本發(fā)明涉及車輛監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在有人車和無人車上均安裝了攝像頭，來監(jiān)控車身四周的場景，以便進(jìn)行車輛駕駛。特別是無人車或者遙控車上，為了能給遠(yuǎn)程操作人員提供豐富的信息，往往會在車上安裝大量的攝像頭。大量的攝像頭數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸會給通信系統(tǒng)帶來很大的負(fù)荷。而顯示的時候，又希望有盡可能詳細(xì)的視頻數(shù)據(jù)，最理想的情況是將所有的視頻數(shù)據(jù)傳輸給操作人員。

但是在視頻傳輸?shù)倪^程中，對通信系統(tǒng)的帶寬要求很高，特別是無線通信系統(tǒng)。傳統(tǒng)的車輛攝像監(jiān)控方式為了降低通信負(fù)荷，在視頻傳輸之前對視頻進(jìn)行壓縮以降低通信系統(tǒng)的負(fù)荷，同時獲得盡可能多的視頻數(shù)據(jù)。而視頻壓縮會降低圖像質(zhì)量，有時候解碼后會出現(xiàn)部分馬賽克現(xiàn)象，降低了監(jiān)控可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種在降低通信負(fù)荷的同時提高監(jiān)控可靠性的車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取方法和系統(tǒng)。

一種車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取方法，包括以下步驟：

獲取安裝于車輛的攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣，以及車輛地面投影坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣；

獲取車輛數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述車輛數(shù)據(jù)信息和預(yù)設(shè)時長進(jìn)行車輛軌跡預(yù)測，得到預(yù)測行駛距離；

根據(jù)所述預(yù)測行駛距離確定車輛行駛所述預(yù)測行駛距離后，車輛的預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)；

根據(jù)車輛行駛所述預(yù)測行駛距離后所述預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)、所述內(nèi)參數(shù)矩陣、所述轉(zhuǎn)換矩陣和所述平移矩陣，確定車輛行駛所述預(yù)測行駛距離后所述預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)；

根據(jù)車輛行駛所述預(yù)測行駛距離后所述預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)獲取車輛攝像監(jiān)控區(qū)域。

一種車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取系統(tǒng)，包括：

攝像頭參數(shù)獲取模塊，用于獲取安裝于車輛的攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣，以及車輛地面投影坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣；

行駛距離預(yù)測模塊，用于獲取車輛數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述車輛數(shù)據(jù)信息和預(yù)設(shè)時長進(jìn)行車輛軌跡預(yù)測，得到預(yù)測行駛距離；

投影坐標(biāo)計算模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測行駛距離確定車輛行駛所述預(yù)測行駛距離后，車輛的預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)；

圖像坐標(biāo)計算模塊，用于根據(jù)車輛行駛所述預(yù)測行駛距離后所述預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)、所述內(nèi)參數(shù)矩陣、所述轉(zhuǎn)換矩陣和所述平移矩陣，確定車輛行駛所述預(yù)測行駛距離后所述預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)；

監(jiān)控區(qū)域提取模塊，用于根據(jù)車輛行駛所述預(yù)測行駛距離后所述預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)獲取車輛攝像監(jiān)控區(qū)域。

上述車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取方法和系統(tǒng)，獲取安裝于車輛的攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣，以及車輛地面投影坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣。獲取車輛數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)車輛數(shù)據(jù)信息和預(yù)設(shè)時長進(jìn)行車輛軌跡預(yù)測，得到預(yù)測行駛距離。根據(jù)預(yù)測行駛距離確定車輛行駛預(yù)測行駛距離后，車輛的預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)。根據(jù)車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)、內(nèi)參數(shù)矩陣、轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣，確定車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)。根據(jù)車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)獲取車輛攝像監(jiān)控區(qū)域。通過對車輛進(jìn)行軌跡預(yù)測，獲取車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)，并將獲取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)，根據(jù)預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)確定所需要的監(jiān)控區(qū)域，只需獲取監(jiān)控區(qū)域所對應(yīng)攝像頭的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸即可實現(xiàn)準(zhǔn)確的車輛行駛監(jiān)控，無需對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，在降低通信負(fù)荷的同時提高了監(jiān)控可靠性。

附圖說明

圖1為一實施例中車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取方法的流程圖；

圖2為一實施例中對攝像頭進(jìn)行標(biāo)定的示意圖；

圖3為一實施例中計算車輛轉(zhuǎn)彎半徑的示意圖；

圖4為一實施例中計算預(yù)測行駛距離的示意圖；

圖5為一實施例中根據(jù)預(yù)測行駛距離確定車輛行駛預(yù)測行駛距離后，車輛的預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)的示意圖；

圖6為一實施例中車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

在一個實施例中，一種車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取方法，車輛可以是無人車或有人車。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

步驟s110：獲取安裝于車輛的攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣，以及車輛地面投影坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣。

對安裝于車輛的攝像頭進(jìn)行標(biāo)定，得到攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣a以及車輛地面投影坐標(biāo)系ocxcyc到圖像坐標(biāo)系opxpyp的轉(zhuǎn)換矩陣rcp和平移矩陣tcp，用作后續(xù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。內(nèi)參數(shù)矩陣為攝像頭的特征參數(shù)，表征物體實際尺寸與在圖片中的尺寸的比例關(guān)系。如果不對攝像頭進(jìn)行變焦，則其內(nèi)參數(shù)矩陣不會改變。如果不改變攝像頭與車輛的相對位置關(guān)系，則車輛地面投影坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣rcp和平移矩陣tcp也不會改變。

在一個實施例中，步驟s110包括步驟112至步驟118。

步驟112：提取攝像頭從不同角度對標(biāo)定物進(jìn)行拍攝得到的標(biāo)定圖片，并獲取標(biāo)定物相同位置的實際坐標(biāo)以及在各標(biāo)定圖片中的圖片坐標(biāo)。

標(biāo)定物的具體類型并不唯一，本實施例中，如圖2所示，標(biāo)定物為棋盤格標(biāo)定板，便于進(jìn)行坐標(biāo)提取。具體可從三個不同角度對標(biāo)定物進(jìn)行拍攝，提取標(biāo)定物四個角點的實際坐標(biāo)以及在各標(biāo)定圖片中的圖片坐標(biāo)。可以理解，實際坐標(biāo)即是指在車輛地面投影坐標(biāo)系ocxcyc的坐標(biāo)，圖片坐標(biāo)即是指在圖像坐標(biāo)系opxpyp的坐標(biāo)。

步驟114：根據(jù)標(biāo)定物相同位置的實際坐標(biāo)以及在各標(biāo)定圖片中的圖片坐標(biāo)，分別得到各標(biāo)定圖片對應(yīng)的單應(yīng)性矩陣。

具體地，將棋盤格標(biāo)定板放置在地面上，棋盤格標(biāo)定板的尺寸已知，則其每個角點在車輛地面投影坐標(biāo)系ocxcyc的坐標(biāo)為已知。兩個坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的公式為：

rcp表示旋轉(zhuǎn)矩陣、tcp表示平移矩陣、s是為了方便運(yùn)算引入的尺度因子，對于齊次坐標(biāo)，尺度因子不會改變坐標(biāo)值。a表示攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)，具體表達(dá)式如下：

其中，α＝f/dx，β＝f/dy，均表示焦距。γ代表像素點在xp和yp方向上尺度的偏差。

公式1.1可以簡化為

單應(yīng)性矩陣h是一個3×3的矩陣，并且有一個元素是作為齊次坐標(biāo)。單應(yīng)性矩陣h在計算機(jī)視覺中被定義為一個平面到另一個平面的投影映射。需要四個對應(yīng)點即可算出單應(yīng)性矩陣h。

步驟116：根據(jù)各標(biāo)定圖片對應(yīng)的單應(yīng)性矩陣得到攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣。

由公式1.3可知

h＝[h1h2h3]＝λa[r1r2tcp](1.4)

h1、h2和h3分別表示單應(yīng)性矩陣h中的三個列，λ表示尺度因子。因為r1，r2分別是繞x，y軸旋轉(zhuǎn)的，因為r1與r2正交，所以r1r2＝0。旋轉(zhuǎn)向量的模為1，即|r1|＝|r2|＝1。則可得：

上式中未知量只有內(nèi)參數(shù)矩陣a，內(nèi)參數(shù)矩陣a有5個參數(shù)。通過拍攝3張不同角度的標(biāo)定圖片，獲得3個不同的單應(yīng)性矩陣h，從而產(chǎn)生6個方程。由此可計算得到內(nèi)參數(shù)矩陣a。

步驟118：根據(jù)攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣得到車輛地面投影坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣。

根據(jù)公式1.4，可知

r1＝λa^-1h1

r2＝λa^-1h2

r3＝r1×r2

tcp＝λa^-1h3

其中，λ＝1/||a^-1h1||＝1/||a^-1h2||，由此可確定轉(zhuǎn)換矩陣rcp和平移矩陣tcp。

本實施例中即是提供了具體的攝像頭標(biāo)定方式，確定攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣和兩個坐標(biāo)系的對應(yīng)關(guān)系?？梢岳斫?，在其他實施例中，也可以是直接從攝像頭的參數(shù)設(shè)置界面導(dǎo)出內(nèi)參數(shù)矩陣，可以是直接進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換得到兩個坐標(biāo)系的對應(yīng)關(guān)系。此外，還可以是預(yù)先計算得到攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣和兩個坐標(biāo)系的對應(yīng)關(guān)系存入存儲空間，在需要使用時直接從存儲空間獲取。

步驟s120：獲取車輛數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)車輛數(shù)據(jù)信息和預(yù)設(shè)時長進(jìn)行車輛軌跡預(yù)測，得到預(yù)測行駛距離。

車輛數(shù)據(jù)信息的具體類型并不是唯一的，本實施例中，車輛數(shù)據(jù)信息可包括車速、輪胎轉(zhuǎn)向角度、擋位、車輛前后軸距和輪距。具體地，步驟s120可包括步驟122和步驟124。

步驟122：根據(jù)輪胎轉(zhuǎn)向角度、擋位、車輛前后軸距和輪距計算得到車輛轉(zhuǎn)彎半徑。

根據(jù)車輛檔位確定軌跡方向以便進(jìn)行軌跡模擬，然后根據(jù)獲取的輪胎轉(zhuǎn)向角度，以及車輛前后軸距和輪距計算得到車輛轉(zhuǎn)彎半徑。具體地，本實施例中，步驟122包括：

或

其中，δ0、δ1分別為車輛前外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角和前內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角，l為車輛前后軸距，t為輪距，r為車輛轉(zhuǎn)彎半徑。以檔位為前進(jìn)擋為例，如圖3所示，只需獲取車輛前外側(cè)轉(zhuǎn)向輪和前內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向輪中一者的轉(zhuǎn)向角，通過對應(yīng)公式即可計算得到車輛轉(zhuǎn)彎半徑。

步驟124：根據(jù)車輛轉(zhuǎn)彎半徑、車速和預(yù)設(shè)時長進(jìn)行車輛軌跡預(yù)測，計算得到預(yù)測行駛距離。

根據(jù)實時的車速v以及處理周期δt，可以預(yù)測一個處理周期后車輛行駛的距離δd。比如車速36km/h、處理周期為10ms，則一個處理周期內(nèi)車輛行駛的距離為0.1m。預(yù)設(shè)時長的具體取值并不唯一，本實施例中，預(yù)設(shè)時長為處理周期δd的整數(shù)倍nδd，選取δd的整數(shù)倍nδd，得到最終的預(yù)測行駛距離d。根據(jù)實際上人的反應(yīng)時間比較慢(通常是0.2～0.4s)，加上指令傳輸和設(shè)備反應(yīng)時間，本實施例中，n的最小取值設(shè)定為50?？梢岳斫猓琻的實際取值可以根據(jù)操作人員的舒適度和習(xí)慣進(jìn)行調(diào)整。n取值越小，則預(yù)測的距離越近；n取值越大，則預(yù)測的距離越遠(yuǎn)。

步驟s130：計算車輛行駛預(yù)測行駛距離后，車輛的預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)。

預(yù)設(shè)參考點的具體選擇并不唯一，可以是車輛前輪、后輪或車輛中心位置等，本實施例中，預(yù)設(shè)參考點為車輛中心位置。如圖4所示，在得到預(yù)測行駛距離d后，預(yù)期車輛中心位置在車輛地面投影坐標(biāo)系ocxcyc中的坐標(biāo)(xc，yc)。

步驟s140：根據(jù)車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)、內(nèi)參數(shù)矩陣、轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣，確定車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)。

得到預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)之后，根據(jù)攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣和兩個坐標(biāo)軸之間的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)(xp，yp)。本實施例中，步驟s140包括：

其中，s表示尺度因子，a表示內(nèi)參數(shù)矩陣，rcp表示旋轉(zhuǎn)矩陣，tcp表示平移矩陣，(xc，yc)為車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)，(xp，yp)為車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)。

步驟s150：根據(jù)車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)獲取車輛攝像監(jiān)控區(qū)域。

根據(jù)車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)(xp，yp)可以計算出感興趣的區(qū)域作為監(jiān)控區(qū)域。根據(jù)預(yù)設(shè)參考點的位置以及車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的不同，獲取車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的具體方式也對應(yīng)有所不同。車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的形狀可以是矩形、圓形或者扇形等，具體可以根據(jù)需求選擇，便于進(jìn)行查看。例如當(dāng)車輛向正前方直線行駛時，可以選擇車輛攝像監(jiān)控區(qū)域為矩形；當(dāng)車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)彎行駛時，可以是選擇車輛攝像監(jiān)控區(qū)域為扇形。車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的位置可以是位于以預(yù)設(shè)參考點為中心的位置，也可以是位于預(yù)設(shè)參考點沿行駛路徑前方或后方的位置。

以車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的形狀為矩形且以預(yù)設(shè)參考點為中心為例，若選擇車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的形狀為固定的h×w像素的區(qū)域，則選取如圖5所示區(qū)域作為車輛攝像監(jiān)控區(qū)域。車輛攝像監(jiān)控區(qū)域位置的起點為(xp-h/2，yp-w/2)，終點為(xp+h/2，yp+w/2)，w和h可以固定，例如800×600，也可以是其他數(shù)值。

上述車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取方法，通過對車輛進(jìn)行軌跡預(yù)測，獲取車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)，并將獲取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)，根據(jù)預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)確定所需要的監(jiān)控區(qū)域，只需獲取監(jiān)控區(qū)域所對應(yīng)攝像頭的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸即可實現(xiàn)準(zhǔn)確的車輛行駛監(jiān)控，無需對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，在降低通信負(fù)荷的同時提高了監(jiān)控可靠性。

在一個實施例中，一種車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取系統(tǒng)，車輛可以是無人車或有人車。如圖6所示，該系統(tǒng)包括攝像頭參數(shù)獲取模塊110、行駛距離預(yù)測模塊120、投影坐標(biāo)計算模塊130、圖像坐標(biāo)計算模塊140和監(jiān)控區(qū)域提取模塊150。

攝像頭參數(shù)獲取模塊110用于獲取安裝于車輛的攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣，以及車輛地面投影坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣。

對安裝于車輛的攝像頭進(jìn)行標(biāo)定，得到攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣a以及車輛地面投影坐標(biāo)系ocxcyc到圖像坐標(biāo)系opxpyp的轉(zhuǎn)換矩陣rcp和平移矩陣tcp，用作后續(xù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。在一個實施例中，攝像頭參數(shù)獲取模塊110包括標(biāo)定圖片處理單元、單應(yīng)性矩陣計算單元、內(nèi)參數(shù)矩陣計算單元和坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換計算單元。

標(biāo)定圖片處理單元用于提取攝像頭從不同角度對標(biāo)定物進(jìn)行拍攝得到的標(biāo)定圖片，并獲取標(biāo)定物相同位置的實際坐標(biāo)以及在各標(biāo)定圖片中的圖片坐標(biāo)。

標(biāo)定物的具體類型并不唯一，本實施例中，標(biāo)定物為棋盤格標(biāo)定板，便于進(jìn)行坐標(biāo)提取。具體可從三個不同角度對標(biāo)定物進(jìn)行拍攝，提取標(biāo)定物四個角點的實際坐標(biāo)以及在各標(biāo)定圖片中的圖片坐標(biāo)。

單應(yīng)性矩陣計算單元用于根據(jù)標(biāo)定物相同位置的實際坐標(biāo)以及在各標(biāo)定圖片中的圖片坐標(biāo)，分別得到各標(biāo)定圖片對應(yīng)的單應(yīng)性矩陣。單應(yīng)性矩陣是一個3×3的矩陣，并且有一個元素是作為齊次坐標(biāo)。單應(yīng)性矩陣在計算機(jī)視覺中被定義為一個平面到另一個平面的投影映射。需要四個對應(yīng)點即可算出單應(yīng)性矩陣。

內(nèi)參數(shù)矩陣計算單元用于根據(jù)各標(biāo)定圖片對應(yīng)的單應(yīng)性矩陣得到攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣。通過拍攝3張不同角度的標(biāo)定圖片，獲得3個不同的單應(yīng)性矩陣，從而產(chǎn)生6個方程。由此可計算得到內(nèi)參數(shù)矩陣a。

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換計算單元用于根據(jù)攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣得到車輛地面投影坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣。內(nèi)參數(shù)矩陣a已知，由此可確定轉(zhuǎn)換矩陣rcp和平移矩陣tcp。

行駛距離預(yù)測模塊120用于獲取車輛數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)車輛數(shù)據(jù)信息和預(yù)設(shè)時長進(jìn)行車輛軌跡預(yù)測，得到預(yù)測行駛距離。

車輛數(shù)據(jù)信息的具體類型并不是唯一的，本實施例中，車輛數(shù)據(jù)信息可包括車速、輪胎轉(zhuǎn)向角度、擋位、車輛前后軸距和輪距。具體地，行駛距離預(yù)測模塊120包括轉(zhuǎn)彎半徑計算單元和行駛距離預(yù)測單元。

轉(zhuǎn)彎半徑計算單元用于根據(jù)輪胎轉(zhuǎn)向角度、擋位、車輛前后軸距和輪距計算得到車輛轉(zhuǎn)彎半徑。

根據(jù)車輛檔位確定軌跡方向以便進(jìn)行軌跡模擬，然后根據(jù)獲取的輪胎轉(zhuǎn)向角度，以及車輛前后軸距和輪距計算得到車輛轉(zhuǎn)彎半徑。

具體地，本實施例中，轉(zhuǎn)彎半徑計算單元根據(jù)輪胎轉(zhuǎn)向角度、擋位、車輛前后軸距和輪距計算得到車輛轉(zhuǎn)彎半徑，包括：

或

其中，δ0、δ1分別為車輛前外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角和前內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角，l為車輛前后軸距，t為輪距，r為車輛轉(zhuǎn)彎半徑。

行駛距離預(yù)測單元用于根據(jù)車輛轉(zhuǎn)彎半徑、車速和預(yù)設(shè)時長進(jìn)行車輛軌跡預(yù)測，計算得到預(yù)測行駛距離。

根據(jù)實時的車速v以及處理周期δt，可以預(yù)測一個處理周期后車輛行駛的距離δd。預(yù)設(shè)時長的具體取值并不唯一，本實施例中，預(yù)設(shè)時長為處理周期δd的整數(shù)倍nδd，選取δd的整數(shù)倍nδd，得到最終的預(yù)測行駛距離d。本實施例中，n的最小取值設(shè)定為50?？梢岳斫猓琻的實際取值可以根據(jù)操作人員的舒適度和習(xí)慣進(jìn)行調(diào)整。n取值越小，則預(yù)測的距離越近；n取值越大，則預(yù)測的距離越遠(yuǎn)。

投影坐標(biāo)計算模塊130用于根據(jù)預(yù)測行駛距離確定車輛行駛預(yù)測行駛距離后，車輛的預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)。

預(yù)設(shè)參考點的具體選擇并不唯一，可以是車輛前輪、后輪或車輛中心位置等，本實施例中，預(yù)設(shè)參考點為車輛中心位置。在得到預(yù)測行駛距離d后，預(yù)期車輛中心位置在車輛地面投影坐標(biāo)系ocxcyc中的坐標(biāo)(xc，yc)。

圖像坐標(biāo)計算模塊140用于根據(jù)車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)、內(nèi)參數(shù)矩陣、轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣，確定車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)。

得到預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)之后，根據(jù)攝像頭的內(nèi)參數(shù)矩陣和兩個坐標(biāo)軸之間的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)(xp，yp)。本實施例中，圖像坐標(biāo)計算模塊140根據(jù)車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)、內(nèi)參數(shù)矩陣、轉(zhuǎn)換矩陣和平移矩陣，確定車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)，包括：

其中，s表示尺度因子，a表示內(nèi)參數(shù)矩陣，rcp表示旋轉(zhuǎn)矩陣，tcp表示平移矩陣，(xc，yc)為車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)，(xp，yp)為車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)。

監(jiān)控區(qū)域提取模塊150用于根據(jù)車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)獲取車輛攝像監(jiān)控區(qū)域。

根據(jù)車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)(xp，yp)可以計算出感興趣的區(qū)域作為監(jiān)控區(qū)域。根據(jù)預(yù)設(shè)參考點的位置以及車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的不同，獲取車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的具體方式也對應(yīng)有所不同。以車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的形狀為矩形且以預(yù)設(shè)參考點為中心為例，若車輛攝像監(jiān)控區(qū)域的形狀為固定的h×w像素的區(qū)域，則車輛攝像監(jiān)控區(qū)域位置的起點為(xp-h/2，yp-w/2)，終點為(xp+h/2，yp+w/2)，w和h可以固定，例如800×600，也可以是其他數(shù)值。

上述車輛攝像監(jiān)控區(qū)域獲取系統(tǒng)，通過對車輛進(jìn)行軌跡預(yù)測，獲取車輛行駛預(yù)測行駛距離后預(yù)設(shè)參考點在車輛地面投影坐標(biāo)系的坐標(biāo)，并將獲取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)，根據(jù)預(yù)設(shè)參考點在圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)確定所需要的監(jiān)控區(qū)域，只需獲取監(jiān)控區(qū)域所對應(yīng)攝像頭的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸即可實現(xiàn)準(zhǔn)確的車輛行駛監(jiān)控，無需對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，在降低通信負(fù)荷的同時提高了監(jiān)控可靠性。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。