相机标定方法、装置和路侧设备制造方法及图纸

本申请公开了一种相机标定方法、装置和路侧设备，涉及智能交通和车路协同技术领域。该方法包括：确定相机内部参数的初始值、外部参数的初始值和畸变系数的初始值；基于所述内部参数的初始值、所述外部参数的初始值、所述畸变系数的初始值以及相机的数学模型，确定相机拍摄的图像中的点从世界坐标系到像素坐标系的转换关系；将第一区域的高精地图中的多个特征点投影至所述相机拍摄的所述第一区域的第一图像的像素坐标系中，得到多个投影点；基于所述多个特征点在像素坐标系下的坐标、所述转换关系以及所述多个投影点的世界坐标，利用最小二乘法得到所述相机的内部参数和畸变系数。小二乘法得到所述相机的内部参数和畸变系数。小二乘法得到所述相机的内部参数和畸变系数。

【技术实现步骤摘要】
相机标定方法、装置和路侧设备


[0001]本申请涉及智能交通和车路协同
，具体涉及一种相机标定方法、装置和路侧设备。

技术介绍

[0002]在新基建的大背景下，车联网(V2X)路侧感知系统为车路协同的车提供了超视距的感知信息。相机是路侧感知系统中最主要的传感器之一，通常在路口一个方向的立杆上会同时安装有三个相机，分别是前视枪式相机、后视枪式相机和鱼眼相机，其中鱼眼相机是为了补充前后相机之间的盲区。路侧感知相机的内参是车路协同路侧感知的基础参数，对于图像的预处理去畸变至关重要，对于路侧感知系统的精度和鲁棒性起到至关重要的作用。枪式相机(可简称为枪机)和鱼眼相机作为重要的传感器需经过标定再使用，以往大多是利用“张正友标定法”进行标定，通过采集多组棋盘格或黑白格等标定板的图像进行一系列解算来标定相机内参。但是，该方法需要由操作人员在路口监控杆的相机的视野下放置棋盘格，采集棋盘格图像，需要投入较多人工成本和时间成本。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种相机标定方法、装置和路侧设备，用于解决以上至少一个问题。
[0004]根据本申请的第一方面，提供了一种相机标定方法，包括：
[0005]确定相机内部参数的初始值、外部参数的初始值和畸变系数的初始值；
[0006]基于所述内部参数的初始值、所述外部参数的初始值、所述畸变系数的初始值以及相机的数学模型，确定相机拍摄的图像中的点从世界坐标系到像素坐标系的转换关系；
[0007]将第一区域的高精地图中的多个特征点投影至所述相机拍摄的所述第一区域的第一图像的像素坐标系中，得到多个投影点；
[0008]基于所述多个特征点在像素坐标系下的坐标、所述转换关系以及所述多个投影点的世界坐标，利用最小二乘法得到所述相机的内部参数和畸变系数。
[0009]根据本申请的第二方面，提供了一种相机标定装置，包括：
[0010]第一确定模块，用于确定相机的内部参数的初始值、外部参数的初始值和畸变系数的初始值；
[0011]第二确定模块，用于基于所述内部参数的初始值、所述外部参数的初始值、所述畸变系数的初始值以及相机的数学模型，确定相机拍摄的图像中的点从世界坐标系到像素坐标系的转换关系；
[0012]投影模块，用于将第一区域的高精地图中的多个特征点投影至所述相机拍摄的所述第一区域的第一图像的像素坐标系中，得到多个投影点；
[0013]计算模块，用于基于所述多个特征点在像素坐标系下的坐标、所述转换关系以及所述多个投影点的世界坐标，利用最小二乘法得到所述相机的内部参数和畸变系数。
[0014]根据本申请的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
[0015]至少一个处理器；以及
[0016]与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0017]存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如上方法。
[0018]根据本申请的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，计算机指令用于使计算机执行如上方法。
[0019]根据本申请的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如上方法。
[0020]根据本申请的第六方面，提供了一种路侧设备，包括如上所述的电子设备。
[0021]本申请实施例的相机标定方案程无需使用标定板辅助，而是巧妙地利用高精度图与相机拍摄的图像之间的对应关系，构建最小二乘优化算法，成相机标定，本申请实施例成本节约，处理过程便捷。
[0022]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0023]附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：
[0024]图1是本申请实施例的相机标定方法的流程框图；
[0025]图2是本申请实施例的枪机内参标定的过程示意图；
[0026]图3是图2实施例中高精地图中的特征点投影至图像中的示意图。
[0027]图4是图2实施例的局部放大图。
[0028]图5是图2实施例中图像去畸变后的示意图。
[0029]图6是本申请实施例的鱼眼相机内参标定的过程示意图；
[0030]图7是图6实施例中高精地图中的特征点投影至图像中的示意图。
[0031]图8是图6实施例的局部放大图。
[0032]图9是图6实施例中图像去畸变后的示意图。
[0033]图10是本申请实施例的相机标定装置的结构框图；
[0034]图11是实现本申请实施例的相机标定方法的电子设备的框图。
具体实施方式
[0035]以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0036]本申请实施例提供一种相机标定方法，图1示出了本申请实施例的相机标定方法的流程框图，该方法包括：
[0037]S101，确定相机的内部参数的初始值(K)、外部参数的初始值(R，t)和畸变系数的初始值(k1，k2为0)；
[0038]S102，基于所述内部参数的初始值、所述外部参数的初始值、所述畸变系数的初始
值以及相机的数学模型，确定相机拍摄的图像中的点从世界坐标系到像素坐标系的转换关系；
[0039]S103，将第一区域的高精地图中的多个特征点投影至所述相机拍摄的所述第一区域的第一图像的像素坐标系中，得到多个投影点；
[0040]S104，基于所述多个特征点在像素坐标系下的坐标、所述转换关系以及所述多个投影点的世界坐标，利用最小二乘法得到所述相机的内部参数和畸变系数。
[0041]根据本申请的实施例，对相机的标定过程不依赖于相机拍摄的棋盘格图像，因此本申请的实施例不需要使用标定板，如何可大幅节约人力和时间成本，本申请实施例首先确定多个参数的初始值，包括相机内参的初始值、相机外参的初始值和相机畸变系数的初始值；然后可将初始值代入相机的数学模型中，例如枪机可采用“针孔相机投影模型”，鱼眼相机可采用“等距投影模型”，经过一定简化处理可得到转换关系式，表示相机拍摄的图像中的点从世界坐标系到像素坐标系的转换关系，为后续处理做好准备；
[0042]本申请实施例需利用高精度图携带的世界坐标数据，利用方式是：假设相机拍摄视野包括第一区域，在该第一区域的高精度图中选取多个特征点(例如车道线角点、道路边沿点等)，将该多个特征点投影至相机拍摄的第一区域的图像中，可形成多个投影点，由于为同一区域，所选取的多个特征点也存在于第一区域的图像中，而由于相机未完成标定，因此第一区域的图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相机标定方法，包括：确定相机内部参数的初始值、外部参数的初始值和畸变系数的初始值；基于所述内部参数的初始值、所述外部参数的初始值、所述畸变系数的初始值以及相机的数学模型，确定相机拍摄的图像中的点从世界坐标系到像素坐标系的转换关系；将第一区域的高精地图中的多个特征点投影至所述相机拍摄的所述第一区域的第一图像的像素坐标系中，得到多个投影点；基于所述多个特征点在像素坐标系下的坐标、所述转换关系以及所述多个投影点的世界坐标，利用最小二乘法得到所述相机的内部参数和畸变系数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定相机的内部参数的初始值，包括：根据所述相机的配置参数确定内部参数的初始值。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述配置参数包括所述相机的焦距和图像分辨率。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相机为枪式相机，所述相机的数学模型为针孔相机投影模型，所述相机的内部参数中fx＝fy＝f，f的初始值通过下式计算：f/(w2+h2)
0.5
＝lens/(lenth/sensor_size_scale)，其中，lens表示相机的焦距，lenth表示相机的尺寸参数，sensor_size_scale表示相机的尺寸尺度参数；w和h分别表示相机的图像分辨率的宽和高。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相机为鱼眼相机，所述相机的数学模型为等距投影模型，所述相机的内部参数中fx＝fy＝f，f的初始值通过下式计算：f＝w/scale_focal，其中，w表示相机的图像分辨率中的水平像素数，scale_focal表示计算鱼眼相机的等效枪式相机焦距的尺度。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述相机的内部参数中cx的初始值为相机的图像分辨率的宽的1/2，cy的初始值为相机的图像分辨率的高的1/2。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定相机的外部参数的初始值，包括：根据所述多个特征点在所述第一图像中的位置以及所述多个投影点在所述第一图像中的位置，调整所述相机的角度，以使所述多个特征点的位置与所述多个投影点的位置对应，根据调整的角度以及所述相机的安装位置参数确定所述相机的外部参数的初始值。8.一种相机标定装置，包括：第一确定模块，用于确定相机的内部参数的初始值、外部参数的初始值和畸变系数的初始值；第二确定模块，用于基于所述内部参数的初始值、所述外部参数的初始值、所述畸变系数的初始值以及相机的数学模型，确定相机拍摄的图像中的点从世界坐标系到像素坐标系的转换关系；投影模块，用于将第一区域的高精地图中的多个特征点投影至所述相机拍摄的所述第一区域的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑立彬，
申请(专利权)人：阿波罗智联北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：