一种摄像机标定方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种摄像机标定方法及装置，方法包括：获取标定图像，其中，标定图像是摄像机对N个特征主体进行图像采集得到的，N个特征主体总共包括K个特征点；在标定图像中查找到K个特征点并获取K个特征点的K个像素坐标；接收标定模型，其中，标定模型是根据摄像机的地址位置和拍摄角度从高精地图的三维模型获取得到的；在标定模型中查找到所述K个特征点并获取K个特征点的K个世界坐标，且K个世界坐标与K个像素坐标一一对应；根据K个像素坐标和K个世界坐标对摄像机进行标定。实施本申请可以实现摄像机的自动化标定，提高了摄像机标定的效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种摄像机标定方法及装置


[0001]本申请涉及智慧交通领域，尤其涉及一种摄像机标定方法及装置。

技术介绍

[0002]在智能交通系统(ITS,Intelligent Transportation System)中，城市交通的各个路口都部署了监控摄像机用于路口的实时监控，为了实现对交通路口的交通状态进行监测和分析，例如，对交通路口车辆的运行速度、车辆的排队长度等进行监测，都需要对摄像机进行标定。随着计算机视觉技术的发展，基于监控摄像机的新型业务发展的非常迅速，例如，基于高精地图的数字路口静态要素还原，车路协同中车辆的动态轨迹获取等，新型业务对摄像机标定提出了更高要求以实现路口的静态交通要素数字化和动态目标的数字化。
[0003]现有的摄像机标定方法中，有一些需要人工在地理区域放置标定物以及采集标定物上易识别的标志点的地理坐标和该标志点在图像中对应的像素坐标，标定数据工作量大且对于摄像机的大范围视野，人工标注图像中的标志点难度大；业界也有人提出通过已知的摄像机参数或者采用路面上互不重合的多条平行直线段进行摄像机的标定，但这些方法都需要附加已知的先验知识，例如，摄像机的高度或俯角、车道宽度、平行于车道的一条线段的实际长度等；还有一些利用场景中的几何模型，例如交通标志线端点构成的矩形框，实现摄像机的自标定，但需人工在场景中放置标志物以及要求实际应用场景中存在矩形框才能完成相应标定。

技术实现思路

[0004]本申请实施例公开了一种摄像机标定方法及装置，通过该方法可以实现摄像机的自动化标定以及自动转换成高精地图世界坐标，全程无需人工参与，提高了摄像机标定的效率和准确率。
[0005]第一方面，本申请提供了一种摄像机标定方法，包括：获取标定图像，其中，所述标定图像是摄像机对N个特征主体进行图像采集得到的，所述N个特征主体总共包括K个特征点，第一个特征主体包括M1个特征点，第二个特征主体包括M2个特征点，
…
，第N个特征主体包括M
N
个特征点，K等于M1，M2，
…
，M
N
之和；在所述标定图像中查找到所述K个特征点，获取所述K个特征点在所述标定图像中的K个像素坐标，其中，所述K个特征点和所述K个像素坐标之间存在一一对应关系；接收标定模型，其中，所述标定模型是根据所述摄像机的地址位置和拍摄角度从高精地图的三维模型获取得到的，所述三维模型是对所述特征主体全方位建模得到的；在所述标定模型中查找到所述K个特征点，并获取所述K个特征点在所述标定模型中的K个世界坐标，其中，所述K个特征点和所述K个世界坐标之间存在一一对应关系；根据所述K个像素坐标和所述K个世界坐标对所述摄像机进行标定。
[0006]上述方案中，该方法先获取摄像机拍摄的包含N个特征主体的标定图像，其中，第N
i
个特征主体包括M
i
个特征点，N个特征主体共有K个特征点；再获取包含N个特征主体的标定模型，该标定模型是根据摄像机的地址位置和拍摄角度从高精地图的三维模型获取得到
的。检测标定图像中的K个特征点并获取K个特征点在标定图像中对应的像素坐标，然后在标定模型中确定所述K个特征点并获取K个特征点在标定模型中对应的像素坐标，最后根据K对特征点的像素坐标和世界坐标对摄像机进行标定。本申请通过从标定模型中找到标定图像中特征点对应的实际地理区域特征点的世界坐标代替人工实地测量获取特征点的世界坐标，实现了摄像机的自动化标定，提高了摄像机的标定效率。
[0007]在一种可能的实施方式中，所述在所述标定图像中查找到所述K个特征点，包括：从所述标定图像中获取所述N个特征主体的N个图像标定框，其中，第一个图像标定框为所述第一个特征主体在所述标定图像的标定框，第二个图像标定框为所述第二个特征主体在所述标定图像的标定框，
…
，第N个图像标定框为所述第N个特征主体在所述标定图像的标定框；从所述N个图像标定框中查找所述K个特征点，其中，第一个图像标定框包括M1个特征点，第二个图像标定框包括M2个特征点，
…
，第N个图像标定框包括M
N
个特征点。
[0008]在一种可能的实施方式中，所述在所述标定模型中查找到所述K个特征点，包括：从所述标定模型中获取所述N个特征主体的N个模型标定框；将所述N个图像标定框和所述N个模型标定框进行匹配，从而确定第一个模型标定框为所述第一个特征主体在所述标定模型的标定框，第二个模型标定框为所述第二个特征主体在所述标定模型的标定框，
…
，第N个模型标定框为所述第N个特征主体在所述标定模型的标定框；从所述N个模型标定框中查找所述K个特征点，其中，第一个模型标定框包括M1个特征点，第二个模型标定框包括M2个特征点，
…
，第N个模型标定框包括M
N
个特征点。
[0009]可以看出，上述方案中先通过匹配标定图像和标定模型中的特征主体对应的标定框，以使标定图像中特征主体与标定模型中特征主体一一对应，再通过匹配同一特征主体在标定图像和标定模型中的特征点，以使标定图像中特征主体的特征点与标定模型中特征主体的特征点一一对应，大大减少了运算量，提高了标定图像和标定模型中特征点的匹配效率，从而提高了摄像机的标定效率。
[0010]在一种可能的实施方式中，所述将所述N个图像标定框和所述N个模型标定框进行匹配，包括：计算所述N个图像标定框的中心点获得N个中心点像素坐标，所述N个中心点像素坐标与所述N个图像标定框一一对应；计算所述N个模型标定框的中心点获得N个中心点世界坐标，所述N个中心点世界坐标与所述N个模型标定框一一对应；基于所述N个中心点像素坐标，遍历所述N个中心点中的每个中心点，建立所述每个中心点与所述每个中心点的周边中心点的上下左右关系，获得第一位置结果；基于所述N个中心点世界坐标的X、Y坐标，遍历所述N个中心点中的每个中心点，建立所述每个中心点与所述每个中心点的周边中心点的上下左右关系，获得第二位置结果；根据所述第一位置结果和所述第二位置结果，确定所述N个图像标定框和所述N个模型标定框一一对应。
[0011]通过依据相同的规则分别在标定图像和标定模型中建立各特征主体之间的位置关联关系并基于该位置关联关系实现了标定图像和标定模型中特征主体的匹配，提高了特征主体的匹配效率，从而提高了摄像机的标定效率。
[0012]在一种可能的实施方式中，所述将所述N个图像标定框和所述N个模型标定框进行匹配，包括：计算所述N个图像标定框的中心点获得N个中心点像素坐标，所述N个中心点像素坐标与所述N个图像标定框一一对应；计算所述N个模型标定框的中心点获得N个中心点世界坐标，所述N个中心点世界坐标与所述N个模型标定框一一对应；基于所述N个中心点像
素坐标，确定所述N个中心点中的每个中心点的上、下、左、右四个方向上分别包含的中心点的数量，获得第三位置结果，所述每个中心点的上、下、左、右四个方向上分别包含的中心点的数量之和为N-1；基于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摄像机标定方法，其特征在于，所述方法包括：获取标定图像，其中，所述标定图像是摄像机对N个特征主体进行图像采集得到的，所述N个特征主体总共包括K个特征点，第一个特征主体包括M1个特征点，第二个特征主体包括M2个特征点，
…
，第N个特征主体包括M
N
个特征点，K等于M1，M2，
…
，M
N
之和；在所述标定图像中查找到所述K个特征点，获取所述K个特征点在所述标定图像中的K个像素坐标，其中，所述K个特征点和所述K个像素坐标之间存在一一对应关系；接收标定模型，其中，所述标定模型是根据所述摄像机的地址位置和拍摄角度从高精地图的三维模型获取得到的，所述三维模型是对所述特征主体全方位建模得到的；在所述标定模型中查找到所述K个特征点，并获取所述K个特征点在所述标定模型中的K个世界坐标，其中，所述K个特征点和所述K个世界坐标之间存在一一对应关系；根据所述K个像素坐标和所述K个世界坐标对所述摄像机进行标定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述标定图像中查找到所述K个特征点，包括：从所述标定图像中获取所述N个特征主体的N个图像标定框，其中，第一个图像标定框为所述第一个特征主体在所述标定图像的标定框，第二个图像标定框为所述第二个特征主体在所述标定图像的标定框，
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，第N个图像标定框为所述第N个特征主体在所述标定图像的标定框；从所述N个图像标定框中查找所述K个特征点，其中，第一个图像标定框包括M1个特征点，第二个图像标定框包括M2个特征点，
…
，第N个图像标定框包括M
N
个特征点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述标定模型中查找到所述K个特征点，包括：从所述标定模型中获取所述N个特征主体的N个模型标定框；将所述N个图像标定框和所述N个模型标定框进行匹配，从而确定第一个模型标定框为所述第一个特征主体在所述标定模型的标定框，第二个模型标定框为所述第二个特征主体在所述标定模型的标定框，
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，第N个模型标定框为所述第N个特征主体在所述标定模型的标定框；从所述N个模型标定框中查找所述K个特征点，其中，第一个模型标定框包括M1个特征点，第二个模型标定框包括M2个特征点，
…
，第N个模型标定框包括M
N
个特征点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述N个图像标定框和所述N个模型标定框进行匹配，包括：计算所述N个图像标定框的中心点获得N个中心点像素坐标，所述N个中心点像素坐标与所述N个图像标定框一一对应；计算所述N个模型标定框的中心点获得N个中心点世界坐标，所述N个中心点世界坐标与所述N个模型标定框一一对应；基于所述N个中心点像素坐标，遍历所述N个中心点中的每个中心点，建立所述每个中心点与所述每个中心点的周边中心点的上下左右关系，获得第一位置结果；基于所述N个中心点世界坐标的X、Y坐标，遍历所述N个中心点中的每个中心点，建立所述每个中心点与所述每个中心点的周边中心点的上下左右关系，获得第二位置结果；根据所述第一位置结果和所述第二位置结果，确定所述N个图像标定框和所述N个模型
标定框一一对应。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述N个图像标定框和所述N个模型标定框进行匹配，包括：计算所述N个图像标定框的中心点获得N个中心点像素坐标，所述N个中心点像素坐标与所述N个图像标定框一一对应；计算所述N个模型标定框的中心点获得N个中心点世界坐标，所述N个中心点世界坐标与所述N个模型标定框一一对应；基于所述N个中心点像素坐标，确定所述N个中心点中的每个中心点的上、下、左、右四个方向上分别包含的中心点的数量，获得第三位置结果，所述每个中心点的上、下、左、右四个方向上分别包含的中心点的数量之和为N-1；基于所述N个中心点世界坐标的X、Y坐标，确定所述N个中心点中的每个中心点的上、下、左、右四个方向上分别包含的中心点的数量,获得第四位置结果，所述每个中心点的上、下、左、右四个方向上分别包含的中心点的数量之和为N-1；根据所述第三位置结果和所述第四位置结果，确定所述N个图像标定框和所述N个模型标定框一一对应。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述N个图像标定框和所述N个模型标定框进行匹配，包括：计算所述N个图像标定框的中心点获得N个中心点像素坐标，所述N个中心点像素坐标与所述N个图像标定框一一对应；计算所述N个模型标定框的中心点获得N个中心点世界坐标，所述N个中心点世界坐标与所述N个模型标定框一一对应；基于所述N个中心点像素坐标，按照第一顺序对所述N个中心点像素坐标进行排序获得第一排序结果，所述第一顺序包括从左至右、从右至左、从上至下、从下至上中的一种；基于所述N个中心点世界坐标的X、Y坐标，按照所述第一顺序对所述N个中心点世界坐标进行排序获得第二排序结果，所述第二排序结果与所述第一排序结果一一对应；根据所述第一排序结果和所述第二排序结果，确定所述N个图像标定框和所述N个模型标定框一一对应。7.根据权利要求3-6任一项所述的方法，其特征在于，所述从所述N个模型标定框中查找所述K个特征点，其中，第一个模型标定框包括M1个特征点，第二个模型标定框包括M2个特征点，
…
，第N个模型标定框包括M
N
个特征点，包括：对所述第i个图像标定框中的特征主体的M
i
个像素坐标按照第二顺序进行排序，获得第三排序结果，所述第二顺序包括从左至右、从右至左、从上至下、从下至上中的一种，所述i为大于等于1且小于等于N的整数；对所述第i个模型标定框中的特征主体的M
i
个世界坐标按照所述第二顺序进行排序，获得第四排序结果，所述第i个图像标定框和所述第i个模型标定框一一对应，所述i为大于等于1且小于等于N的整数；基于所述第三排序结果和所述第四排序结果，确定所述K个像素坐标和所述K个世界坐标一一对应。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征主体包括路面交通标志线，所述
路面交通标志线包括转弯线、车道线、停止线、人行横道线中的一种或多种。9.一种用于摄像机标定的装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛华，
申请(专利权)人：西安华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：