[發明專利]一種車載攝像機的標定方法

有效

• 申請號: 201410160861.6
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103927754A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 李琳輝;連靜;曹文平;黃海洋;常靜;丁新立;王宏旭
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種車載攝像機的標定方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、設備安裝和標定場地鋪設

根據安裝高度不同，將車型大致分為小型、中性和大型三類；針對同一車型，設備安裝在前風擋玻璃上部，安裝高度可在小范圍內波動，攝像機應居中安裝；選擇水平的標定場地，場地上包含左、右兩個車道線，標定物在道路平面內盡量等距放置；記錄車體坐標系下各標定點的坐標；

B、圖像標定

B1、一次標定

B11、標定圖像采集

使用車載攝像機采集標定場地圖像，要求采集范圍內的標定物與路面的交線在圖像中清晰可辨；通過連續改變攝像機的俯仰角，采集不同俯仰角下的標定場地圖像并進行編號，編號分別為：場景1、場景2、場景3、場景4、場景5、場景6、場景7和場景8；

B12、標定點車體坐標和像素坐標的獲取

在畫圖軟件中分別打開標定圖像，將光標移動至每個標定點與路面交匯線的中心點，在畫圖軟件的右下方讀出該點的像素坐標（x,y）并進行記錄；定義第i個標定點的像素坐標為（x_i,y_i），單位為pixel，與其對應的車體坐標系下標定點的坐標記為（X_i,Y_i），單位為m；

B13、標定參數獲取

設當前車體坐標系中任意點（X,Y,Z）在二維圖像坐標系上的坐標（x,y），如果空間點都在同一個平面上，即Z為常數，則空間點和圖像點的坐標滿足：

X=C1x+C2y+C3C7x+C8y+1---(1)]]>

Y=C4x+C5y+C5C7x+C8y+1---(2)]]>

式中，C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇和C₈為所求的8個未知系數；由式（1）和（2）可知，若已知4個以上標定參考點的空間坐標及其在圖像上對應點的坐標，就用非線性最小二乘法擬合8個未知系數，從而確定空間平面和圖像平面的坐標變換關系；

基于各標定點在車體坐標系和圖像坐標系中的坐標，使用Matlab軟件采用最小二乘法擬合出式（1）和式（2）中的8個未知參數C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇和C₈；

B14、消失點坐標的獲取

選取兩條對稱的車道線，并將步驟B12中獲得車道線上標定點的圖像坐標進行線性擬合，得到左右兩條車道線的方程分別為：

y=k_lx+b_l???????（3）

y=k_rx+b_r???????（4）

式中k_l、b_l、k_r、b_r為擬合參數；

根據式（3）和式（4）求出兩條直線的交點坐標（X_L,Y_L），即為消失點坐標；

B2、二次標定

B21、標定參數重新獲取

對拍攝車輛前方道路場景的車載攝像機而言，在俯仰角變化不大的情況下,各場景中C₂、C₄、C₆和C₇的值非常接近，故將步驟B11的8個場景中分別獲取的4個參數C₂、C₄、C₆和C₇的平均值作為這4個參數的二次標定的結果，然后采用最小二乘法擬合其余4個參數C₁、C₃、C₅和C₈；并將重新獲取的參數分別記為C₁'、C'₂、C₃'、C'₄、C₅'、C'₆、C'₇和C₈'；

B22、線性擬合

將步驟B13中求出的消失點的Y_L坐標和步驟B21中重新獲取的8個參數C₁'、C'₂、C₃'、C'₄、C₅'、C'₆、C'₇和C₈'使用最小二乘法進行二次線性擬合，并求出線性方程式，即完成標定。