一种摄像头标定方法、系统及车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种摄像头标定方法、系统及车辆，其中方法包括：在车辆的空气悬架处于正常状态下且外后视镜处于未折叠状态时，获取摄像头采集的第一图像，从第一图像中选取特征点，并预估特征点在空气悬架的调节过程中的预设的标定时间段内的理论运动轨迹；在空气悬架的调节过程中，控制摄像头在调节过程中的预设的标定时间段内采集第二图像，在第二图像中识别特征点，并确定特征点在标定时间段内的实际运动轨迹；基于特征点的理论运动轨迹和实际运动轨迹，标定摄像头在世界坐标系下的位置姿态。本发明专利技术提供的摄像头标定方法，可以在不需要依赖人工布置的环境中完成摄像头的动态标定，节省标定场地和标定时间。节省标定场地和标定时间。节省标定场地和标定时间。

【技术实现步骤摘要】
一种摄像头标定方法、系统及车辆


[0001]本专利技术涉及车辆
，特别是涉及一种摄像头标定方法、系统及车辆。

技术介绍

[0002]流媒体外后视镜是一门新兴的汽车技术，是通过使用装在汽车外后视镜上的摄像头采集图像，然后将图像显示在车内的屏幕上来代替传统外后镜的技术。通过此技术，可以扩大后视镜显示的视野范围，降低风阻，增强雨雪天、夜间等不佳环境下的能见度。
[0003]目前的流媒体外后视镜，对于视野范围的把控，主要是依靠摄像头的安装位置和前期的视野校核参数决定的。但在电子外后视镜安装的过程中，因尺寸链公差与装配误差的累积，电子后视镜上的流媒体摄像头与理论位置往往存在偏差，造成视野无法满足法规需求。现有技术中外后视镜上的流媒体摄像头的标定手段常采用静态标定，在车辆停放之后，通过人工铺设标定布，将车辆与诊断仪连接，通过诊断仪运行标定程序，提取标定布上棋盘格的特征点，进行计算校准。但人工铺设标定布误差较大，会影响标定结果，且需要占用较大的场地，标定花费的工时也较长。
[0004]因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种摄像头标定方法、系统及车辆，可以在不需要依赖人工布置的环境中完成摄像头的动态标定，节省标定场地和标定时间。
[0006]本专利技术提供一种摄像头标定方法，用于对车辆的外后视镜的摄像头进行标定，所述方法包括：
[0007]在车辆的空气悬架处于正常状态下且所述外后视镜处于未折叠状态时，获取所述摄像头采集的第一图像，从所述第一图像中选取特征点，并预估所述特征点在所述空气悬架的调节过程中的预设的标定时间段内的理论运动轨迹；
[0008]在所述空气悬架的调节过程中，控制所述摄像头在所述调节过程中的所述预设的标定时间段内采集第二图像，在所述第二图像中识别所述特征点，并确定所述特征点在所述标定时间段内的实际运动轨迹；
[0009]基于所述特征点的理论运动轨迹和实际运动轨迹，标定所述摄像头在世界坐标系下的位置姿态。
[0010]进一步地，所述空气悬架的调节过程包括：将所述空气悬架从正常状态调节到空气悬架的前轴固定后轴升高预设高度的状态，或者将所述空气悬架从正常状态调节到空气悬架的后轴固定前轴升高预设高度的状态。
[0011]进一步地，所述预估所述特征点在所述空气悬架的调节过程中的预设的标定时间段内的理论运动轨迹包括：
[0012]在所述空气悬架的调节过程中，获取所述空气悬架的前轴或后轴调节的高度以及每个高度对应的调节时间；
[0013]根据所述调节的高度以及每个高度对应的调节时间，预估所述特征点在所述空气悬架的调节过程中的预设的标定时间段内的理论运动轨迹。
[0014]进一步地，基于所述特征点的理论运动轨迹和实际运动轨迹，标定所述摄像头在世界坐标系下的位置姿态，包括：
[0015]根据所述特征点的理论运动轨迹获得所述特征点在世界坐标系下的位置变化关系；
[0016]根据所述特征点的实际运动轨迹获得所述特征点在摄像头坐标系下的位置变化关系；
[0017]根据所述特征点在所述世界坐标系下和所述摄像头坐标系下的位置变化关系构建标定方程；
[0018]通过所述标定方程标定所述摄像头在世界坐标系下的位置姿态。
[0019]进一步地，所述根据所述特征点在所述世界坐标系下和所述摄像头坐标系下的位置变化关系构建标定方程，包括：
[0020]根据第m个位置处的世界坐标和摄像头坐标构建标定方程：A
m
X＝XB
m
；
[0021]根据第n个位置处的世界坐标和摄像头坐标构建标定方程：A
n
X＝XB
n
；
[0022]其中，A
m
和A
n
分别为第m个位置处和第n个位置处的世界坐标系下的世界坐标，B
m
和B
n
分别为第m个位置处和第n个位置处的摄像头坐标系下的摄像头坐标；
[0023]根据第m个位置处和第n个位置处的标定方程获得所述特征点从第m个位置处到第n个位置处的位置变化方程：AX＝XB，其中，
[0024][0025]R
A
和T
A
为所述特征点在世界坐标系下从第m个位置处到第n个位置处的旋转矩阵和平移矩阵，R
B
和T
B
为所述特征点在摄像头标系下从第m个位置处到第n个位置处的旋转矩阵和平移矩阵；
[0026]通过对所述标定方程求解获得所述世界坐标系到所述摄像头坐标系的转换关系X，所述X包括表示摄像头坐标系相对于世界坐标系的旋转矩阵R
X
，以及表示摄像头坐标系原点相对于世界坐标系原点的平移矩阵T
X
。
[0027]进一步地，所述方法还包括根据求解获得的旋转矩阵R
X
和平移矩阵T
X
确定环境中的点在所述摄像头坐标系下的位置坐标，转换关系为：
[0028][0029]其中，(x
c
,y
c
,z
c
,1)
T
为摄像头坐标系下的齐次坐标，(x
w
,y
w
,z
w
,1)
T
为世界坐标系下的齐次坐标。
[0030]进一步地，所述从所述第一图像中选取特征点包括：选取所述第一图像中车身上的点为特征点，或者选取所述第一图像中相对于车身静止的点为特征点。
[0031]本专利技术还提供一种摄像头标定系统，包括摄像头、处理模块以及显示模块；
[0032]所述摄像头与所述处理模块连接，用于采集在车辆的空气悬架处于正常状态下且
所述外后视镜处于未折叠状态时的第一图像，以及采集所述空气悬架的调节过程中预设的标定时间段内的第二图像；
[0033]所述显示模块与所述处理模块连接，用于显示所述摄像头采集的第一图像和第二图像，选取用于摄像头标定的特征点；
[0034]所述处理模块，用于预估所述特征点在所述空气悬架的调节过程中的预设的标定时间段内的理论运动轨迹；在所述空气悬架的调节过程中，控制所述摄像头在所述调节过程中的所述预设的标定时间段内采集第二图像，在所述第二图像中识别所述特征点，并确定所述特征点在所述标定时间段内的实际运动轨迹；基于所述特征点的理论运动轨迹和实际运动轨迹，标定所述摄像头在世界坐标系下的位置姿态。
[0035]进一步地，所述处理模块还用于在所述空气悬架的调节过程中，获取所述空气悬架的前轴或后轴调节的高度以及每个高度对应的调节时间；根据所述调节的高度以及每个高度对应的调节时间，预估所述特征点在所述空气悬架的调节过程中的预设的标定时间段内的理论运动轨迹。
[0036]本专利技术还提供一种车辆，所述车辆包括如上所述的摄像头标定系统。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摄像头标定方法，用于对车辆的外后视镜的摄像头进行标定，其特征在于，所述方法包括：在车辆的空气悬架处于正常状态下且所述外后视镜处于未折叠状态时，获取所述摄像头采集的第一图像，从所述第一图像中选取特征点，并预估所述特征点在所述空气悬架的调节过程中的预设的标定时间段内的理论运动轨迹；在所述空气悬架的调节过程中，控制所述摄像头在所述调节过程中的所述预设的标定时间段内采集第二图像，在所述第二图像中识别所述特征点，并确定所述特征点在所述标定时间段内的实际运动轨迹；基于所述特征点的理论运动轨迹和实际运动轨迹，标定所述摄像头在世界坐标系下的位置姿态。2.根据权利要求1所述的摄像头标定方法，其特征在于，所述空气悬架的调节过程包括：将所述空气悬架从正常状态调节到空气悬架的前轴固定后轴升高预设高度的状态，或者将所述空气悬架从正常状态调节到空气悬架的后轴固定前轴升高预设高度的状态。3.根据权利要求2所述的摄像头标定方法，其特征在于，所述预估所述特征点在所述空气悬架的调节过程中的预设的标定时间段内的理论运动轨迹包括：在所述空气悬架的调节过程中，获取所述空气悬架的前轴或后轴调节的高度以及每个高度对应的调节时间；根据所述调节的高度以及每个高度对应的调节时间，预估所述特征点在所述空气悬架的调节过程中的预设的标定时间段内的理论运动轨迹。4.根据权利要求3所述的摄像头标定方法，其特征在于，基于所述特征点的理论运动轨迹和实际运动轨迹，标定所述摄像头在世界坐标系下的位置姿态，包括：根据所述特征点的理论运动轨迹获得所述特征点在世界坐标系下的位置变化关系；根据所述特征点的实际运动轨迹获得所述特征点在摄像头坐标系下的位置变化关系；根据所述特征点在所述世界坐标系下和所述摄像头坐标系下的位置变化关系构建标定方程；通过所述标定方程标定所述摄像头在世界坐标系下的位置姿态。5.根据权利要求4所述的摄像头标定方法，其特征在于，所述根据所述特征点在所述世界坐标系下和所述摄像头坐标系下的位置变化关系构建标定方程，包括：根据第m个位置处的世界坐标和摄像头坐标构建标定方程：A
m
X＝XB
m
；根据第n个位置处的世界坐标和摄像头坐标构建标定方程：A
n
X＝XB
n
；其中，A
m
和A
n
分别为第m个位置处和第n个位置处的世界坐标系下的世界坐标，B
m
和B
n
分别为第m个位置处和第n个位置处的摄像头坐标系下的摄像头坐标；根据第m个位置处和第n个位置处的标定方程获得所述特征点从第m个位置处到第n个位置处的位置变化方程：AX＝XB，其中，R
A

【专利技术属性】
技术研发人员：王夕，孙孟孟，郑云平，温湃，
申请(专利权)人：宁波路特斯机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：