[发明专利]一种基于车载的摄像机自动标定方法

说明书

本发明涉及图像处理领域，公开了一种基于车载的摄像机自动标定方法：获取图像数据和车载定位世界坐标；由车载定位世界坐标，判断车辆是否沿直线行驶；由图像数据，进行角点检测和匹配；基于角点的坐标，计算车身航向向量；基于角点的坐标，计算角点的路平面方程；基于角点的坐标，建立车身坐标系，计算角点的车身坐标系坐标；基于角点的车身坐标系坐标和像素坐标的对应关系，计算像素坐标系到车身坐标系转换的变换矩阵。本发明的一些技术效果在于：实现摄像机的自动标定。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及图像处理领域的摄像机标定技术。

背景技术

在计算机视觉和摄影测量领域中，为了获取计算机图像象素点到实际物理空间点的对应关系，必须进行摄像机标定。摄像机标定是指在一定的摄像机模型下，经过对其图像进行处理，利用一系列数学变换和计算方法，求取摄像机模型的内部和外部参数的过程。传统的使用标定参照物如标定模板的方法获得了较广泛的应用，其中典型的有Tsai的两步法，这些传统的方法由于在拍摄和标定过程中需要使用标定物和大量人工参与，因而给拍摄操作及标定方法使用带来了很大的不方便。

发明内容

为至少解决摄像机标定的自动标定问题，本发明提出了基于车载的摄像机自动标定方法，其技术方案如下：

包括以下步骤：获取图像数据和车载定位世界坐标；由车载定位世界坐标，判断车辆是否沿直线行驶；由图像数据，进行角点检测和匹配；基于角点的坐标，计算车身航向向量；基于角点的坐标，计算路平面方程；基于角点的坐标，建立车身坐标系，计算车身坐标系坐标；基于角点的车身坐标系坐标和像素坐标的对应关系，计算像素坐标系到车身坐标系的变换矩阵M。

优选地，判断车辆是否沿直线行驶是通过：取任意连续的两组定位数据，分别拟合；当拟合的两条直线的夹角小于第一阈值，可判断车辆沿直线行驶；如是，则进入后续步骤。

优选地，所述的第一阈值为5°。

优选地，所述的角点检测是通过对图像数据滤波处理后，进行Shi-Tomasi检测角点；所述的角点匹配包括同目角点匹配和异目角点匹配，即对摄像机的任意一目，获取若干不同时刻的帧图像数据，计算角点描述符来进行匹配；对摄像机的异目，分别获取每一目在某一时刻的帧图像，计算角点描述符来进行匹配；当匹配角点数量不小于预设的第二阈值时，则进入后续步骤。

优选地，所述的第二阈值是4。

优选地，计算车身航向向量：设在O′时刻识别角点，左目角点的像素坐标分别为A₁′，A₂′，A₃′，A₄′，A₅′，A₆′，对应的右目角点的像素坐标分别为A₁″，A₂″，A₃″，A₄″，A₅″，A₆″，根据双目测距原理，得出标定点在双目摄像机坐标系的坐标为：A₁，A₂，A₃，A₄，A₅，A₆；同理在O时刻，得出前述角点的双目摄像机坐标系的坐标为：B₁，B₂，B₃，B₄，B₅，B₆，联立方程组有：

A₁＝M_oB₁

A₂＝M_oB₂

A₃＝M_oB₃

A₄＝M_oB₄