쌍곡선 실린더형 반사체를 이용한 파노라마 영상 시스템 및 차량용 AVM 시스템을 위한 영상 보정 알고리즘
Panorama Imaging System Using Hyperbolic Cylinder Reflector and Image Reconstruction Algorithm for Automative AVM System
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초록
운전자의 안전한 주행을 보조하기 위하여 차량 주변을 영상을 실시간으로 표출하는 AVM(Around-View Monitoering) 시스템이 연구되고 있다. 차량 주변의 영상을 획득하기 위하여 일반적으로 다수의 카메라를 이용하여 정합하는 과정을 사용한다. 다수의 카메라를 운용하게 되면 하드웨어 및 소프트웨어 측면의 부하가 많아지게 된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 단일 카메라를 이용한 보다 넓은 화각을 얻을 수 있는 영상시스템을 제안한다. 제안한 영상 시스템은 카메라와 함께 쌍곡선 실린더형 반사체를 이용한 굴절 반사(catadioptric) 영상 시스템이다. 반사체를 쌍곡선 형태로 설계함으로써 영상의 시점이 고정된 단일 시점의 영상을 획득할 수 있는 장점이 있다. 쌍곡선 실린더형 반사체를 이용하게 되면 영상에 심한 왜곡이 나타나게 된다. 왜곡을 제거하기 위하여 영상 시스템의 기하 광학 모델을 구축하고, 광 추적과정을 통하여 조감도 영상으로 보정하는 알고리즘을 설계하고 실험을 통하여 검증하였다.
Abstract
Around-View Monitoering (AVM) system that displays images around the vehicle in real time in order to assist driver's safe driving is being studied. In order to acquire images around the vehicle, a method of stitching images obtained from a plurality of cameras is generally used. When multiple cameras are used, the load on the hardware and software side increases. In this paper, we propose an imaging system that can obtain a wide angle of view using a single camera to compensate for these drawbacks. The proposed imaging system is a catadioptric imaging system using a hyperbolic cylindrical reflector with a camera. It is possible to acquire an image at a single view point in which the viewpoint of the image is fixed by designing the reflector in hyperbola form. If a hyperbolic cylindrical reflector is used, severe distortion is seen in the image. In order to get rid of the distortion, a geometric optics model of the image system was constructed, and an algorithm for reconstructing the image with the bird's-eye image through the optical tracking process was designed and tested.
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