[发明专利]一种简易的车载多目摄像机环视系统标定方法及装置

权利要求书

1.一种简易的车载多目摄像机环视系统标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)：获取摄相机的内部参数和鱼眼镜头的失真系数；

步骤2)：用至少两个步骤1)描述的摄像机拍摄汽车周围不同区域的图像，两个相邻的所述摄像机之间具有一定的公共区域，在该公共区域内做标记；

步骤3)：在步骤2)的所述摄像机的非公共区域和公共区域内，沿地面平铺特定大小的“回型”标定模板；

步骤4)：测量汽车的长和宽，确定所述摄像机对于汽车的安装位置，并识别“回型”标定模板中的特征点坐标；

步骤5)：根据步骤1)得到的摄像机的内部参数和失真系数，对步骤2)中采集的图像进行失真去除处理，得到失真校正后图像，并记录矫正后的“回型”标定模板特征点坐标；

步骤6)：根据步骤5)得到的失真校正后图像，利用每个“回型”标定模板计算从原始摄像机位置到虚拟鸟瞰位置的单映性变换矩阵，计算出各摄像机最佳的单映性变换矩阵，将步骤5)中的失真校正后图像变换到虚拟鸟瞰摄相机视角图像；

步骤7)：根据步骤6)得到虚拟鸟瞰摄相机视角图像，记录摄像头中各个特征点在虚拟鸟瞰视角中的坐标；

步骤8)：根据步骤7)中的特征点在虚拟鸟瞰视角中的坐标，将其均转化到实车坐标系下，此时的坐标即为“回型”标定模板摆放的世界坐标；

步骤9)：输出标定参数。

2.根据权利要求1所述的简易的车载多目摄像机环视系统标定方法，其特征在于：在步骤1)中，采用鱼眼广角摄相机的标定算法，计算摄相机的内部参数和鱼眼镜头的失真系数。

3.根据权利要求1所述的简易的车载多目摄像机环视系统标定方法，其特征在于：在步骤1)中，从鱼眼镜头畸变曲线图中得出失真系数。

4.根据权利要求1所述的简易的车载多目摄像机环视系统标定方法，其特征在于：在步骤2)中，所述摄像机至少包括前摄像机、后摄像机，在步骤3)中，在步骤2)的前摄像机、后摄像机的非公共区域和公共区域内，沿地面随意平铺特定大小的“回型”标定模板。

5.根据权利要求1所述的简易的车载多目摄像机环视系统标定方法，其特征在于：在步骤2)中，所述摄像机包括前摄像机、后摄像机、左摄像机、右摄像机，在步骤7)中，根据步骤6)得到虚拟鸟瞰摄相机视角图像，记录前摄像机、后摄像机、左摄像机、右摄像机中各个特征点在虚拟鸟瞰视角中的坐标。

6.根据权利要求1所述的简易的车载多目摄像机环视系统标定方法，其特征在于：在步骤6)中，通过LM算法迭代优化，计算出各摄像机最佳的单映性变换矩阵，在步骤9)中，输出标定参数包括：摄相机的内部参数，鱼眼镜头的失真系数，单映性变换矩阵。

7.根据权利要求1所述的简易的车载多目摄像机环视系统标定方法，其特征在于：所述的步骤5)中，采用鱼眼广角摄相机的标定算法，计算摄相机的内部参数和鱼眼镜头的失真系数，用针孔模型表示如下：

其中，fx和fy为用图像行和列像素表示的相机焦距，X0，Y0为投影中心；(Xw,Yw,Zw)为世界坐标系中的三维点；R和T为世界坐标系到摄相机坐标系的旋转和平移；(Xpix,Ypix)为(Xw,Yw,Zw)对应的图像点坐标，用高阶径向模型近似鱼眼镜头的径向失真:

其中k1，k2，k3为径向失真系数，根据上述内参和畸变系数，对鱼眼图像做畸变矫正，并记录矫正后特征点坐标。

8.根据权利要求1所述的简易的车载多目摄像机环视系统标定方法，其特征在于：所述的步骤6)中，计算每个摄像头的最佳的单映性变换矩阵H，并将其在同焦距下投影到虚拟鸟瞰视角中，投影如下：

其中h00至h22为3*3的H矩阵中矩阵元素，那么展开可得特征点变换后的X,Y坐标为：