一种车载全景环视系统的摄像头外参标定方法技术方案

本发明专利技术涉及一种车载全景环视系统的摄像头外参标定方法，包括：步骤S1，根据车辆的尺寸布置标定场地，准备4张地面标记物和尺子；步骤S2,将待标定车辆放置在标定区域内；步骤S3,随意放置地面标记物在共视区域的ROI内，并测量其中1张地面标记物的世界坐标；步骤S4，在鱼眼图像ROI区域内，根据角点检测算法检测地面标志物的角点的位置，并去畸变；步骤S5，对检测的角点进行编号；步骤S6，标定所有摄像头的初始外参，并计算角点的3d世界坐标；步骤S7，根据3d世界坐标、角点坐标和他们之间的投影关系，构建最小二乘方程，进行闭环BA优化，得到最终更精确的外参。从而能够通过将地面标记物随意铺设在相邻两摄像头的共视区域的ROI内以提高售后标定精度。后标定精度。后标定精度。

【技术实现步骤摘要】
一种车载全景环视系统的摄像头外参标定方法


[0001]本专利技术涉及辅助驾驶设备标定
，尤其涉及一种车载全景环视系统的摄像头外参标定方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济水平持续提升，我国机动车保有量保持稳步增长。随之而来的是人与车、车与车之间的矛盾日趋激烈。如在狭窄拥堵的市区和停车场泊车，成为困扰驾驶员出行的一个突出问题，容易出现碰撞和刮蹭事件；另外在低速行驶时，由于车头、车窗和柱子等遮挡物，且驾驶员自身视野有限，使得驾驶员视野存在盲区，造成的安全事故也屡见不鲜，给行人的人身安全带来巨大的安全隐患。
[0003]常规的后视镜头、倒车雷达和传统的基于图像的倒车影像系统(仅在车尾安装摄像头)等虽然在一定程度上起到辅助作用，但覆盖的范围有限，无法判断盲区是否有障碍物及障碍物离车的距离。为了避免视野盲区对车辆行驶安全的影响，在汽车的车头、车尾和左右后视镜下安装4个鱼眼摄像头，并且相邻两摄像头存在一定的共视区域，引入车载环视全景系统，提供实时的汽车周围环境的全貌，显示在中控台的屏幕上，让驾驶员清楚查看车辆周边是否存在行人、移动物体、j非机动车、障碍物并了解其相对方位(转向、停车)与距离，帮助驾驶员轻松停泊和低速行驶车辆。
[0004]为了合成全景环视影像，需要对4个鱼眼摄像头进行实时投影、拼接、融合和渲染，这些步骤的效果依赖于4个摄像头的内参和外参标定。内参标定主要是确定光学镜片的折射能力以及安装中由于镜片光轴与CMOS/CCD传感器平面不垂直而造成的畸变，这一环节可以在摄像头生产的时候完成。外参标定主要是对摄像头安装位置和姿态参数进行标定，这一过程需要在摄像头安装到车上之后进行，在汽车组装生产线或4S等维修店进行标定。在汽车组装生产线上进行的外参标定叫工厂标定，在4S等维修店上进行的外参标定叫售后标定。
[0005]中国专利CN105608693A公开了一种车载全景环视的标定系统及方法，包括：从全景环视系统采集的图像中提取出包含有特征物的图像，记为特征物图像；从所述特征物图像中提取出特征物有用信息；根据所述特征物有用信息，对标定参数进行优化；检验标定结果的准确性，其中，所述标定结果是指经过优化得到的标定参数。本专利技术将标定参数的优化作为一个优化问题，建立基于多相机特征投影误差的误差函数，以表明当前优化结果下的标定误差，从而使得标定更为准确、快速，提高了全景环视系统的标定精度；并且可以利用人为标志物或者非人为标志物进行对标定的优化修正，提高了全景环视系统的标定效率以及适用性。
[0006]中国专利CN107133988A公开了一种车载全景环视系统中摄像头的标定方法及标定系统，包括：在标定区域铺设地面标记物，并在标定区域上方设置外部测量相机，所述外部测量相机能够拍摄到所述地面标记物、车顶及车身；将安装有车载全景环视系统的待标定车辆放置在所述标定区域；基于外部测量相机确定地面坐标系和车身坐标系的变换关
系；基于所述变换关系标定摄像头相对于车身坐标系的摄像头参数。利用本专利技术，可以提高标定效率，并保证标定结果的准确性。
[0007]目前，已经有一些车载全景环视系统的摄像头外参标定方法，但现有的标定方法，有的需要复杂的标定板，并测量每一个标定物角点的世界坐标，测量繁琐且效率低；有的标定精度不高，从而影响环视效果；有的需要额外的摄像机，从而降低其适用性。

技术实现思路

[0008]为此，本专利技术提供一种车载全景环视系统的摄像头外参标定方法，可以有效解决现有技术中不能通过将地面标记物随意铺设在相邻两摄像头的共视区域的ROI内，并测量其中一个地面标记物的理想世界坐标，然后基于双目鱼眼标定、三角测量等原理得到初始外参，通过闭环BA优化得到最终的精确外参以提高售后标定精度的技术问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供一种车载全景环视系统的摄像头外参标定方法，包括：
[0010]步骤S1，根据车辆的尺寸布置标定场地，准备4张地面标记物和尺子；
[0011]步骤S2,将待标定车辆放置在标定区域内；
[0012]步骤S3,随意放置地面标记物在共视区域的ROI内，并测量其中1张地面标记物的世界坐标；
[0013]步骤S4，在鱼眼图像ROI区域内，根据角点检测算法检测地面标志物的角点的位置，并去畸变；
[0014]步骤S5，对检测的角点进行编号；
[0015]步骤S6，标定所有摄像头的初始外参，并计算角点的3d世界坐标；
[0016]步骤S7，根据3d世界坐标、角点坐标和他们之间的投影关系，构建最小二乘方程，进行闭环BA优化，得到最终更精确的外参。
[0017]进一步地，所述步骤S3的具体步骤包括：
[0018]步骤S301,确定每个摄像头拍摄图片所对应的ROI；
[0019]步骤S302,随意放置4张地面标记物在共视区域的ROI内；
[0020]步骤S303,测量其中1张地面标记物的世界坐标。
[0021]进一步地，所述步骤S5中对检测的角点进行编号的具体步骤包括：
[0022]步骤S501,假设在车头摄像头图像已检测8个角点，先计算所有角点x方向的平均坐标x
center
，根据x
center
将8个角点分成2组；
[0023]步骤S502,对于每组4个角点，计算x方向和y方向的平均坐标x
center
′
和y
center
′
,根据x
center
′
将4个角点分成2组，每组2个角点；
[0024]步骤S503,再根据y
center
′
可得到每个角点的编号。
[0025]进一步地，所述步骤S6的具体步骤包括：
[0026]步骤S601,遍历相邻两摄像头的共视区域，一共存在4个，为右上角、右下角、左下角和左上角；
[0027]步骤S602,对相邻两摄像头共视区域里的角点，根据角点的编号进行角点匹配；
[0028]步骤S603,根据双目鱼眼相机标定算法计算相邻两摄像头之间的初始外参；
[0029]步骤S604,根据三角测量原理计算角点的3d坐标；
[0030]步骤S605,对于地面标记物M0，根据检测到的角点和3d世界坐标，通过PNP算法计算初始外参，即车身中心到第一组双目的左摄像头之间的旋转平移矩阵；
[0031]步骤S606,根据已标定的初始外参，将所有角点的3d坐标转换到3d世界坐标。
[0032]进一步地，所述步骤S602中根据角点的编号进行角点匹配，对于对于任一共视区域，角点匹配关系为4<
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>3,5<
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>0,6<
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>1,7<
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>2。
[0033]进一步地，所述步骤S606中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载全景环视系统的摄像头外参标定方法，其特征在于，包括：步骤S1，根据车辆的尺寸布置标定场地，准备4张地面标记物和尺子；步骤S2,将待标定车辆放置在标定区域内；步骤S3,随意放置地面标记物在共视区域的ROI内，并测量其中1张地面标记物M0的世界坐标；步骤S4，在鱼眼图像ROI区域内，根据角点检测算法检测地面标志物的角点的位置，并去畸变；步骤S5，对检测的角点进行编号；步骤S6，标定所有摄像头的初始外参，并计算角点的3d世界坐标；步骤S7，根据3d世界坐标、角点坐标和他们之间的投影关系，构建最小二乘方程，进行闭环BA优化，得到最终更精确的外参。2.根据权利要求1所述的车载全景环视系统的摄像头外参标定方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤包括：步骤S301,确定每个摄像头拍摄图片所对应的ROI；步骤S302,随意放置4张地面标记物在共视区域的ROI内；步骤S303,测量其中1张地面标记物的世界坐标。3.根据权利要求1所述的车载全景环视系统的摄像头外参标定方法，其特征在于，所述步骤S5中对检测的角点进行编号的具体步骤包括：步骤S501,假设在车头摄像头图像已检测8个角点，先计算所有角点x方向的平均坐标x
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，根据x
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将8个角点分成2组；步骤S502,对于每组4个角点，计算x方向和y方向的平均坐标x
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将4个角点分成2组，每组2个角点；步骤S503,再根据y
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可得到每个角点的编号。4.根据权利要求1所述的车载全景环视系统的摄像头外参标定方法，其特征在于，所述步骤S6的具体步骤包括：步骤S601,遍历相邻两摄像头的共视区域，一共存在4个，为右上角、右下角、左下角和左上角；步骤S602,对相邻两摄像头共视区域里的角点，根据角点的编号进行角点匹配；步骤S603,根据双目鱼眼相机标定算法计算相邻两摄像头之间的初始外参；步骤S604,根据三角测量原理计算角点的3d坐标；步骤S605,对于地面标记物M0，根据检测到的角点和3d世界坐标，通过PNP算法计算初始外参，即车身中心到第一组双目的左摄像头之间的旋转平移矩阵；步骤S606,根据已标定的初始外参，将所有角点的3d坐标转换到3d世界坐标。5.根据权利要求4所述的车载全景环视系统的摄像头外参标定方法，其特征在于，所述步骤S602中根据角点的编号进行角点匹配，对于任一共视区域，角点匹配关系为4<
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；其中，世界坐标系...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明辉，孙骏，于浩，
申请(专利权)人：深圳市航盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：