一种用于标定摄像机系统的方法，该摄像机系统包括具有预定内标定的多个摄像机，这些摄像机设置在诸如车辆的对象上，并覆盖该对象的周围环绕区域，该方法包括以下步骤：在对象周围区域中并且在摄像机视野中，设置一组以已知尺寸间隔开并位于单个平面上的标记；然后根据该摄像机的相应的标记组，计算该摄像机的外参数；并且针对该多个摄像机中其它摄像机中的每一个重复这些步骤。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及标定(calibrate)摄像机系统的方法，该摄像机系统包括具有预定内标定(intrinsic calibration)的多个摄像机,这些摄像机设置在诸如车辆的对象上，并且覆盖该对象周围环绕区域。
技术介绍
在现代化的对象(诸如车辆)中，对于获取紧邻该对象的周围环境的信息存在日益增长的需求。例如，关于车辆，驾驶员经常期望获得超出用于控制停车距离的传感器的信息。在不熟悉的、狭窄的或受约束的空间中，或者在其它情况迫使司机或乘客(如果存在)下车以协助驾驶员的时候，这样的信息可能尤其有用。在这样的情况下，通常期望在控制显示器上呈现基本全面的影像，示出从鸟瞰的角度观察到的车辆和其周围环境。这样的影像通常不能通过经常用于感测和控制停车距离的超声波传感器获得。取而代之的是，经常使用 摄像机来获得这样的影像。所获得的图像通常可以数字方式呈现在某种控制显示器上，该种控制显示器对于控制该车辆的驾驶员或人是很容易看到的。于是，这种清楚的概览视图使得驾驶员即使在受约束的空间中也能够准确地操纵该车辆或对象，甚至无需转他/她的头部。这样的信息即使在诸如公路以外的路这样的崎岖地形下也可以呈现厘米级的准确度，避开大石、树木、树桩和其它障碍物。而且，在驾驶拖车时，这样的信息可能也是尤其有用的。可因此基本上避免与花盆、墙，等物刮蹭。该系统在白天和夜晚均可使用，即使是在车辆正以低速移动的时候也可使用，并且，可在狭窄的驾驶环境下避免与其它车辆或者与非移动物体碰触。对于部分或甚至完全在遥控下的对象，这样的信息也可能是有用的。典型地，为了获得基本接近360度圆周的周围环境的视图，需要至少两个摄像机。这样的摄像机可设置在车辆的侧视镜上。从这些摄像机获取的关于汽车和其周围环境的数据可由中央计算机处理。另外的摄像机可在对象的其它位置处被集成到摄像机系统中，因此，例如，起到监视与该车辆交叉移动的交通的作用。重要的问题是，要避免盲点/黑点，也就是，在车辆环绕区域中未被该系统的任何摄像机覆盖的点。用于提供这样的概览影像的摄像机系统的一个重要方面，是该系统的标定。—种用于摄像机标定的简单模型是应用于小孔摄像机的Tsai模型或类似的立体投影的小孔模型，可起到解释某些基础参数的作用。Tsai摄像机模型是基于立体投影的小孔模型的。给定在3D世界(3D world)坐标系中一点的位置，该模型预测该点的图像在2D像素坐标系中的位置。Tsai模型具有11个参数，包括五个内部参数(也称为内参数(intrinsic parameter)的或内在参数)，和六个外部参数。内部参数包括，表示小孔摄像机的有效焦距的f，表示一阶径向透镜失真系数的&，表示径向透镜失真中心的坐标Cx，Cy,以及该摄像机坐标系的Z轴在摄像机传感器平面上的穿透点，SX表示比例因子,用于解释归因于巾贞捕获器(framegrabber)横向扫描线重新取样的任意不确定因素。外部的参数(也称为外参数或外在参数)包括Rx、Ry、Rz，其表示用于世界与摄像机坐标系之间的转换的旋转角(欧拉(Euler)角)，并且Tx、Ty, Tz表示翻译分量，用于在世界与摄像机坐标系之间的转换。指数X、y和ζ可等同地表示为1、2和3。内部参数描述了摄像机是如何形成图像的，而外部参数描述了在世界坐标系中摄像机的位置和定向。用于该模型的标定数据由特征点的3D (X，y, Z)世界坐标(通常以mm的单位给定)，以及在图像中该特征点的相应2D坐标(Xf，Yf)(典型地以像素为单位给定)组成。两种形式的标定可能是在共面标定的情况下，标定点位于3D世界的单个平面上，而，在非共面的情况下，标定点则占据了一定的3D体积。例如在1986年在Miami Beach, FL召开的 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition 的会议录的第364至374页，由 Roger Y. Tsai 所著的“An Efficient and Accurate Camera CalibrationTechnique for 3D Machine Vision” 中，以及在 1987 年 8 月，IEEE Journal of Robotics and Automation, Vol. RA-3, No. 4,第 323 至 344 页，由 Roger Y. Tsai 所著的“A versatileCamera Calibration Technique for High-Accuracy 3D Machine Vision MetrologyUsing Off-the-Shelf TV Cameras and Lenses” 中，给出了对基本标定算法的解释。在2000 年，IEEE Transact ion on Pattern Analysis and MachineIntelligence, Vol. 22, No. 11,第 1330 至 1334 页，由 Z. Zhang 所著的 “A flexible newtechnique for camera calibration”中讨论了标定摄像机的不同方法。摄像机系统经常是通过使用设置在固定位置处的标记进行标定的。为了这种标定，应该使诸如车辆的对象停在固定的位置。该车辆应进一步具有固定的定向。这两个要求都是相当困难且耗时的任务。这种标定方法也是相当难于以装置外演绎的方式执行的，在此情况下，整个标定设置必须被准确地转移或复制/再现。在任何情况下，标记的位置和它们与对象的相对位置都应该保持尽量准确。
技术实现思路
本专利技术针对以上提及的标定摄像机系统的问题提供了解决方案。尤其是，依据本解决方案，用于标定摄像机系统的方法通过提供该摄像机系统的所有摄像机的外参数(extrinsic parameter),使得标定非常灵活、机动,且易于完成。本专利技术提供了一种用于标定摄像机系统的方法，该摄像机系统包括具有预定内标定的多个摄像机，这些摄像机设置在诸如车辆的对象上，并且覆盖了该对象的周围环绕区域，该方法的步骤包括(a)在该对象的周围区域中且在摄像机的视野中，设置以已知尺寸间隔开并且位于的单个平面上的一组标记；然后(b)根据用于该摄像机的相应的标记组，计算该摄像机的外参数；并且然后(C)对多个摄像机中的其它摄像机中的每一个，重复以上步骤(a)和(b)。将通过一种已知的方法提供的已知内标定考虑在内，依据本专利技术的方法集中在外参数上。通过以上步骤，可通过使用诸如棋盘板的一组标记，可典型地标定所有的多个摄像机，假设该棋盘提供了处于单个平面上的，也就是共面的点。这些板可典型地为四方形的，并且这些板可以是基本上平坦的。由于根据内标定，每个摄像机的摄像机内参数是已知的，这提供了用于确定诸如旋转和平移参数(translation parameter)的外参数的基础。由于该组标记典型地提供了许多个点，在确定外参数所使用的任意线性方程的系统(或线性系统)中，这些点的个数都远大于未知点的个数，所以，任意线性系统的设置都将是超定的，使得优化可能应用。在如上所描述的方法中，每一个摄像机的视野与其相邻摄像机中的至少一个可至少部分地重叠。在该摄像机系统中，所使用的摄像本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于标定摄像机系统的方法，该摄像机系统包括多个具有预定内标定的摄像机，这些摄像机被设置在诸如车辆的对象上，并覆盖该对象的周围环绕区域，该方法包括以下步骤：（a）在所述对象的周围区域中并且在摄像机的视野中，设置一组以已知尺寸间隔开并且位于单个平面上的标记；然后（b）根据该摄像机的所述相应标记组，计算所述摄像机的外参数；（c）对所述多个摄像机中其它摄像机中的每一个，重复步骤（a）和（b）。
【技术特征摘要】
2011.05.10 EP 11003828.81.一种用于标定摄像机系统的方法，该摄像机系统包括多个具有预定内标定的摄像机，这些摄像机被设置在诸如车辆的对象上，并覆盖该对象的周围环绕区域，该方法包括以下步骤 (a)在所述对象的周围区域中并且在摄像机的视野中，设置一组以已知尺寸间隔开并且位于单个平面上的标记；然后 (b)根据该摄像机的所述相应标记组，计算所述摄像机的外参数； (C)对所述多个摄像机中其它摄像机中的每一个，重复步骤(a)和(b)。2.如权利要求I所述的方法，其中，所述每个摄像机的视野与其相邻摄像机中至少一个摄像机的视野至少部分重叠。3.如权利要求2所述的方法，其中，在相邻摄像机所述视野的所述重叠区域中，选择所述标记组。4.如权利要求I至3中任一项所述的方法，其中，对于所述多个摄像机中的至少一个摄像机，所述相应标记组包括原点，使得所述相应摄像机的所述外参数参考该原点。5.如权利要求4所述的方法，进一步包括步骤(d):相对于在步骤(c)中获得的所述其它摄像机的所述外参数，针对所述多个摄像机中的每个摄像机，计算第二组外参数。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：K纳特罗什维利，B加斯曼，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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