[发明专利]一种汽车全景摄像头标定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种标定方法及装置，特别的，本发明涉及一种对汽车全景摄像头成像系统进行标定以消除图像的鱼眼畸变，并且简化摄像头内部标定步骤，提高安装精度的标定方法及系统。

背景技术

参见附图1，汽车全景摄像头技术利用车身前后左右四个广角摄像头提取车身周围的图像信号，经过处理单元矫正图像的鱼眼畸变，再进行视角变换将图像转换成俯视图，最后将四幅图像旋转拼接，生成一个车身周围的俯视视频图像。其中矫正广角摄像头的鱼眼畸变，并将视角转换为俯视图的过程成为全景摄像头的标定过程。

空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点的相互关系由摄像头成像的几何模型决定，其参数就是摄像头参数。该参数包括摄像头内部几何和光学特性（内部参数），以及摄像头相对世界坐标系的三维位置和方向（外部参数）。参见参考文献[1]和[2]，传统的标定方法分为两个步骤，第一步是先通过实验和计算获得摄像头的内部参数。大部分摄像头在生产过程中不能保证内部参数的一致性，因而需要对每个摄像头标定内部参数。一致性好的高成本摄像头可以选择同一个批次的共用同一组内部参数。第二步则是在安装摄像头后标定外部参数，并将视角转化为俯视。

传统标定方法的主要问题之一是需要预知摄像头的内部参数，并输入处理单元。由于业界各种处理单元以及各类摄像头对内部参数的描述格式都不相同，生产厂家无法任意选择摄像头，实际生产过程中输入摄像头内部参数的操作也很困难，因而极大影响了全景摄像头技术的推广。而如果要求对所有摄像头的内部参数严格要求一致，则极大增加了摄像头的成本，也同样造成了此项技术的市场适用性。

传统标定方法的另一个问题是对离车身近处和远处的标定采用同样的精度。由于远处（比如3米左右）地面在原始图像中所占像素数小，实际需要更高的标定精度来达到满意的显示效果。因而传统标定方法对远处地面的标定结果不能达到理想的显示要求。

参考文献1：中国发明专利申请CN2010102530220

参考文献2：“A Four-step Camera Calibration Procedure with Implicit Image Correction”，Heikkila,J.，Computer Vision and Pattern Recognition,1997.Proceedings.,1997IEEE Computer Society Conference on

因此，如何能够对对全景摄像头应用提供一种摄像头标定方法，以直接对对目标图像范围进行标定，无须在摄像头安装前提取镜头内部光学模型参数，并且将参数事先存入处理单元，在安装完成后再进行标定以提取摄像头模型的外部参数，同时提高标定的准确度，增加可视范围成为现有技术亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种汽车全景摄像头标定方法及装置，能够使得标定模版和标定技术相结合，直接对目标图像范围进行标定，大大降低摄像头安装精度要求，并提高标定的准确度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车全景摄像头标定方法，包括如下步骤：

铺设标定模版步骤：在汽车的四周铺设标定模板，所述标定模板由在所述汽车四周铺设的若干个黑白相间的标定格组成，并在汽车的四个角点位置设置定位格，所述定位格为白色定位格，在白色的定位格内具有占据定位格部分面积的黑色定位标志；

获取图像并预处理步骤：获取车四周四摄像头数据，抽取灰度值并进行边界增强运算；

搜索地面所有标定格步骤：对每个摄像头的输入图像，首先搜索位于图像最下行中间的白色的基准标定格，然后搜索基准标定格所在的基准标定行和基准标定列，最后逐渐向左右和上方搜索完成其余标定格的搜索，进而顺序搜索到所有标定格的角点坐标；

预测底部数据步骤：利用已经搜索到的标定格数据与基准标定行下方区域的相关性，预测标定格底部的一行的标定数据。

优选地，在所述铺设标定模版步骤中，所述标定模板的前后标定区距离汽车的前侧或者后侧2.1米-3米，距离汽车左侧或者右侧2.1米，所述标定模板的左右标定区距离汽车的前侧或者后侧0.6米，距离汽车左侧或者右侧2.1米。

在所述铺设标定模版步骤中，所述黑色定位标志占据所述定位格面积的10%-50%。

优选地，所述搜索地面所有标定格步骤，包括：

基准标定格搜索步骤：搜索到图像中靠近图像中间的最下方的白色标定格的四个角点坐标，并计算得到白色标定格的四条边界曲线方程；