本申请公开了一种相机内参标定方法和自动驾驶设备，属于计算机技术领域。方法包括：基于相机获取的图像数据、相机外参和相机内参，确定相机重投影误差；基于雷达获取的点云数据、所述雷达相对于所述相机的相对位姿和所述相机外参，确定点云重投影误差值；对所述相机重投影误差和所述点云重投影误差之和进行迭代优化，得到最小误差之和对应的相机内参。该方法利用雷达增加了相机内参的求解约束，即便未获取到标定板在各种不同姿态下的图像数据，也可以确定比较准确的相机内参。
1、在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体三维坐标点与其在相机拍摄图像中二维坐标点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型。其中，几何模型的参数就是相机参数，求解相机参数的过程称之为相机标定。相机参数包括相机内参和相机外参，其中，相机内参表示相机的内部属性，例如相机的焦距等；相机外参表示相机相对于所拍摄物体的相位位姿。由于相机的外参与相机的位置有关，不属于相机的固定属性，因此，相机标定主要是获得相机内参。
2、目前，相机标定方法大多采用张氏标定法，具体的，采集标定板在不同姿态下的图像数据，对于每帧图像数据，确定相机坐标系中标定板与标定板坐标系中标定板的对应关系，基于确定的多个对应关系进行标定，得到相机内参和每帧图像数据对应的相机外参，输出该相机内参。
3、但是张氏标定法需要采集标定板在各种姿态下的图像数据，然而，实际应用中，很多情况下难以实现采集标定板在各种姿态下的图像数据。例如，自动驾驶设备场景下，自动驾驶设备只能完成前后移动、左右旋转等动作，无法采集标定板在不同俯仰角度、不同旋转角度下的图像数据，从而张氏标定法在自动驾驶设备场景下无法确定出比较准确的相机内参，因此，目前亟需一种新的相机标定方法。
>2、一方面，提供了一种相机内参标定方法，所述方法包括：3、基于相机获取的图像数据、相机外参和相机内参，确定相机重投影误差；
4、基于雷达获取的点云数据、所述雷达相对于所述相机的相对位姿和所述相机外参，确定点云重投影误差值；
5、对所述相机重投影误差和所述点云重投影误差之和进行迭代优化，得到最小误差之和对应的相机内参。
6、一方面，提供了一种相机内参标定装置，所述装置包括：
7、第一确定模块，用于基于相机获取的图像数据、相机外参和相机内参，确定相机重投影误差；
8、第二确定模块，用于基于雷达获取的点云数据、所述雷达相对于所述相机的相对位姿和所述相机外参，确定点云重投影误差值；
9、迭代模块，用于对所述相机重投影误差和所述点云重投影误差之和进行迭代优化，得到最小误差之和对应的相机内参。
10、在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块，包括：
11、投影单元，用于基于所述图像数据、相机初始外参和相机初始内参，将所述标定板从标定板坐标系投影到相机坐标系，得到第一投影坐标；
12、确定单元，用于基于所述第一投影坐标与所述标定板在所述标定板坐标系下的真实坐标之间的差异，确定所述相机重投影误差。
13、在一种可能的实现方式中，确定所述相机重投影误差值时，所述相机初始外参通过雷达初始外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿来表示；确定所述点云重投影误差值时，所述相机初始外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿通过所述雷达初始外参来表示。
14、在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块，包括：
15、第一确定单元，用于基于所述相机初始外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿，从所述点云数据中确定位于所述标定板的多个目标点；
16、第二确定单元，用于基于所述多个目标点在所述雷达坐标系下的坐标和在所述标定板坐标系下的坐标，确定所述雷达初始外参。
17、在一种可能的实现方式中，所述第一确定单元，用于基于所述相机初始外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿，将所述标定板的中心点从所述标定板坐标系投影到所述雷达坐标系，得到第一参考点；从所述点云数据中以所述第一参考点为中心的目标范围内的多个第二参考点中，筛选出位于所述标定板的多个目标点。
18、在一种可能的实现方式中，第二确定单元，用于基于所述多个目标点的中心点在所述雷达坐标系中的坐标和所述标定板坐标系下标定板中心的坐标，确定所述雷达初始外参。
19、在一种可能的实现方式中，所述装置还包括第三确定模块；
20、所述第三确定模块，用于基于所述相机的型号，确定所述相机初始内参；和/或，基于所述标定板在所述标定板坐标系的坐标和在所述相机坐标系的坐标，确定所述相机初始外参。
21、在一种可能的实现方式中，所述第三确定模块，用于基于所述标定板的多个角点在所述标定板坐标系的第一角点坐标和在所述相机坐标系的第二角点坐标，确定所述相机初始外参。
22、在一种可能的实现方式中，所述点云数据是扫描标定板得到的点云数据；所述第二确定模块，包括：
23、投影单元，用于基于所述点云数据、所述雷达相对于所述相机的相对位姿和所述相机外参，将所述标定板从雷达坐标系投影到标定板坐标系，得到第二投影坐标；
24、第二确定单元，用于基于第二投影坐标与所述标定板在所述标定板坐标系中的真实坐标之间的差异，确定所述点云重投影误差。
25、在一种可能的实现方式中，所述点云数据包括位于所述标定板的多个目标点；所述投影单元，用于基于所述点云数据、所述雷达相对于所述相机的相对位姿和所述相机外参，将所述多个目标点从所述雷达坐标系投影到所述标定板坐标系，得到所述多个目标点的第二投影坐标；
26、所述第二确定单元，用于基于所述多个目标点的第二投影坐标，确定投影后的目标点中不属于所述标定板在所述标定板坐标系下真实坐标范围的目标点；基于确定的目标点与所述标定板坐标系下标定板的最短距离，确定所述点云重投影误差。
27、在一种可能的实现方式中，所述第二确定单元，用于基于确定的目标点，与所述标定板坐标系中标定板的最短横向距离、最短纵向距离和最短竖向距离，确定所述点云重投影误差。
28、在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
29、控制模块，用于控制自动驾驶设备执行目标移动动作，以使所述自动驾驶设备与所述标定板之间的相对位姿发生变化；
30、所述控制模块，还用于在控制所述自动驾驶设备执行所述目标移动动作的过程中，控制所述自动驾驶设备的所述相机和所述雷达针对所述标定板，获取多组标定数据，以使获取的多组所述标定数据中的所述标定板的位姿不同，每组标定数据包括一帧图像数据和一帧点云数据。
31、一方面，提供了一种自动驾驶设备，所述自动驾驶设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现如上述任一种可能实现方式的相机内参标定方法所执行的操作。
32、一方面，提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条程序代码，该至少一条程序代码由处理器加载并执行以实现如上述任一种可能实现方式的相机内参标定方法所执行的操作。
33、一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种相机内参标定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像数据包括标定板；所述基于相机获取的图像数据、相机外参和相机内参，确定相机重投影误差，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述相机重投影误差值时，所述相机外参通过雷达外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿来表示；确定所述点云重投影误差值时，所述相机外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿通过所述雷达外参来表示。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述雷达外参的确定过程包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述相机初始外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿，从所述点云数据中确定位于所述标定板的多个目标点，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个目标点在所述雷达坐标系下的坐标和在所述标定板坐标系下的坐标，确定所述雷达初始外参，包括：
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述图像数据、相机初始外参和相机初始内参，将所述标定板从标定板坐标系投影到相机坐标系，得到第一投影坐标之前，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述标定板在所述标定板坐标系的坐标和在所述相机坐标系的坐标，确定所述相机初始外参，包括：
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述点云数据是扫描标定板得到的点云数据；所述基于雷达获取的点云数据、所述雷达相对于所述相机的相对位姿和所述相机外参，确定点云重投影误差，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述点云数据包括位于所述标定板的多个目标点；所述基于所述点云数据、所述雷达相对于所述相机的相对位姿和所述相机外参，将所述标定板从雷达坐标系投影到标定板坐标系，得到第二投影坐标，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于确定的目标点与所述标定板坐标系下标定板的最短距离，确定所述点云重投影误差，包括：
12.根据权利要求2或9所述的方法，其特征在于，所述方法由自动驾驶设备执行，所述自动驾驶设备包括所述相机和所述雷达；所述方法还包括：
13.一种自动驾驶设备，其特征在于，所述自动驾驶设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现如权利要求1至12任一项所述的相机内参标定方法所执行的操作。
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【技术特征摘要】
1.一种相机内参标定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像数据包括标定板；所述基于相机获取的图像数据、相机外参和相机内参，确定相机重投影误差，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述相机重投影误差值时，所述相机外参通过雷达外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿来表示；确定所述点云重投影误差值时，所述相机外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿通过所述雷达外参来表示。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述雷达外参的确定过程包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述相机初始外参和所述雷达相对于所述相机的相对位姿，从所述点云数据中确定位于所述标定板的多个目标点，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个目标点在所述雷达坐标系下的坐标和在所述标定板坐标系下的坐标，确定所述雷达初始外参，包括：
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述图像数据、相机初始外参和相机初始内参，将所述标定板从标定板坐标系投影到相机坐标系，得到第一投影坐标之前，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：田飞鹏，聂琼，
申请(专利权)人：北京三快在线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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