[發明專利]一種汽車全景攝像頭標定方法及裝置

有效

• 申請號: 201410108069.6
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103955916B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 賀徵廷;程自清
• 申請（專利權）人: 深圳市達程科技開發有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京奧翔領智專利代理有限公司11518
• 代理人: 路遠

技術領域

本發明涉及一種標定方法及裝置，特別的，本發明涉及一種對汽車全景攝像頭成像系統進行標定以消除圖像的魚眼畸變，并且簡化攝像頭內部標定步驟，提高安裝精度的標定方法及系統。

背景技術

參見附圖1，汽車全景攝像頭技術利用車身前后左右四個廣角攝像頭提取車身周圍的圖像信號，經過處理單元矯正圖像的魚眼畸變，再進行視角變換將圖像轉換成俯視圖，最后將四幅圖像旋轉拼接，生成一個車身周圍的俯視視頻圖像。其中矯正廣角攝像頭的魚眼畸變，并將視角轉換為俯視圖的過程成為全景攝像頭的標定過程。

空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中對應點的相互關系由攝像頭成像的幾何模型決定，其參數就是攝像頭參數。該參數包括攝像頭內部幾何和光學特性（內部參數），以及攝像頭相對世界坐標系的三維位置和方向（外部參數）。參見參考文獻[1]和[2]，傳統的標定方法分為兩個步驟，第一步是先通過實驗和計算獲得攝像頭的內部參數。大部分攝像頭在生產過程中不能保證內部參數的一致性，因而需要對每個攝像頭標定內部參數。一致性好的高成本攝像頭可以選擇同一個批次的共用同一組內部參數。第二步則是在安裝攝像頭后標定外部參數，并將視角轉化為俯視。

傳統標定方法的主要問題之一是需要預知攝像頭的內部參數，并輸入處理單元。由于業界各種處理單元以及各類攝像頭對內部參數的描述格式都不相同，生產廠家無法任意選擇攝像頭，實際生產過程中輸入攝像頭內部參數的操作也很困難，因而極大影響了全景攝像頭技術的推廣。而如果要求對所有攝像頭的內部參數嚴格要求一致，則極大增加了攝像頭的成本，也同樣造成了此項技術的市場適用性。

傳統標定方法的另一個問題是對離車身近處和遠處的標定采用同樣的精度。由于遠處（比如3米左右）地面在原始圖像中所占像素數小，實際需要更高的標定精度來達到滿意的顯示效果。因而傳統標定方法對遠處地面的標定結果不能達到理想的顯示要求。

參考文獻1：中國發明專利申請CN2010102530220

參考文獻2：“A?Four-step?Camera?Calibration?Procedure?with?Implicit?Image?Correction”，Heikkila,J.，Computer?Vision?and?Pattern?Recognition,1997.Proceedings.,1997IEEE?Computer?Society?Conference?on

因此，如何能夠對對全景攝像頭應用提供一種攝像頭標定方法，以直接對對目標圖像范圍進行標定，無須在攝像頭安裝前提取鏡頭內部光學模型參數，并且將參數事先存入處理單元，在安裝完成后再進行標定以提取攝像頭模型的外部參數，同時提高標定的準確度，增加可視范圍成為現有技術亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提出一種汽車全景攝像頭標定方法及裝置，能夠使得標定模版和標定技術相結合，直接對目標圖像范圍進行標定，大大降低攝像頭安裝精度要求，并提高標定的準確度。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種汽車全景攝像頭標定方法，包括如下步驟：

鋪設標定模版步驟：在汽車的四周鋪設標定模板，所述標定模板由在所述汽車四周鋪設的若干個黑白相間的標定格組成，并在汽車的四個角點位置設置定位格，所述定位格為白色定位格，在白色的定位格內具有占據定位格部分面積的黑色定位標志；

獲取圖像并預處理步驟：獲取車四周四攝像頭數據，抽取灰度值并進行邊界增強運算；

搜索地面所有標定格步驟：對每個攝像頭的輸入圖像，首先搜索位于圖像最下行中間的白色的基準標定格，然后搜索基準標定格所在的基準標定行和基準標定列，最后逐漸向左右和上方搜索完成其余標定格的搜索，進而順序搜索到所有標定格的角點坐標；

預測底部數據步驟：利用已經搜索到的標定格數據與基準標定行下方區域的相關性，預測標定格底部的一行的標定數據。

優選地，在所述鋪設標定模版步驟中，所述標定模板的前后標定區距離汽車的前側或者后側2.1米-3米，距離汽車左側或者右側2.1米，所述標定模板的左右標定區距離汽車的前側或者后側0.6米，距離汽車左側或者右側2.1米。

在所述鋪設標定模版步驟中，所述黑色定位標志占據所述定位格面積的10%-50%。

優選地，所述搜索地面所有標定格步驟，包括：

基準標定格搜索步驟：搜索到圖像中靠近圖像中間的最下方的白色標定格的四個角點坐標，并計算得到白色標定格的四條邊界曲線方程；