[发明专利]车载相机外部参数自动检测与校正方法

说明书

本发明公开了一种车载相机外部参数自动检测与校正方法，包括S1在车载相机应用启动后，拍摄一张实景图片，该实景图片包含有初始状态时的车体固定部分的图像；对该实景图片进行特征点提取，并调出存储单元中初始图像车体固定部位特征点集的信息；将提取的实景图片的特征点与初始图像车体固定部位特征点集的信息进行特征点匹配；S2计算匹配特征点集之间的平均误差E；若平均误差E大于等于容许的误差界e时，进行步骤S3；否则进行步骤S4；S3计算车载相机外部参数误差补偿矩阵，对车载相机外部参数进行校正，并获取校正后的相机模型；S4相机应用系统应行。本发明使车载相机始终保持良好的工作状态，减少由相机位置或角度的变化而带来的误差。

技术领域

本发明属于计算机视觉测量技术领域。具体内容是针对智能汽车视觉传感器(相机)参数标定完成后因外部原因引起位置偏移问题而提出的相机外部参数自动检测、校正方法。

背景技术

在智能车辆自动驾驶技术、工业机器人控制技术等高新技术领域，视觉测量与环境感知技术是实现智能系统感知、认知、决策与控制的技术基础和智能特性的关键，其中视觉传感器(工业相机、摄像头等)由于相对于声学传感器、毫米波雷达、激光雷达等具有信息量大、价格低、探测范围广及抗干扰能力强等优点，在上述技术领域得到了业界高度重视和广泛的应用。尤其是在目前正快速发展的智能汽车技术领域，各类视觉传感器成为车辆环境感知、车辆相对定位的必备工具，因此，车载相机参数标定相关技术也成为自动驾驶系统设计、开发与工程应用的基础。

在视觉测量技术领域，关于视觉传感器的信息处理技术(参数标定、相机畸变校正等)的研究较为充分。例如，相机内外部参数标定的典型方法有透视变换法、两步法、张正友法等，新的相机参数标定方法还在不断研究和被提出。这些方法都是在应用相机进行视觉测量之前，在特定设备条件支持下(如标定模板、灯光等)，对空间位置相对固定的相机进行多角度拍摄操作，然后再进行离线图像处理、内外部参数估计等。在相对稳定的环境下这些相机参数标定方法是可行的，但对于运动状态、条件复杂且实时性要求较高的视觉测量问题，常常会因为振动、外动冲击等原因使得相机的相对位置发生移动或偏转，导致事前标定好的相机外部参数误差增大，甚至使原标定结果失效，视觉测量难以进行。例如，车载相机(前端用于目标检测的摄像机或后端用于辅助倒车的摄像头等)应用系统在安装使用前，是需要对相机参数进行严格标定的，并依照参数标定结果进行各类应用系统设计。但是，车辆在较长时间的应用过程中，会因为道路颠簸等原因，很容易发生这种情况，尤其是智能汽车需要利用车载相机进行较精确的目标识别、环境感知和基于视觉的车辆高精定位，这种发生偏移的相机必须要重新进行外部参数标定。但是，一般情况下用户不具备再次按照车辆视觉传感器系统安装应用前的方法和流程进行参数标定的技术条件，研究提出车载相机使用过程中相对位置偏转检测及外部参数自动校正技术，是非常必要的，对于保障车载相机视觉测量与环境感知精确度，提高系统的鲁棒性能，具有明显的工程实用价值。

根据国内外科技文献和公开专利资料检索情况，目前还没有人提出安装使用后的视觉传感器(如车载相机等)，在不借助于任何标定工具(如标定板、平面或球面镜等)，不需要参照物位置坐标等信息的条件下，自动进行相机外部参数检测与校正方法。比较相近的技术有：相机外部参数自动标定方法，但这些相机外部参数自标定方法都需要除车身外的其他参照物如环形镜面、带有反射球的标准球杆等。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种车载相机外部参数自动检测与校正方法，当车载相机应用系统启动后，会首先进行相机位置偏移检测，若偏移量超出允许的误差范围，则系统能自动进行补偿矩阵计算和相机外部参数校正，从而使车载相机始终保持良好的工作状态，减少由相机位置或角度的变化而带来的误差，满足车辆在一般道路环境下对于环境感知可靠性的需求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种车载相机外部参数自动检测与校正方法，具体包括以下步骤：