[發明專利]車載相機外部參數自動檢測與校正方法

有效

• 申請號: 201710758201.1
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107437264B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 李銀國;師洋磊
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明公開了一種車載相機外部參數自動檢測與校正方法，包括S1在車載相機應用啟動后，拍攝一張實景圖片，該實景圖片包含有初始狀態時的車體固定部分的圖像；對該實景圖片進行特征點提取，并調出存儲單元中初始圖像車體固定部位特征點集的信息；將提取的實景圖片的特征點與初始圖像車體固定部位特征點集的信息進行特征點匹配；S2計算匹配特征點集之間的平均誤差E；若平均誤差E大于等于容許的誤差界e時，進行步驟S3；否則進行步驟S4；S3計算車載相機外部參數誤差補償矩陣，對車載相機外部參數進行校正，并獲取校正后的相機模型；S4相機應用系統應行。本發明使車載相機始終保持良好的工作狀態，減少由相機位置或角度的變化而帶來的誤差。

技術領域

本發明屬于計算機視覺測量技術領域。具體內容是針對智能汽車視覺傳感器(相機)參數標定完成后因外部原因引起位置偏移問題而提出的相機外部參數自動檢測、校正方法。

背景技術

在智能車輛自動駕駛技術、工業機器人控制技術等高新技術領域，視覺測量與環境感知技術是實現智能系統感知、認知、決策與控制的技術基礎和智能特性的關鍵，其中視覺傳感器(工業相機、攝像頭等)由于相對于聲學傳感器、毫米波雷達、激光雷達等具有信息量大、價格低、探測范圍廣及抗干擾能力強等優點，在上述技術領域得到了業界高度重視和廣泛的應用。尤其是在目前正快速發展的智能汽車技術領域，各類視覺傳感器成為車輛環境感知、車輛相對定位的必備工具，因此，車載相機參數標定相關技術也成為自動駕駛系統設計、開發與工程應用的基礎。

在視覺測量技術領域，關于視覺傳感器的信息處理技術(參數標定、相機畸變校正等)的研究較為充分。例如，相機內外部參數標定的典型方法有透視變換法、兩步法、張正友法等，新的相機參數標定方法還在不斷研究和被提出。這些方法都是在應用相機進行視覺測量之前，在特定設備條件支持下(如標定模板、燈光等)，對空間位置相對固定的相機進行多角度拍攝操作，然后再進行離線圖像處理、內外部參數估計等。在相對穩定的環境下這些相機參數標定方法是可行的，但對于運動狀態、條件復雜且實時性要求較高的視覺測量問題，常常會因為振動、外動沖擊等原因使得相機的相對位置發生移動或偏轉，導致事前標定好的相機外部參數誤差增大，甚至使原標定結果失效，視覺測量難以進行。例如，車載相機(前端用于目標檢測的攝像機或后端用于輔助倒車的攝像頭等)應用系統在安裝使用前，是需要對相機參數進行嚴格標定的，并依照參數標定結果進行各類應用系統設計。但是，車輛在較長時間的應用過程中，會因為道路顛簸等原因，很容易發生這種情況，尤其是智能汽車需要利用車載相機進行較精確的目標識別、環境感知和基于視覺的車輛高精定位，這種發生偏移的相機必須要重新進行外部參數標定。但是，一般情況下用戶不具備再次按照車輛視覺傳感器系統安裝應用前的方法和流程進行參數標定的技術條件，研究提出車載相機使用過程中相對位置偏轉檢測及外部參數自動校正技術，是非常必要的，對于保障車載相機視覺測量與環境感知精確度，提高系統的魯棒性能，具有明顯的工程實用價值。

根據國內外科技文獻和公開專利資料檢索情況，目前還沒有人提出安裝使用后的視覺傳感器(如車載相機等)，在不借助于任何標定工具(如標定板、平面或球面鏡等)，不需要參照物位置坐標等信息的條件下，自動進行相機外部參數檢測與校正方法。比較相近的技術有：相機外部參數自動標定方法，但這些相機外部參數自標定方法都需要除車身外的其他參照物如環形鏡面、帶有反射球的標準球桿等。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種車載相機外部參數自動檢測與校正方法，當車載相機應用系統啟動后，會首先進行相機位置偏移檢測，若偏移量超出允許的誤差范圍，則系統能自動進行補償矩陣計算和相機外部參數校正，從而使車載相機始終保持良好的工作狀態，減少由相機位置或角度的變化而帶來的誤差，滿足車輛在一般道路環境下對于環境感知可靠性的需求。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的，一種車載相機外部參數自動檢測與校正方法，具體包括以下步驟：