富士通无变形显示的3D图像技术

广角雷达加摄像头，带来360度全景三维图像，清晰显示周围的车辆和行人，提示碰撞危险。该系统可以无变形地显示车辆周边的存在碰撞危险的车辆和行人，误差不超过两厘米。

在目前常见的全景摄像系统中，各视角图像由多台摄像头提供，然后各个图像一个挨着一个地简单地拼接在一起，投射到半圆形的投影面上，并在中控屏幕上显示出一个高视角的图像，但是这个图像的变形十分严重。行人、车辆、和其他物体变得难以辨认。富士通的新系统使用广角雷达提供的距离信息，帮助消除原来图像上的变形，一来降低了碰撞发生的几率，二来提高了泊车和通过狭窄道路发生剐蹭的可能性。行车安全得到提升，驾车更加安心。

背景

全世界都普遍承认摄像头可以提升行车安全性。目前市面上的系统有两种，分为仅有单个前置摄像头的系统、和具有环绕车身的多个摄像头的系统。后者通过拼接多个图像获得头顶位置、高视角的全景图像。有些系统加入了超声波传感器等碰撞探测装置，可以检测到和周围障碍物发生碰撞的机会并用图像和声音提醒驾驶者的注意。

目前产品的不足

对于多摄像头系统，图像变形严重，难以辨识周围的障碍，也不容易估算和周围物体的距离。即使是那些装有超声波距离传感器的系统，它们的空间分辨率也很低，只能在本来就已经严重变形的画面上显示出一个宽泛的碰撞即将发生的区域，并用黄线框住，表示危险区域。所以说这种系统不利于驾驶者在碰撞接近时，快速认清环境。

图1，普通的通过拼接而成的全景画面

图2，普通的碰撞传感器所能显示的危险警示图像

新技术特性

为了解决上述问题，富士通的新系统具有朝向前后左右的摄像头、和三维激光雷达（用于提供高分辨率的、广角的距离信息）。最终成就了世界首款、既能克服图像变形、也能清晰显示碰撞危险位置的三维图像合成系统。

1. 基于多台雷达、摄像头的虚拟三维投影技术、和POV视角还原技术

基于富士通老的全景监控技术，新的全景技术首先在车辆周围建立虚拟的三维场景，再利用激光雷达搜集到的距离信息，将摄像头搜集到的图像投射到三维场景中的相应表面上（图3）。该系统需要准确地布置每台摄像头和雷达的位置和角度，目的在于，当仅靠一个摄像头时，物体背面和侧面位于盲区，但是该盲区可以通过其他摄像头拍到，通过整合，消除盲区。最后合成的图像效果自然，好于仅使用一个摄像头和雷达的效果（图4）。
图3a
图3b
图4

2. 用于碰撞预警的图层叠加技术

三维激光雷达提供距离信息，空间分辨率很高，白天和黑夜都可工作，最大误差为为两厘米。该系统利用雷达信息，可以在三维图像的表面覆盖上不同颜色的警示图层，颜色根据物体的危险程度而定。颜色脉谱图（MAP）是根据距离、行驶方向等制定的，用于决定障碍物表面图层的具体颜色。危险从高到低，颜色也渐渐由红变黄，再到无色（图5）。
图5

3. 配套软件技术

该款三维图像合成被研发成为了可以在具有GPU的、支持OpenGL ES图形处理的车载平台上运行的软件。

总结

图像自然、不失真（图6）

图6

白天和黑夜均可工作（图7）

图7 根据颜色深浅判别距离远近

未来计划

富士通正进行验证试验，准备将其推向市场。另外富士通也正在尝试改进，减小系统运行时对硬件的压力，并借此进一步研发环境识别功能，最终计划开发自动驾驶等系统。