[发明专利]用于车辆上摄像机的在线校准的系统、车辆和方法

说明书

本发明涉及用于车辆上摄像机的在线校准的系统、车辆和方法。用于车辆(1)上摄像机(2、3、4)的在线校准的方法被提供。摄像机(2、3、4)在摄像机图像坐标系中具有摄像机旋转参数、θ、ψ与摄像机平移参数x_c、y_c、z_c，并且车辆具有车辆坐标系。所述方法包括：在车辆(1)相对于地面移动的同时，使用平行几何方法校准摄像机旋转参数、θ、ψ，并独立于摄像机旋转参数、θ、ψ校准摄像机平移参数x_c、y_c。

技术领域

本发明涉及用于车辆(vehicle)上摄像机(camera)的在线校准(calibration)的系统、车辆和方法。

背景技术

一辆车可能包括一个或更多个用于捕获其周围环境的图像的摄像机。所述图像可用于检测诸如路上的车道或交通标志的目标的存在，或可给驾驶员提供车辆的紧接附近的视图(view)。车辆的紧接附近的视图可用于在停车时辅助驾驶员，或可用于提高安全性，因为驾驶员能够观看到在正常驾驶位置中对他遮挡住的区域。还可从捕获的一张或多张图像检测危险或隐患，并然后给驾驶员提供警告，或者可结合驾驶员辅助系统使用该信息，以有效地控制车辆并避免危险。

典型地，在车辆上提供几个摄像机，例如四个。来自每个摄像机的图像可被组合，以提供顶视图(也称为鸟瞰图)或全景图的形式的360°图像。为了提供不间断的360°视图，来自相邻摄像机(例如前摄像机和侧摄像机)的图像可彼此重叠。

可对摄像机进行校准以确定摄像机相对于其周围环境的位置和取向。对车辆而言，可确定摄像机相对于已知基准(datum)(例如前轴中心)的位置和取向，以便来自摄像机的图像可被用于例如将多个摄像机视图准确组合成单个环绕视图并准确确定障碍物的范围。

可在车辆制造期间执行摄像机的校准。但是，已开发出了在车辆驾驶的同时自动校准摄像机的系统，以补偿在车辆寿命内可能出现的未对准，或在其制造之后对安装在车辆上的摄像机的位置进行校准。例如，DE 10 2009 057 996 A1公开了用于确定摄像机相对于车辆位置的位置的系统。这样的在车辆移动的同时对摄像机进行校准的系统可被称为在线校准系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于车辆上摄像机的在线校准的方法和系统，其使得能够进行准确的校准，并且其可使用较少的处理资源被执行。

通过独立权利要求的主题解决了这一目的。进一步的有利特征是从属权利要求的主题。

一种用于车辆上摄像机的在线校准的方法被提供。摄像机在摄像机图像坐标系中具有摄像机旋转参数、θ、ψ以及摄像机平移参数x、y、z，并且车辆具有车辆坐标系。所述方法包括：在车辆相对于地面移动的同时，使用平行几何方法校准摄像机旋转参数、θ、ψ，并且独立于摄像机旋转参数、θ、ψ校准摄像机平移参数x_c、y_c。

摄像机旋转参数通过欧拉角、θ、ψ表示，而摄像机平移参数通过笛卡尔坐标系x_c、y_c、z_c表示，这里，z_c是摄像机在地面之上的高度，x_c表示汽车长度上的方向，而y_c是汽车宽度上的方向。可使用平行几何方法(诸如WO 2012/143036 A1中公开的平行几何方法)确定摄像机旋转参数、θ、ψ，并且可选地，确定高度z_c。

根据本发明，在与摄像机旋转参数、θ、ψ分离的步骤中对摄像机的平移参数x_c、y_c进行校准。这避免了由于试图同时求解多个独立变量而造成的数据模糊(dataambiguity)，其中，如果在单个方法中校准旋转参数和平移参数，则可能出现所述数据模糊。