校准方法和测量工具技术

一种校准方法用于校准立体相机。所述校准方法包括：测量在所述立体相机与为了落入所述立体相机的图像捕获区域内而放置的对象之间的相对位置；获取由所述立体相机捕获的并且包括所述对象的捕获的图像；以及基于所述相对位置和所述捕获的图像，确定用于校准所述立体相机的校准参数。

Calibration methods and measuring tools

A calibration method is used to calibrate stereo cameras. The calibration method includes: measuring the relative position between the stereo camera and the object placed in the image capture area for falling into the stereo camera; acquiring the image captured by the stereo camera and including the captured object; and determining based on the relative position and the captured image. The calibration parameters are used for calibrating the stereo camera.

【技术实现步骤摘要】
校准方法和测量工具本申请为于2016年7月21日提交、申请号为201580005397.6、专利技术名称为“校准方法和测量工具”的中国专利申请的分案申请。所述母案申请的国际申请日为2015年1月28日，国际申请号为PCT/JP2015/053024。
本专利技术涉及校准方法和测量工具。
技术介绍
使用能够测量到对象的距离的立体相机。例如，通过使用在汽车上搭载的立体相机(此后，被称为“车载立体相机”)，通过测量到在汽车前面的对象的距离来控制汽车的技术已经投入实际使用。例如，通过车载立体相机测量的距离被用于向驾驶员给出警告或者控制刹车、方向盘等，实现用于防止汽车碰撞，对汽车之间的距离控制等的目的。一般地，车载相机常常安装在汽车的前风挡里面。这是因为，如果车载立体相机安装在汽车外面，它需要在防水、防尘等方面具有更高的耐久性。如果立体相机安装在汽车里面，它通过前风挡捕获在汽车外面的风景的图像。一般地，前风挡具有复杂的弯曲形状，并且与诸如在相机里面的透镜之类的光学组件相比，前风挡具有畸变的形状。因此，前风挡使得通过前风挡捕获的捕获图像受到畸变。此外，依赖于在将立体相机安装在汽车中时的安装位置和安装方向，改变所捕获的图像的畸变的特性。为校准在所捕获的图像中包括的这样的畸变，通过将立体相机安装在车辆的预定位置处并且然后在该状态中使用通过前风挡捕获的捕获图像，有必要计算用于校准(校正)捕获图像的畸变的校准参数。用于计算所捕获的图像的畸变的校准参数的一般方法是使用图表的方法，在该图表中描述用于测量距离的具体标记等。采用该方法，基于如下两项之间的差来计算用于校准所捕获的图像的畸变的校准参数：以基于关于在标记与立体相机之间的相对位置的理论来计算并且在捕获的图像上出现的标记(对象)的位置、以及当实际上由立体相机来捕获标记的图像时所获得的在所捕获的图像上的标记的位置。也就是，计算校准参数，其确定转换以便于消除差异。专利文献1公开了一种装置，其通过使用基于在一组图像数据与另一组图像数据之间的坐标上的差的校准参数，将从在立体相机中包括的一对相机输出的一对图像数据集合中的每一个图像数据集合进行转换，以便于通过图像处理来调节立体相机的光学畸变和位置偏差。然而，如果在立体相机与图表之间的相对位置中存在误差，则在所捕获的图像中以及在理论上计算的对象的坐标中出现误差；因此，误差还在用于校准所捕获的图像的畸变的校准参数中出现。特别地，存在的问题在于，在图表与在对象(例如车辆)中安装的立体相机之间的相对位置中容易出现误差。考虑到上述，需要提供一种校准方法和测量工具，使得可以计算用于校准立体相机的高精度校准参数。
技术实现思路
一种校准方法用于校准立体相机。所述校准方法包括：测量在所述立体相机与为了落入所述立体相机的图像捕获区域内而放置的对象之间的相对位置；获取由所述立体相机捕获的并且包括所述对象的捕获的图像；以及基于所述相对位置和所述捕获的图像，确定用于校准所述立体相机的校准参数。一种用于通过使用测量工具来校准立体相机的校准方法，所述测量工具包括第一部件、光源和第二部件，所述第一部件具有包括被用于校准所述立体相机的图表的表面，所述光源安装在所述表面上并且发射具有均匀强度的光而不管在所述表面上的位置如何，并且所述第二部件覆盖所述光源并且通过多个孔发射所述光。所述校准方法包括：获取捕获的图像，所述捕获的图像由所述立体相机来捕获并且包括作为对象的所述测量工具；基于在所述捕获的图像中的最大亮度的位置来测量所述测量工具的方向与所述立体相机的面对位置的偏差；以及基于所述测量工具的方向的偏差和所述捕获的图像来确定用于校准所述立体相机的校准参数。一种测量工具，包括：第一部件，其具有包括被用于校准立体相机的图表的表面；光源，其安装在所述表面上并且发射具有均匀强度的光而不管在所述表面上的位置如何；以及第二部件，其覆盖所述光源并且通过多个孔发射所述光。附图说明图1是示出在根据第一实施例的测量工具、立体相机和校准装置之间的关系的示例的图。图2是示出根据第一实施例的立体相机的配置的示例的图。图3是示出使用立体相机的距离测量原理的图。图4是示出根据第一实施例的测试工具的示例的图。图5是示出根据第一实施例的距离测量装置的示例的图。图6是示出根据第一实施例的校准装置的配置的示例的图。图7是示出根据第一实施例的对象坐标系统的示例的图。图8是示出用于确定三维坐标的方法的示例的图，该三维坐标指示根据第一实施例的第一相机的位置。图9是示出根据第一实施例的第一相机的相机坐标系统的示例的图。图10是根据第一实施例的校准方法的总体示意性流程图。图11是示出根据第一实施例的用于校准装置的校准方法的示例的图。图12是示出根据第一实施例的校准方法的总体流程的示例的流程图。图13是示出一种情况的示例的图，在这种情况中，通过使用中间测量点，根据第一实施例的变形例的距离测量装置测量到第一相机(第二相机)的距离。图14是示出在第二实施例的测量工具、立体相机和校准装置之间的关系的示例的图。图15A是示出根据第二实施例的角度测量板的横截面的横截面视图。图15B是示出根据第二实施例的角度测量板的前表面的前视图。图16是根据第二实施例的第一部件的前视图。图17是示出从第一相机的光学中心的位置看到在第二部件上形成的孔106、孔107和孔108的情况的图。图18A是示出当从第一相机的光学中心的位置看到孔106时的孔106的形状的图。图18B是示出当从第一相机的光学中心的位置看到孔107时的孔107的形状的图。图18C是示出当从第一相机的光学中心的位置看到孔108时的孔108的形状的图。图19A是示出在不包括光学模糊(opticalunsharpness)的情况中的角度测量板的图像的图。图19B是示出在包括光学模糊的情况中的角度测量板的图像的图。图20是示出在图19B中的亮度山(mountainofbrightness)的底部的半径的测量的图。图21是示出图像捕获表面的亮度峰值的位置与角度测量板的倾斜之间的关系的图。图22是示出一种方法的图，该方法用于确定指示测量工具的位置的平面的等式。图23是示出根据第二实施例的校准装置的配置的示例的图。图24是根据第二实施例的校准方法的总体示意性流程图。图25是示出根据第二实施例的用于校准装置的校准方法的示例的流程图。图26是示出根据第三实施例的角度测量板的横截面的横截面视图。图27是示出光被折射的角度的图。图28是示出根据第三实施例的通过角度测量板发射的光的图。图29是示出在测量工具的倾斜与亮度峰值的位置偏差之间的关系的图。图30是示出在莫尔周期与亮度峰值的移动范围之间的关系的图。图31是示出由于邻近孔的亮度峰值的位置的图。图32是根据第一实施例到第三实施例的立体相机和校准装置的硬件配置的示例的图。具体实施方式参考附图，下面给出校准方法和测量工具的实施例的详细的说明。第一实施例图1是示出在根据第一实施例的测量工具20、立体相机10和校准装置30之间的关系的示例的图。图1是对于由安装在汽车前风挡里面的立体相机10(车载立体相机)所捕获的捕获图像进行校准的情况的示例。安装测量工具20使其落在立体相机10的图像捕获区域内。例如，将测量工具20安装在离立体相机10大约2m的距离处，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于校准立体相机的校准方法，所述校准方法包括：测量在所述立体相机与为了落入所述立体相机的图像捕获区域内而放置的对象之间的相对位置；获取由所述立体相机捕获的并且包括所述对象的捕获的图像；以及基于所述相对位置和所述捕获的图像，确定用于校准所述立体相机的校准参数。

【技术特征摘要】
2014.01.28 JP 2014-013520;2014.05.30 JP 2014-112731.一种用于校准立体相机的校准方...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木伸，菊池直树，长尾景洋，岸和田润，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本,JP