一种简易标定环境下的车载环视相机标定方法技术

本发明专利技术涉及一种简易标定环境下的车载环视相机标定方法，具体包括以下步骤：(1)确定标定场地；(2)采用角点检测方法对图像上的特征点进行检测；(3)对初始外参进行标定；(4)根据重投影误差迭代地进行同一标定图案上所有特征点的整体调整，根据调整后的世界坐标值重新计算相机外参；(5)根据重投影误差迭代地进行特征点的独立调整，根据调整后的世界坐标值重新计算相机外参；(6)世界坐标系和车辆坐标系变换，将相对于世界坐标系的外参转换到相对于车体坐标系。该方法通过迭代的方式对特征点世界坐标进行修正，改善由于标定图案尺寸不精确、标定图案介质伸缩形变、标定图案介质褶皱等因素导致标定精度下降的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种简易标定环境下的车载环视相机标定方法
本专利技术属于自动驾驶汽车技术、汽车辅助驾驶
，具体涉及一种为障碍物检测、车位检测以及自动泊车技术提供支持的车载环视相机的标定方法。
技术介绍
近年来我国汽车行业发展迅速，汽车行业正向着“电动化”、“网联化”、“智能化”和“共享化”方向快速发展。自动驾驶是汽车未来的发展趋势，目前汽车正在从辅助驾驶阶段向完全的自动驾驶阶段进行过渡。目前市场上销售的汽车或多或少的具备一些辅助驾驶功能，例如AEB(自动紧急煞车系统)、ACC(自适应巡航)、LDWS(车道偏离预警系统)、BSD(盲区监测系统)、SVM(环视全景系统)等。环视全景系统可以监控车辆周围360度区域，显示周边盲区信息，是辅助用户车辆驾驶、泊车的有效工具，深受用户欢迎。在以前只有高端车才具有环视全景系统功能，但目前有些中低端车型也开始配备这个功能，可以预见在未来环视全景功能会成为所有出厂车的标配。全景环视系统的原理是将车辆前、后、左、右四个摄像头采集的图像拼接成全景视图，拼接图像的质量与环视相机内参和外参标定结果的准确程度息息相关。如果相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种简易标定环境下的车载环视相机标定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n步骤S1、确定标定场地/n标定场地包括标定图案、车辆停放区域；所述车辆停放区域位于标定场地中心，相机标定时，车辆停放在车辆停放区域的正中心，车辆方向和车辆停放区域一致；/n步骤S2、采用角点检测方法对图像上的特征点进行检测，之后将标定图案中特征点的图像坐标系转换到相机的归一化平面坐标系，去畸变；/n步骤S3、初始外参标定/n由于地面上的点在世界坐标系中的Z坐标值为0，因此地面特征点去除Z值后的齐次世界坐标(X

【技术特征摘要】
1.一种简易标定环境下的车载环视相机标定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S1、确定标定场地
标定场地包括标定图案、车辆停放区域；所述车辆停放区域位于标定场地中心，相机标定时，车辆停放在车辆停放区域的正中心，车辆方向和车辆停放区域一致；
步骤S2、采用角点检测方法对图像上的特征点进行检测，之后将标定图案中特征点的图像坐标系转换到相机的归一化平面坐标系，去畸变；
步骤S3、初始外参标定
由于地面上的点在世界坐标系中的Z坐标值为0，因此地面特征点去除Z值后的齐次世界坐标(Xw，Yw，1)和特征点去畸变后的相机归一化平面坐标(x，y，1)之间的线性变换关系，可以用一个单应矩阵来表示；



利用四对及四对以上的特征点可以计算得到单应矩阵H，根据单应矩阵H得到相机外参R,t；
步骤S4、根据重投影误差迭代地进行同一标定图案上所有特征点的整体调整；
步骤S4.1、计算每个标定图案上所有特征点的重投影误差
步骤S4.2、选择重投影误差最大的标定图案，对特征点的世界坐标进行整体调整；
标定图案世界坐标的调整可以分解为围绕中心旋转、中心平移两部分；



其中，Pwi(Xwi，Ywi)为标定图案上的某个特征点i的世界坐标，P′wi(X′wi，Y′wi)为特征点i调整后的世界坐标；为标定图案中心的世界坐标；



n为每个标定图案上的特征数量；
标定图案位置的调整方程包含三个未知量：旋转角度θ，平移量Tx、Ty；
具体的优化过程如下：
(1)固定两个相机的外参为当前计算值，利用非线性优化方法，计算使得重投影误差最小的参数θ，Tx，Ty值；
(θ，Tx，Ty)*＝argminerr(θ，Tx，Ty)
(2)利用θ，Tx，Ty的最优化值，根据公式计算特征点调整后的世界坐标值P′wi，之后按照步骤S3的方法重新计算两相机的外参；
(3)按照步骤S4.1方法重新计算标定图案的重投影误差，并更新标定图案的重投影误差值；
(4)将以上过程进行重复的迭代优化，迭代结束条件包括两条：(a)迭次次数超过一定数值；(b)重投影误差不再减少，或者减少量小于阈值；满足其中的一条，则迭代结束；
步骤S5、根据重投影误差迭代地进行特征点的独立调整；
步骤S5.1、计算每个特征点的重投影误差；
步骤S5.2、选择重投影误差最大的特征点，对特征点的世界坐标进行独立调整；
计算每一个特征点的重投影误差，选取重投影误差最大的特征点，调整此特征点的位置，调整公式如下：



特征点位置的调整包含两个未知量：平移量Tx、Ty；
具体的优化过程如下：
(1)固定两个相机的外参为当前计算值，利用非线性优化方法，计算使得重投影误差最小的参数Tx，Ty值；
(2)利用Tx，Ty的最优化值，根据公式计算特征点调整后的世界坐标值P′wi，之后按照步骤S3的方法重新计算两相机的外参；
(3)按照步骤S5.1方法重新计算特征点的重投影误差；
(4)将以上过程进行重复的迭代优化，迭代结束条件包括两条：(a)迭次次数超过一定数值；(b)重投影误差不再减少，或者减少量小于阈值,满足其中的一条，则迭代结束；
步骤S6、世界坐标系和车辆坐标系变换
根据步骤S5计算出来的相机外参，可得到四路相机在世界坐标系中的位置，由于相机装配在车体上的位置是设计好的，因此可以确定四路相机在车体坐标系上的位置；根据相机在两个坐标系位置的不同，可以确定车体坐标系和世界坐标系之间的转换矩阵T...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈禹行，李振，史艳辉，梁义辉，
申请(专利权)人：北京易航远智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11