用于计算距离信息的立体相机及其方法、车辆和存储介质技术

本发明专利技术提供一种用于计算距离信息的立体相机及其方法、车辆和存储介质。本发明专利技术还提供一种校准方法，该校准方法用于透过透明体拍摄对象的拍摄设备。校准方法包括：通过不插入透明体拍摄对象来获取第一拍摄图像；通过透过透明体拍摄对象来获取第二拍摄图像；基于第一拍摄图像上对象的图像的坐标和第二拍摄图像上对象的图像的坐标，计算绝对位置偏差，该绝对位置偏差指示由于透明体而引起的对象的图像的坐标上的偏差；计算用于校准绝对位置偏差的修正参数；以及将修正参数存储于拍摄设备中。

Stereo camera and its method, vehicle and storage medium for calculating distance information

The invention provides a stereo camera for calculating distance information, a method thereof, a vehicle and a storage medium. The invention also provides a calibration method for a photographing device photographing a subject through a transparent body. The calibration method includes: acquiring the first photographed image by not inserting the transparent body photographed object; acquiring the second photographed image by the transparent body photographed object; calculating the absolute position deviation based on the coordinates of the image of the object on the first photographed image and the image of the object on the second photographed image, which indicates the image of the object caused by the transparent body To calculate the correction parameters used to calibrate the absolute position deviation, and to store the correction parameters in the shooting equipment.

【技术实现步骤摘要】
用于计算距离信息的立体相机及其方法、车辆和存储介质本申请是申请日为2015年02月24日、题为“校准方法、校准设备和计算机程序产品”的中国专利申请201580012037.9的分案申请。
本专利技术涉及用于计算距离信息的立体相机及其方法、车辆和存储介质。本专利技术还涉及校准方法和校准设备。
技术介绍
已经使用能够测量到对象的距离的立体相机。例如，通过使用车辆上所搭载的立体相机(此后称为“车载立体相机”)，通过测量到存在于车辆前方的对象的距离对车辆进行控制的技术已经投入实际使用。通过使用车载立体相机所测量的距离被用于警示驾驶员和控制刹车、方向盘等等，为了实现防止车辆碰撞、控制车辆之间的距离等目的。通常的车载立体相机被安装在车辆的风挡里面，因为车辆外部所安装的车载立体相机需要更高的耐久性，尤其在防水和防尘方面。车辆内部所安装的立体相机透过风挡拍摄车辆外部的视图。但是，通常的风挡具有复杂弯曲的形状，而且该形状与相机中的例如透镜的光学部件相比是发生形变的。因此风挡导致透过风挡拍摄的图像的变形。修正立体相机所拍摄的图像的技术是公知的技术。例如，日本专利No.4109077描述了一种设备，基于一个图像数据与另一个图像数据之间坐标上的偏差，该设备通过使用校准参数将从构成立体相机的一对相机输出的一对图像数据中的每一个图像数据进行变换，然后通过图像处理来调整立体相机中的光学畸变和位置偏差。这样的现有技术能够正确校准一对图像数据上的对象图像之间的视差(相对位置)上的偏差(此后称为“相对位置偏差”)；但是，那些技术不能正确校准由于例如风挡的透明体而引起的图像数据上对象图像的坐标上的偏差(此后称为“绝对位置偏差”)。当由基于对象图像中的视差所计算出的到对象的距离和图像数据上的对象图像的坐标计算出三维坐标时，这种配置存在着导致指示对象位置的三维坐标出现错误的问题。考虑到上述情况，需要提供一种校准方法和校准设备，它们能够准确校准由于透明体而引起的图像数据中的绝对位置偏差。
技术实现思路
一种校准方法，该校准方法用于透过透明体拍摄对象的拍摄设备。该校准方法包括：通过不插入透明体拍摄对象来获取第一拍摄图像；通过透过透明体拍摄对象来获取第二拍摄图像；基于所述第一拍摄图像上所述对象的图像的坐标和所述第二拍摄图像上所述对象的图像的坐标，计算绝对位置偏差，所述绝对位置偏差指示由于透明体而引起的所述对象的图像的坐标上的偏差；计算用于校准绝对位置偏差的修正参数；以及将所述修正参数存储于所述拍摄设备中。一种校准设备，所述校准设备校准透过透明体拍摄对象的拍摄设备。该校准设备包括：接收单元，用于接收第一拍摄图像和第二拍摄图像，所述第一拍摄图像是通过不插入透明体拍摄对象而获得的，而所述第二拍摄图像是通过透过透明体拍摄对象而获得的；基于所述第一拍摄图像上所述对象的图像的坐标和所述第二拍摄图像上所述对象的图像的坐标，所述绝对位置偏差计算单元计算绝对位置偏差，其中的绝对位置偏差指示由于透明体而引起的对象的图像的坐标上的偏差；修正参数计算单元，计算用于校准所述绝对位置偏差的修正参数；以及存储器控制单元，将所述修正参数存储于所述拍摄设备中。附图说明图1是表示使用立体相机测量距离的原理的示意图。图2A是表示对象图像的理想检测位置的示意图。图2B是表示对象图像的检测位置的偏差的示意图。图3A是表示对象图像和视差的理想状况的示意图。图3B是表示由于通过风挡所折射的光而引起的对象图像中绝对位置偏差的示意图。图3C是表示基于图3B中的参考图像上图像的位置来计算视差的情况的示意图。图3D是表示校准对比图像以便视差与理想视差D一致的情况的示意图。图3E是表示未校准对象图像中的绝对位置偏差的状态的示意图。图4是表示实施第一实施例中的校准方法的环境(无风挡)的示例的示意图。图5是表示校准图表的图案的示例的示意图。图6是表示实施第一实施例中校准方法的环境(有风挡)的示例的示意图。图7是表示第一实施例中信息处理设备的配置的示例的示意图。图8是表示第一实施例中的校准方法的示例的流程图。图9是表示第二实施例中的信息处理设备的配置的示例的示意图。图10是表示第二实施例中校准方法的示例的流程图。图11是表示第三实施例中视差计算设备的配置的示例的示意图。图12是表示第三实施例中计算视差的方法的示例的流程图。图13是表示第四实施例中立体相机的配置的示例的示意图。图14是表示将第四实施例中的立体相机用作车载立体相机的示例的示意图。图15是表示信息处理设备和视差计算设备的硬件配置的示例的示意图。具体实施方式将参考附图对校准方法和校准设备的实施例进行详细描述。第一实施例利用待校准的拍摄设备是车载立体相机的情况的示例，对第一实施例进行描述。车载立体相机所拍摄的图像中的位置偏差包括绝对位置偏差和相对位置偏差。为了绝对位置偏差和相对位置偏差的描述，将首先对视差和使用视差测量距离的原理进行描述。通过使用立体相机所拍摄的图像来计算视差。图1是表示使用立体相机测量距离的原理的示意图。在图1的示例中，将Z轴作为光轴方向布置第一相机1(焦距f、光学中心O0、图像捕捉表面So)，而将Z轴作为光轴方向安置第二相机2(焦距f、光学中心O1、图像捕捉表面S1)。将第一相机1和第二相机2平行于X轴安置，并且它们所处的位置彼此相距距离B(基线长度)。位于光轴方向距第一相机1的光学中心O0距离为d的位置处的对象A的图像形成于P0，其中P0是直线A-O0与图像捕捉表面S0的交点。利用第二相机2，同一对象A的图像形成于图像捕捉表面S1上的位置P1。从图像捕捉表面S0所获取的拍摄图像此后被称为“对比图像”，而从图像捕捉表面S1所获得的拍摄图像被称为“参考图像”。将穿过第二相机2的光学中心O1且与直线A-O0平行的直线与图像捕捉表面S1相交的点定义为P0'。将P0'和P1之间的距离定义为D。距离D指示两个相机所拍摄的同一对象的图像之间的位置偏差量(视差)。三角形A–O0–O1和三角形O1–P0'–P1彼此相似，因此满足公式d＝B×f/D。换言之，能够由基线长度B、焦距f以及视差D算出到对象A的距离d。上面是使用立体相机测量距离的原理。但是，在使用立体相机透过透明体拍摄对象(例如车载立体相机透过风挡拍摄对象)的过程中，透明体导致拍摄图像上的对象图像出现位置偏差(上述的绝对位置偏差)。图2A是表示对象图像的理想检测位置的示意图。在图2A中，为了方便，将透镜11(光学系统)描述为针孔照相机。如果对象13在透镜11的光轴上，光束在与光轴14相同的方向上直线前进并且到达传感器12上的位置处。因此在与光轴的位置对应的位置处检测到对象13的图像。图2B是表示对象图像的检测位置的偏差的示意图。图2B表示将风挡15安装在图2A所示的透镜11的前面的情况的示例。从对象13发出的光束在风挡15的前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于计算距离信息的立体相机，包括：/n第一相机；/n第二相机，位于距离所述第一相机预定距离的位置；/n存储单元，用于存储基于第一拍摄图像、第二拍摄图像、第三拍摄图像以及第四拍摄图像所计算的参数，其中在不插入透明体的情况下通过所述第一相机拍摄对象获取所述第一拍摄图像，在不插入透明体的情况下通过所述第二相机拍摄对象获取所述第二拍摄图像，在插入透明体的情况下通过所述第一相机拍摄对象获取第三拍摄图像，在如下状态下透过透明体通过所述第二相机拍摄对象获取所述第四拍摄图像：所述第一相机与所述透明体之间的相对位置关系与当拍摄所述第三图像时的位置相同时；/n计算单元，用于基于在所述存储单元所存储的参数、并且基于在所述第一相机和所述第二相机彼此距离所述预定距离的状态下由所述第一相机和所述第二相机所拍摄的图像，来计算所述距离信息。/n

【技术特征摘要】
20140307 JP 2014-0457301.一种用于计算距离信息的立体相机，包括：
第一相机；
第二相机，位于距离所述第一相机预定距离的位置；
存储单元，用于存储基于第一拍摄图像、第二拍摄图像、第三拍摄图像以及第四拍摄图像所计算的参数，其中在不插入透明体的情况下通过所述第一相机拍摄对象获取所述第一拍摄图像，在不插入透明体的情况下通过所述第二相机拍摄对象获取所述第二拍摄图像，在插入透明体的情况下通过所述第一相机拍摄对象获取第三拍摄图像，在如下状态下透过透明体通过所述第二相机拍摄对象获取所述第四拍摄图像：所述第一相机与所述透明体之间的相对位置关系与当拍摄所述第三图像时的位置相同时；
计算单元，用于基于在所述存储单元所存储的参数、并且基于在所述第一相机和所述第二相机彼此距离所述预定距离的状态下由所述第一相机和所述第二相机所拍摄的图像，来计算所述距离信息。


2.根据权利要求1所述的立体相机，其中，在所述存储单元所存储的参数是用于修正通过所述第一相机所拍摄的图像或者通过所述第二相机所拍摄的图像的参数。


3.根据权利要求1所述的立体相机，其中，在所述存储单元所存储的参数是用于修正所述第一相机与所述第二相机之间的相对位置偏差的参数。


4.一种车辆，包括：
第一相机；
第二相机，位于距离所述第一相机预定距离的位置；
存储单元，用于存储基于第一拍摄图像、第二拍摄图像、第三拍摄图像以及第四拍摄图像所计算的参数，其中在不插入透明体的情况下通过所述第一相机拍摄对象获取所述第一拍摄图像，在不插入透明体的情况下通过所述第二相机拍摄对象获取所述第二拍摄图像，在插入透明体的情况下通过所述第一相机拍摄对象获取第三拍摄图像，在如下状态下透过透明体通过所述第二相机拍摄对象获取所述第四拍摄图像：所述第一相机与所述透明体之间的相对位置关系与当拍摄所述第三图像时的位置相同时；
计算单元，用于基于在所述存储单元所存储的参数、并且基于在所述第一相机和所述第二相机彼此距离所述预定距离的状态下由所述第一相机和所述第二相机所拍摄的图像，来计算所述距离信息。


5.根据权利要求4所述的车辆，其中，所述透明体是...

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