[发明专利]确定布置在车辆中的照相机的位置和取向的方法

权利要求书

1.一种用于确定布置在车辆(11)中的、用于巡航控制系统中的 照相机(13)的位置和取向的方法，其中，该方法包括：

将照相机(13)布置在相对于布置在基底上的几何图案(15)的 第一距离处，使得至少三个不在一条直线上的特征图案点(17)位于 照相机(13)的视野范围内，其中，特征图案点(17)之间的距离(19) 是已知的；

由照相机(13)记录几何图案(15)的第一图像；

在由照相机(13)记录的图像中确定对应于特征图案点(17)的 特征图像点；

通过描述照相机(13)成像特性的成像模型，将特征图像点虚地 投影回基底上，并计算出投影回的点在由车辆定义的车辆坐标系中的 位置；

优化成像模型，使每种情况下两个投影回的点之间的距离(23) 与对应的特征图案点(17)之间的已知距离(19)相一致；以及

从优化后的成像模型确定照相机(13)相对于车辆坐标系的高度、 侧倾角和纵倾角，

其中按如下实施成像模型的优化：使将两个特征图案点(17)间 的距离(19)与对应的投影回的点间的距离(23)之间的偏差的平方 作为误差的非线性误差函数最小化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过确定性优化算法， 根据单纯形方法，使非线性误差函数最小化。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，成像模型 是针孔照相机模型。

4.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，通过经修 改的辐射对称变换来确定照相机图像中的特征图像点的位置。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使车辆(11)相对于 几何图案(15)直线运动，并且在照相机(13)相对于几何图案(15) 的第二距离处记录几何图案(15)的至少一张第二图像，其中第二距 离不同于第一距离；

通过第二图像的特征图像点的反向投影，借助于成像模型计算出 投影回的点(21b)的位置；

确定源自第二图像的投影回的点(21b)的位置相对于源自第一图 像的对应的投影回的点(21a)的位置的变化；以及

从所确定的位置的变化，确定照相机(13)相对于由车辆(11) 定义的坐标系的横摆角。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，从所确定的相对于车 辆(11)的运动方向(20)的位置变化的纵倾角(α)来确定照相机(13) 的横摆角。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，从照相机的每张图像 内和/或来自两张以上的图像的一个以上的点的位置变化，来确定照相 机(13)的横摆角。

8.一种对车辆(11)的巡航控制系统的照相机进行校准的方法， 其中，通过如权利要求5至7之一所述的方法，确定照相机(13)相对 于由车辆(11)定义的坐标系的高度、侧倾角、纵倾角和横摆角，并 使巡航控制系统的用于评价照相机(13)所记录图像的图像评价算法 适应照相机(13)的所确定的高度和所确定的侧倾角、纵倾角及横摆 角。

9.一种用于执行如前述权利要求中任一项所述的方法的装置，其 中，该装置包括：

固定的几何图案(15)，其具有至少三个不在一条直线上的特征图 案点，这些点彼此之间的距离(19)是已知的；

布置在车辆(11)中的照相机(13)，其相对于几何图案(15)布 置成使得几何图案(15)的至少三个特征图案点(17)位于照相机(13) 的视野范围内；以及

连接于照相机(13)的校准单元，其被设计成通过优化描述照相 机(13)的成像特性的成像模型，从照相机所记录的图像中对应于特 征图案点(17)的特征图像点的位置，确定照相机(13)相对于由车 辆(11)定义的坐标系的高度、侧倾角和纵倾角。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，校准单元被设计成从 通过特征图像点的反向投影借助于优化后的成像模型而计算出的投影 回的点(21a，21b)的位置的变化，确定照相机(13)的横摆角。