智能车竞赛中图像畸变还原的实现

劳健涛,李智豪,蒲小年,胡静宜,戚慧珊,唐小煜

(华南师范大学 物理与电信工程学院,广东 广州 510006)

在大中学生参加的一系列智能车竞赛中，参赛作品都是基于某系列的单片机主控下搭建的智能车，能够自主识别赛道信息，自主控制小车行驶，并以最短时间完成指定赛道行驶为优. 由于单片机的硬件资源有限，控制算法的运行时间往往决定了智能车行驶速度. 为此，本文就智能车在图像畸变还原算法上提出使用于不同型号摄像头的快速且有效的处理方法，对于提高智能车的整体运行速度及优化图像处理算法有帮助.

1 图像畸形矫正

1.1 图像畸形的原因

在智能车竞赛中，最适合单片机处理以及智能车线路规划的图像无疑是垂直于赛道的正视图图像. 但在实际情况中，由于智能车的车体结构以及摄像头的安装位置(图1)等多方面的限制，摄像头拍摄方向与地面存在一定的倾角. 倾角的存在必然会造成图像的畸形失真(图2)，从而不利于智能车线路控制的准确性.

图1 摄像头在智能车上的安装位置图

图2 在智能车视角下的图像(手机拍摄)

1.2 图像畸变的分析

通过智能车摄像头采集的图像存在畸变. 畸变可分成水平方向和垂直方向.

1)水平方向：赛道图像在水平方向上的压缩与其在垂直方向上距离有关，距离越远，压缩程度越大. 同时，与中心轴距离的不同，压缩程度也不同. 水平方向上的图像畸变主要影响赛道特征的提取与智……