该方法包括在车辆正在运行时拍摄对公路的各行车道进行划界的公路标记的图像，并包括通过迭代过程基于并排位于图像上的两个车道的位置完全估计相机相对于车辆的定向。该校准主要包括：纠正图像中的车道边缘的位置(10,12)；估计残余俯仰和偏航(16)；更新旋转矩阵(18)；估计残余滚转(20)；更新旋转矩阵(24)。这些步骤被迭代，直到由每一模块所估计出的纠正角是可忽略的(22)。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本专利技术设及对车辆（尤其为自动车辆）车载的相机的位置进行角度校准。 它尤其适用于计算机辅助驾驶系统的初始校准，而不管计算机辅助驾驶系统是作 为不具有特定校准的"原始装备"在工厂中安装的还是作为"售后装备"被用户安装在用户 车辆上的的。需要校准相机定向的情况的另一示例是对智能电话应用的使用，该智能电话 应用使用安装在固定于车辆的仪表板或挡风玻璃的支架上的该个智能电话的相机所拍摄 的图像。 许多计算机辅助驾驶系统都是已知的，其使得图像被固定于车辆中并"观察"公路 的相机拍摄。各算法允许执行诸如W下的各种功能；驶离公路检测、估计与其他车辆的距 离、防撞警报、障碍物检测等。 对于所有该些应用而言，准确知道相机相对于车辆的位置和定向是必须的。 在所有该些情况下，相机的安装可能是非常近似的，该要求该应用在能够适当地 分析相机所递送的信号之前对该信号进行重大的校正。可能还需要继续进行对校正参数的 后续重调，例如W补偿容易被安装所经历的变形。 由于车辆型号的多样性和技术约束的多样性，将相机安装在准确位置是困难的。 如果在平动自由度方面确定相机在车辆中的位置（测量相机的焦点与车辆中央或地面水 平面之间的距离）相对简单，那么在另一方面，在旋转自由度方面准确测量相机的定向相 对于车辆的定向（即，确定相机的光轴与车辆的纵轴之间的角度偏离）要困难的多。 本专利技术的目的是提出一种对车辆车载的相机的定向进行自动校准的方法，其中相 机的固有参数（焦距、分辨率、失真）是已知的，但相机相对于车辆的相对定向是未知的。 [000引如将明白的，该方法不需要驾驶员的干预，并且是在车辆正在正常运行时基于相 机所拍摄的场景的图像直接实现的。还将明白，该方法同样可适用于位于车辆前面的相机 或位于其后面的相机，例如后视相机，或跟随所配备的车辆的、用于估计与车辆的距离的相 机。 角度校准包括评估与相机相关的坐标系和与车辆相关的坐标系之间的旋转（其 可被表达为矩阵）。 该旋转可被分解为分别由俯仰、滚转和偏航角度定义的=个基本旋转。对相机和 车辆之间的旋转的完全估计因此需要确定该=个角度。 许多角度校准方法已经被提出。 在该些方法中，多个方法允许完全估计相机和车辆之间的旋转，但例如由于对固 定于该系统的特定网格、置于地面或墙上的交错标签、或固定于车辆的车盖并由相机可见 的标记的使用而需要人类干预和/或先前步骤。 到现在为止，不使用外部元件并且不需要人类干预的其他方法仅允许部分校准， 因为不可能一起估计所有的旋转自由度（俯仰、滚转、偏航）。 具体地，已提出了具体通过分析地平线在相机所拍摄的场景的图像中的位置和/ 或消失点在该图像中的位置来估计俯仰和偏航旋转的许多方法，如在例如FR2 874 300 A1中所描述的。 但该些技术允许仅自动估计相机和车辆之间的俯仰角和偏航角，但不估计滚转 角。 其他方法（诸如由例如US2011/0228181A1和US2009/0290032A1所提出的那 些方法）基于标识出位于地面的兴趣点（"特征区域"），该些兴趣点是普通点但必须被命 令性地从一个图像到下一图像找到。因此必须具有连续的图像序列，并实现允许可靠地标 识出两个接近图像中的"相同"兴趣点W便能够跟随该点从一个图像到紧接其后的图像的 位移的复杂算法。 它仅将W设及多对相机的技术的方式来提到，该些相机产生场景的立体表示。校 准一对相机的位置要简单地多，但如在目前情况下，已实现的技术不可调换成单个相机。 本专利技术具有通过提出W下技术来解决W上提到的问题的目的：在公路上驾驶阶段 期间，W完全自动的方式而无需用户的干预也无需在先前阶段使用任何标记或目标，对车 辆车载的（单个）相机的定向进行全角度校准（即，根据俯仰、滚转和偏航=个自由度）。 本专利技术的另一目的是提供使得其实现既不需要连续的图像序列也不需要检测并 跟踪两个接近图像中的兴趣点的复杂算法的校准技术。 本专利技术的基本概念包括在车辆正在运行时拍摄对公路的各行车道进行划界的公 路标记的图像，并包括通过迭代过程基于并排位于图像上的两个车道的位置（例如（车辆 在其上运行的）中央车道的宽度W及位于中央车道左边和/或右边的车道的宽度）来完全 估计相机相对于车辆的定向。 具体地，如此后将明白的，"边缘"检测必须被理解为对由公路边界和/或行车道分 隔符（连续或短划线白线）所形成的线的检测，其中该样的检测可由不需要从一个图像到 下一图像地标识、识别和跟踪地面上的"相同"点的非常简单的算法来实现。一旦执行了识 别该些线的步骤后，需要很少用于该校准的算法，并且没有必要具有附加的兴趣点。 另一优点在于根据本专利技术的校准即使在不存在连续的图像序列也不存在检测和 跟踪两个接近图像中的兴趣点的复杂算法的情况下也可被获得。具体地，本专利技术可基于不 连续的图像（例如，在不同位置处记录的图像）来实现。 此外，本专利技术不需要准确地知道车辆的高度或车道的宽度。仅逼近量被用来初始 化该些值，该些值将通过算法来估计。 更精确地，本专利技术提议了一种W上提到的FR2 874 300A1所公开的W下通用类 型的方法，即在车辆在公路上的位移阶段期间，包括W下步骤： a)拍摄公路的场景的视频图像序列，该序列中的每一图像包括表示平行行车道的 地面标记的多个感兴趣迹线； b)检测该些视频图像上的边缘W获得每一图像中对应于所述感兴趣迹线的直线 边缘列表； C)通过向每一边缘应用根据校准矩阵的估计的旋转来纠正该边缘列表；[002引 d)通过检测向在步骤C)获得的经纠正边缘列表应用的消失点的方法来计算残余 俯仰角和偏航角； e)通过应用根据在步骤d)计算出的残余俯仰角和偏航角的旋转来更新校准矩阵 的估计。 本专利技术的特征在于，该方法还包括W下后续步骤：f)通过W下方式基于在步骤C)获得的经纠正边缘列表w及在步骤e)获得的对校 准矩阵的估计来计算残余滚转角： 基于该边缘列表来估计至少两个行车道的相应宽度； 比较该样估计出的相应宽度，并计算至少一个车道宽度差异；W及假设该些车道的真实宽度是相同的情况下，根据该样计算的宽度差异来计算滚转 角；g)通过应用根据在步骤f)计算出的残余滚转角的旋转来更新校准矩阵的估计； W及h)对至少一个图像序列迭代步骤C)到g)，直到残余俯当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过估计定义在与相机相关的坐标系(Xc,Yc,Zc)和与车辆相关的坐标系(Xv,Yv,Zv)之间的旋转的校准矩阵(Re)来对自动车辆车载的摄像机的位置进行角度校准的方法，所述旋转被定义为俯仰角(ax)、偏航角(ay)和滚转(az)角，在所述车辆在公路上的位移阶段期间，所述方法包括以下步骤：a)拍摄所述公路的场景的视频图像序列，所述序列中的每一图像包括表示平行的行车道的地面标记的多个感兴趣迹线；b)检测所述视频图像上的边缘(10)以获得每一图像中对应于所述感兴趣迹线的直线边缘列表(Dk)；c)通过向每一边缘应用根据校准矩阵的估计的旋转来纠正(12)所述边缘列表；d)通过检测向在步骤c)获得的经纠正边缘列表应用的消失点的方法来计算(16)残余俯仰角和偏航角；e)通过应用根据在步骤d)计算出的所述残余俯仰角和偏航角的旋转来更新(18)所述校准矩阵的估计；所述方法的特征在于，所述方法包括以下后续步骤：f)通过以下方式从在步骤c)获得的经纠正边缘列表以及在步骤e)获得的所述校准矩阵的估计中计算(20；28,32,34,36)残余滚转角：基于所述边缘列表来估计至少两个行车道的相应宽度；比较这样估计出的相应宽度，并计算至少一个车道宽度差异；以及假设所述车道的真实宽度是相同的情况下，根据这样计算出的宽度差异来计算所述滚转角；g)通过应用根据在步骤f)计算出的所述残余滚转角的旋转来更新(40)所述校准矩阵的估计；以及h)对至少一个图像序列迭代步骤c)到g)，直到所述残余俯仰角、偏航角和滚转角小于预定阈值。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·舍瓦尔雷，
申请(专利权)人：鹦鹉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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