DSP 处理模块中嵌入有图像拼接算法，该算法包括以下步骤： (1)获取图像边缘特征点； (2)设置相邻两幅原始图像为首层，采用9×9边缘特征点规格 的模板，对原图像进行高斯转换，得到多层图像； (3)对比尺度空间中的中间层的每个样点与其周边区域内的点， 将每个样点同一层内8个相邻点对应的点进行灰度值比较，如果灰度 值相差在1～5之间时，则两幅图像特征点进行双向配对，构建整体图 像； (4)采用RANSAC算法，对步骤(3)中存在的配对误差进行 矫正后，完成图像拼接。 10.  根据权利要求6所述的监视系统，其特征在于，在所述DSP 处理模块中嵌入有图像畸变校正算法，假设未畸变图像的像素位置坐 标为(x，y)，畸变图像中对应像素位置坐标为(x′，y′)，则其空间 映射关系采用下面的多项式来近似： x ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i a ij x i j j ]]> y ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i b ij x i y j ]]> 其中，N为多项式的阶数，aij和bij分别是多项式的系数； i＝1，2，3，…，N；j＝0，1，2，…，N-i；i+j≤N。

说明书一种无死角警用车载监视方法及监视系统
技术领域
本发明涉及警用监视领域，具体涉及一种无死角警用车载监视方 法，及实施该方法的监视系统。
背景技术
目前，警务人员执行公务时，在警用车内监视周围环境，大多采 用肉眼观察，人体坐在驾驶室内，由于各种因素导致从驾驶室内无法 完整地观测到车身四周外，对一些犯罪行为进行遗漏；少数警用车上 通过搭载可转动的摄像头或设置多个摄像头，但是，可转动摄像头与 人眼一样，不能同时观察车体每个方向上的画面，而设置多个摄像头 的警用车，由于摄像头拍摄范围有限，容易产生拍摄死角，且多个摄 像头所拍摄的图像，需要通过多个画面显示在显示屏上，容易让人产 生视觉疲劳。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够实时监视警 用车周围情况，且能在一幅画面上显示出的无死角警用车载监视方法， 以及实施该方法的监视系统。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种无死角警用车载监视方法，其包括以下步骤：
(1)设置拍摄装置，该拍摄装置包括广角镜头及CMOS图像传 感器；
(2)设置一交互终端，并将交互终端设于车内，该交互终端包 括操作部、存储模块、无线网络收发模块和显示器；
(3)在交互终端内设置DSP处理模块和GPS定位模块，该DSP 处理模块与拍摄装置、显示器、存储模块、无线网络收发模块和GPS 定位模块进行信息交换；
(4)工作时，拍摄装置对车体四周环境进行拍摄，并将宽视角、 畸变的原始实时图像信息传至DSP处理模块；DSP处理模块处理拍 摄装置得到的图像信息，并进行畸变校正和图像重构，并将拍摄装置 采集到的图像进行拼接，将拼接后车体周围的整体全景图像，通过一 个画面显示于显示屏上，同时，将图像信息转换为数字信号进行存储， 供后期或远程调用查看。
步骤(1)所述拍摄装置设于车头、车尾及车两侧，其还包括一 固定板，该固定板上端通过固定架固定在车头、车尾及车两侧，另一 端，固定广角镜头。
所述步骤(4)还包括，通过操作部，位于车内的警务人员可以 根据需要，选择查看车体一侧画面、车体两侧画面、车体三侧画面或 车体全景画面；其中，所述车体一侧画面为车体前、后、左、右任意 一侧的监控画面，所述车体两侧画面为车体前、后、左、右任意相邻 两侧，两两组合的监控画面，且通过一个画面显示，所述车体三侧画 面为车体前、后、左、右任意相邻三侧，组合的监控画面，且通过一 个画面显示，所述车体全景画面为车体前、后、左、右的整体画面， 且通过一个画面显示。
所述图像拼接包括以下步骤：
(1)获取图像边缘特征点；
(2)设置相邻两侧原始图像为首层，采用9×9边缘特征点规格 的模板，对原始图像进行高斯转换，得到多层图像；
(3)对比尺度空间中的中间层的每个样点与其周边区域内的点， 将每个样点同一层内8个相邻点对应的点进行灰度值比较，如果灰度 值相差在1～5之间时，则两幅图像特征点进行双向配对，构建整体图 像；
(4)采用RANSAC算法，对步骤(3)中存在的配对误差进行 矫正后，完成图像拼接。
步骤(4)所述畸变校正为，通过设于DSP处理模块中的图像畸 变校正算法，假设未畸变图像的像素位置坐标为(x，y)，畸变图像 中对应像素位置坐标为(x′，y′)，则其空间映射关系采用下面的多项 式来近似：
x ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i a ij x i y j ]]>
y ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i b ij x i y j ]]>
其中，N为多项式的阶数，aij和bij分别是多项式的系数； i＝1，2，3，…，N；j＝0，1，2，…，N-i；i+j≤N。
一种实施所述无死角警用车载监视方法的监视系统，其包括拍摄 装置，该拍摄装置包括广角镜头及CMOS图像传感器；一交互终端， 并将交互终端设于车内，该交互终端包括操作部、存储模块、无线网 络收发模块和显示器；在交互终端内设置DSP处理模块和GPS定位 模块，该DSP处理模块与拍摄装置、显示器、存储模块、无线网络 收发模块和GPS定位模块进行信息交换；工作时，拍摄装置对车体 四周环境进行拍摄，并将宽视角、畸变的原始实时图像信息传至DSP 处理模块；DSP处理模块处理拍摄装置得到的图像信息，并进行畸变 校正和图像重构，并将拍摄装置采集到的图像进行拼接，将拼接后车 体周围的整体全景图像，通过一个画面显示于显示屏上，同时，将图 像信息转换为数字信号进行存储，供后期或远程调用查看。
所述拍摄装置设于车头、车尾及车两侧，其还包括一固定板，该 固定板上端通过固定架固定在车头、车尾及车两侧，另一端，固定广 角镜头。
所述操作部为一触摸式操作界面，通过该操作界面，位于车内的 警务人员可以根据需要，选择查看车体一侧画面、车体两侧画面、车 体三侧画面或车体全景画面；其中，所述车体一侧画面为车体前、后、 左、右任意一侧的监控画面，所述车体两侧画面为车体前、后、左、 右任意相邻两侧，两两组合的监控画面，且通过一个画面显示，所述 车体三侧画面为车体前、后、左、右任意相邻三侧，组合的监控画面， 且通过一个画面显示，所述车体全景画面为车体前、后、左、右的整 体画面，且通过一个画面显示。
在所述DSP处理模块中嵌入有图像拼接算法，该算法包括以下 步骤：
(1)获取图像边缘特征点；
(2)设置相邻两幅原始图像为首层，采用9×9边缘特征点规格 的模板，对原图像进行高斯转换，得到多层图像；
(3)对比尺度空间中的中间层的每个样点与其周边区域内的点， 将每个样点同一层内8个相邻点对应的点进行灰度值比较，如果灰度 值相差在1～5之间时，则两幅图像特征点进行双向配对，构建整体图 像；
(4)采用RANSAC算法，对步骤(3)中存在的配对误差进行 矫正后，完成图像拼接。
在所述DSP处理模块中嵌入有图像畸变校正算法，假设未畸变 图像的像素位置坐标为(x，y)，畸变图像中对应像素位置坐标为(x′， y′)，则其空间映射关系采用下面的多项式来近似：
x ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i a ij x i y j ]]>
y ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i b ij x i y j ]]>
其中，N为多项式的阶数，aij和bij分别是多项式的系数； i＝1，2，3，…，N；j＝0，1，2，…，N-i；i+j≤N。
本发明的有益效果是：本发明的监视方法，能够直接通过一个画 面，在显示屏上显示警用车四周的情况，替代了传统的需要警员用肉 眼对警车周围环境进行观察，解决了一个警员不能同时观察警车多侧 的情况的问题，同时，通过操作界面，可以随意调看车体一侧或多侧 的实时画面，可操作性强，可满足不同需求。本发明出了可以在车内 实时观看车体周围画面外，还可以通过无线网络，经过客户终端，调 用存储于交互终端内的历史图像信息，也可调看实时图像信息。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明方法流程图；
图3为本发明系统组成结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1至图3，本实施例提供一种无死角警用车载监 视方法，其包括以下步骤：
(1)设置拍摄装置，该拍摄装置包括广角镜头及CMOS图像传 感器；
(2)设置一交互终端，并将交互终端设于车内，该交互终端包 括操作部、存储模块、无线网络收发模块和显示器；
(3)在交互终端内设置DSP处理模块和GPS定位模块，该DSP 处理模块与拍摄装置、显示器、存储模块、无线网络收发模块和GPS 定位模块进行信息交换；
(4)工作时，拍摄装置对车体四周环境进行拍摄，并将宽视角、 畸变的原始实时图像信息传至DSP处理模块；DSP处理模块处理拍 摄装置得到的图像信息，并进行畸变校正和图像重构，并将拍摄装置 采集到的图像进行拼接，将拼接后车体周围的整体全景图像，通过一 个画面显示于显示屏上，同时，将图像信息转换为数字信号进行存储， 供后期或远程调用查看。
步骤(1)所述拍摄装置设于车头、车尾及车两侧，其还包括一 固定板，该固定板上端通过固定架固定在车头、车尾及车两侧，另一 端，固定广角镜头。
所述步骤(4)还包括，通过操作部，位于车内的警务人员可以 根据需要，选择查看车体一侧画面、车体两侧画面、车体三侧画面或 车体全景画面；其中，所述车体一侧画面为车体前、后、左、右任意 一侧的监控画面，所述车体两侧画面为车体前、后、左、右任意相邻 两侧，两两组合的监控画面，且通过一个画面显示，所述车体三侧画 面为车体前、后、左、右任意相邻三侧，组合的监控画面，且通过一 个画面显示，所述车体全景画面为车体前、后、左、右的整体画面， 且通过一个画面显示。
所述图像拼接包括以下步骤：
(1)获取图像边缘特征点；
(2)设置相邻两侧原始图像为首层，采用9×9边缘特征点规格 的模板，对原始图像进行高斯转换，得到多层图像；
(3)对比尺度空间中的中间层的每个样点与其周边区域内的点， 将每个样点同一层内8个相邻点对应的点进行灰度值比较，如果灰度 值相差在1～5之间时，则两幅图像特征点进行双向配对，构建整体图 像；
(4)采用RANSAC算法，对步骤(3)中存在的配对误差进行 矫正后，完成图像拼接。
步骤(4)所述畸变校正为，通过设于DSP处理模块中的图像畸 变校正算法，假设未畸变图像的像素位置坐标为(x，y)，畸变图像 中对应像素位置坐标为(x′，y′)，则其空间映射关系采用下面的多项 式来近似：
x ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i a ij x i y j ]]>
y ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i b ij x i y j ]]>
其中，N为多项式的阶数，aij和bij分别是多项式的系数； i＝1，2，3，…，N；j＝0，1，2，…，N-i；i+j≤N。
一种实施所述无死角警用车载监视方法的监视系统，其包括拍摄 装置，该拍摄装置包括广角镜头及CMOS图像传感器；一交互终端， 并将交互终端设于车内，该交互终端包括操作部、存储模块、无线网 络收发模块和显示器；在交互终端内设置DSP处理模块和GPS定位 模块，该DSP处理模块与拍摄装置、显示器、存储模块、无线网络 收发模块和GPS定位模块进行信息交换；工作时，拍摄装置对车体 四周环境进行拍摄，并将宽视角、畸变的原始实时图像信息传至DSP 处理模块；DSP处理模块处理拍摄装置得到的图像信息，并进行畸变 校正和图像重构，并将拍摄装置采集到的图像进行拼接，将拼接后车 体周围的整体全景图像，通过一个画面显示于显示屏上，同时，将图 像信息转换为数字信号进行存储，供后期或远程调用查看。
所述拍摄装置设于车头、车尾及车两侧，其还包括一固定板，该 固定板上端通过固定架固定在车头、车尾及车两侧，另一端，固定广 角镜头。
所述操作部为一触摸式操作界面，通过该操作界面，位于车内的 警务人员可以根据需要，选择查看车体一侧画面、车体两侧画面、车 体三侧画面或车体全景画面；其中，所述车体一侧画面为车体前、后、 左、右任意一侧的监控画面，所述车体两侧画面为车体前、后、左、 右任意相邻两侧，两两组合的监控画面，且通过一个画面显示，所述 车体三侧画面为车体前、后、左、右任意相邻三侧，组合的监控画面， 且通过一个画面显示，所述车体全景画面为车体前、后、左、右的整 体画面，且通过一个画面显示。
在所述DSP处理模块中嵌入有图像拼接算法，该算法包括以下 步骤：
(1)获取图像边缘特征点；
(2)设置相邻两幅原始图像为首层，采用9×9边缘特征点规格 的模板，对原图像进行高斯转换，得到多层图像；
(3)对比尺度空间中的中间层的每个样点与其周边区域内的点， 将每个样点同一层内8个相邻点对应的点进行灰度值比较，如果灰度 值相差在1～5之间时，则两幅图像特征点进行双向配对，构建整体图 像；
(4)采用RANSAC算法，对步骤(3)中存在的配对误差进行 矫正后，完成图像拼接。
在所述DSP处理模块中嵌入有图像畸变校正算法，假设未畸变 图像的像素位置坐标为(x，y)，畸变图像中对应像素位置坐标为(x′， y′)，则其空间映射关系采用下面的多项式来近似：
x ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i a ij x i y j ]]>
y ′ = Σ i = 0 N Σ j = 0 N - i b ij x i y j ]]>
其中，N为多项式的阶数，aij和bij分别是多项式的系数；i＝1，2，3，…，N； j＝0，1，2，…，N-i；i+j≤N。
但以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明 的专利范围，故凡运用本发明说明书内容所作的等效结构变化，均包 含在本发明的保护范围内。