[發(fā)明專利]一種車載單目攝像頭外部參數(shù)自標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710084212.6
• 申請(qǐng)日: 2017-02-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106875448B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許端;王述良;劉國(guó)虎;艾凱;程建偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢極目智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80;G06K9/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳;李丹

本發(fā)明公開(kāi)了一種車載單目攝像頭外部參數(shù)自標(biāo)定方法，包括以下步驟：1)通過(guò)車載攝像頭拍攝汽車行駛的路面上的圖像序列；所述車載攝像頭安裝在車前擋風(fēng)玻璃居中位置；2)基于所采集的圖像序列，運(yùn)用圖像分割算法提取車道標(biāo)識(shí)特征點(diǎn)，根據(jù)特征點(diǎn)擬合得到兩條平行車道線，建立道路標(biāo)識(shí)模型，確定消失點(diǎn)；3)通過(guò)特征點(diǎn)匹配方法對(duì)車道標(biāo)識(shí)特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行匹配，并提取縱向運(yùn)動(dòng)矢量為零的點(diǎn)擬合得到運(yùn)動(dòng)方向線，計(jì)算攝像頭的偏航角；4)確定圖像的延伸焦距；5)根據(jù)延伸焦距及已知的圖像主點(diǎn)計(jì)算攝像頭的外部參數(shù)。本發(fā)明無(wú)需復(fù)雜的人為操縱手續(xù)，實(shí)現(xiàn)方便快捷，僅需要將車輛行駛一定時(shí)間，通過(guò)計(jì)算獲得攝像頭的參數(shù)標(biāo)定結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車輔助駕駛技術(shù)，尤其涉及一種車載單目攝像頭外部參數(shù)自標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)攝像頭標(biāo)定方法是一種相對(duì)嚴(yán)格的標(biāo)定方法，因此其精度較高，但標(biāo)定過(guò)程比較復(fù)雜，且計(jì)算量大，因此對(duì)于應(yīng)用比較廣泛的車載攝像頭而言，具有使用的局限性。

對(duì)既有自標(biāo)定方法而言，三個(gè)垂直方向平行線對(duì)的場(chǎng)景一般不容易找到，即便存在這樣的場(chǎng)景條件，但由于環(huán)境因素的影響，其直線邊緣的提取精度也會(huì)存在問(wèn)題，進(jìn)而影響攝像頭標(biāo)定參數(shù)標(biāo)定的精度。

本發(fā)明不完全依賴于特定的場(chǎng)景標(biāo)識(shí)物，且采用運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上的多幀圖像為參考，結(jié)合置信度的概念，能夠更為精準(zhǔn)的獲取攝像頭的內(nèi)部參數(shù)，且適用面更為廣泛。

本發(fā)明所提出的攝像頭自標(biāo)定方法在保證足夠精度的同時(shí)，不需要專門的技術(shù)人員進(jìn)行標(biāo)定，只需要汽車行駛于路上一段時(shí)間，便可以方便快捷的得到攝像頭的外參標(biāo)定結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種車載單目攝像頭外部參數(shù)自標(biāo)定方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種車載單目攝像頭外部參數(shù)自標(biāo)定方法，包括以下步驟：

1)通過(guò)車載攝像頭拍攝汽車行駛的路面上的圖像序列；所述車載攝像頭安裝在車前擋風(fēng)玻璃居中位置；

2)基于所采集的圖像序列，運(yùn)用圖像分割算法提取車道標(biāo)識(shí)特征點(diǎn)，特別是兩條平行的車道線標(biāo)識(shí)特征點(diǎn)，根據(jù)特征點(diǎn)擬合得到兩條平行車道線，建立道路標(biāo)識(shí)模型，確定消失點(diǎn)；

3)通過(guò)特征點(diǎn)匹配方法對(duì)車道標(biāo)識(shí)特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行匹配，并提取縱向運(yùn)動(dòng)矢量為零的點(diǎn)擬合得到運(yùn)動(dòng)方向線，計(jì)算攝像頭的偏航角；

具體方法如下：

3.1)確定汽車的初始速度；

3.2)對(duì)已知地面上任一點(diǎn)P(X,Y,Z)及其在圖像ψ上的投影p(x,y)，引入運(yùn)動(dòng)矢量(u,v)幾何約束：

式中：f為攝像頭的焦距，t為平移運(yùn)動(dòng)參數(shù)，w為偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度；t和w根據(jù)步驟3.1)的初始速度得到；

3.3)根據(jù)連續(xù)幀光照不變的特點(diǎn)，引入亮度約束：

I(x,y,t)＝I(x+uδt,y+vδt,t+δt)

3.4)考慮實(shí)際圖像的噪聲干擾，結(jié)合幾何約束和亮度約束，采用梯度下降法搜索最優(yōu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，使得前一幀圖像對(duì)當(dāng)前幀對(duì)象的補(bǔ)償圖像和當(dāng)前幀實(shí)際圖像相應(yīng)坐標(biāo)的灰度值最為接近；將圖像分成多個(gè)宏塊W_i進(jìn)行處理，則最優(yōu)準(zhǔn)則為：

式中，運(yùn)動(dòng)參數(shù)的估計(jì)值，M為運(yùn)動(dòng)參數(shù)的搜索范圍；

4)確定圖像的延伸焦距：根據(jù)路面紋理特征確定置信度，排除非路面的特征點(diǎn)，并提取水平向運(yùn)動(dòng)矢量為零的多個(gè)特征點(diǎn)及矢量匯集的特征點(diǎn)；