[發明專利]一種車輛環視系統中的相機外參標定方法

在審

• 申請號: 202210571804.1
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115147494A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 何德峰;裴鵬飛;胡賢;朱威;鄭雅羽
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/70;G06T3/00
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 余華康

本發明提供了一種車輛環視系統中的相機外參標定方法，使用非對齊放置的標定板進行相機外參標定，且標定板角點的世界坐標無需人工測量，只需擺放好四個標定板，確保每路相機都可以同時看到兩個標定板，最后輸入相機安裝位置和車輛基本參數就可自動完成相機外參標定工作。本發明大幅提高了相機外參標定的效率和環視系統的智能性，能夠在非對齊放置標定板的情況下自動外參標定，無需人工測量，實施過程簡單，自動化程度高，極大地提高了相機外參標定的效率。

技術領域

本發明涉及數據識別；數據表示；記錄載體；記錄載體的處理的技術領域，特別涉及一種車輛輔助駕駛領域的車輛環視系統中的相機外參標定方法。

背景技術

近年來，隨著計算機視覺的發展，全景圖像被廣泛應用于醫學成像技術、遙感圖像技術、虛擬現實世界和車載安全等方面。在車載安全方面，車輛四周的盲區無疑增加了車載安全隱患，為了使駕駛員較為方便地關注到車輛盲區視野，360全景環視系統AVM(AroundView Monitor)應運而生；全景輔助駕駛系統彌補了駕駛員視覺上存在盲區的不足，能夠為駕駛員提供車輛周圍360°范圍視野，大大提高了車載安全性；全景環視系統通過車輛周圍四路魚眼攝像頭采集全方位圖像信息，將四路圖像通過畸變校正、透視變換、融合拼接最終生成車輛周圍360°范圍的無縫完整的俯視圖像，是真正意義上的“盲區終結者”，其作為輔助駕駛系統的基本組件，在盲區檢測、車輛防撞預警、車道偏離預警和自動泊車系統等方面的應用十分廣泛。

在全景環視系統中，相機標定的參數影響最終圖像拼接的效果和全景圖的完整性。除了內參標定外，一般在相機外參標定時常用的方法是在車周圍擺放對齊的標定板，對齊放置是為了方便獲得標定板各個角點的坐標，且此時標定板角點坐標也需要人工測量；雖然該方法能夠得到高精度的標定板角點坐標，但大大增加了人力和時間成本，非常不利于全景環視系統的發展。

發明內容

本發明解決了現有技術中存在的問題，提供了一種優化的車輛環視系統中的相機外參標定方法，基于非對齊放置標定板進行相機標定，以提高外參標定的效率。

本發明所采用的技術方案是，一種車輛環視系統中的相機外參標定方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：在任一車輛四周隨機放置4塊標定板，使得車輛環視系統的每個相機的視野中存在至少2塊標定板；獲取車輛的基本參數；

步驟2：選中任一相機C1及對應的1塊標定板B，建立此標定板B的標定板坐標系；

步驟3：獲取相機C1的圖像，已知標定板B中4個角點在標定板坐標系的坐標及4個角點在相機C1中的像素坐標，求得相機C1相對于標定板坐標系的外參矩陣R'和t'；由R'和t'得到相機C1在標定板B的標定板坐標系下的坐標；

步驟4：對標定板B，選中另一對應的相機C2，按照步驟3的方法獲得相機C2在標定板B的標定板坐標系下的坐標；

步驟5：基于相機C1和C2在標定板B的標定板坐標系下的坐標及相機C1和C2在車中心坐標系下的坐標，得到標定板B的標定板坐標系和車中心坐標系的轉換關系，進而得到標定板B的角點在車中心坐標系下的坐標的估計值；

步驟6：重復步驟2至步驟5，直至獲得所有標定板的角點在車中心坐標系下的坐標的估計值；判斷坐標的估計值與圖像檢測的像素坐標的差值是否超過閾值，若超過則優化角點坐標和相機位姿，進行下一步，否則，直接進行下一步；

步驟7：根據每個相機觀測到的兩個標定板，計算每個相機相對于車中心坐標系的外參R和t矩陣。

優選地，車輛四周的標定板為4塊，任一所述相機的視野中存在其中的2塊標定板，任意2個所述相機的視野中的標定板至少有一塊不同。

優選地，車輛的所述基本參數包括車輛的長度、寬度及車輛環視系統的每個相機在車輛上的相對安裝位置信息。