[发明专利]一种用于无人驾驶车辆的相机标定方法及装置

权利要求书

1.一种用于无人驾驶车辆的相机标定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取针对目标相机采集的三张包括标定板的图像；所述目标相机为所述无人驾驶车辆中安装的任一相机；所述标定板包括按预设方式排列的黑白格子图案；各所述图像为分别将所述标定板放置于与所述目标相机对应的预设位置后所述目标相机采集的图像；

分别检测每张所述图像中位于所述标定板中轴线处黑白格子的交点，得到所述每个交点在各所述图像中的二维坐标信息；

根据所述每个交点在各所述图像中的二维坐标信息、所述目标相机的内参矩阵、以及所述每个格子的间距，计算所述每个交点在所述标定板上对应的三维点在所述相机坐标系中的三维坐标信息；

根据所述每个三维点在所述相机坐标系中的三维坐标信息，选择处于同一高度的目标三维点，并根据所述目标三维点构建目标平面，将所述目标平面的方向向量确定为车辆坐标系的Z轴表示；所述车辆坐标系的X轴为沿车辆前后轮连线朝车辆行进方向，Y轴与X轴位于同一平面且朝车辆左侧，Z轴与X轴与Y轴组成的平面垂直且朝上；

根据第一图像和第二图像中检测得到的交点对应的三维点的三维坐标信息，以及所述车辆坐标系的Z轴表示，确定所述车辆坐标系的X轴表示和Y轴表示；所述第一图像和所述第二图像为将所述标定板放置于与所述无人驾驶车辆的预设部件处于同一直线的两个位置后，所述目标相机分别采集的图像；所述预设部件与所述目标相机相对应；

根据所述车辆坐标系的Z轴表示、X轴表示和Y轴表示，构建所述车辆坐标系和所述相机坐标系之间的旋转矩阵；

获取根据测距设备得到的所述目标相机距离所述无人驾驶车辆车头的距离；根据所述第一图像和所述第二图像对应的三维点的三维坐标信息，计算所述目标相机到所述无人驾驶车辆车身左侧的距离；根据除所述第一图像和所述第二图像之外的第三图像对应的三维点的三维坐标信息，计算所述目标相机到所述无人驾驶车辆车身右侧的距离；根据所述旋转矩阵、所述标定板的高度、以及任一所述图像中检测得到的最高处交点的高度，计算所述目标相机的高度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个交点在各所述图像中的二维坐标信息、所述目标相机的内参矩阵、以及所述每个格子的间距，计算所述每个交点在所述标定板上对应的三维点在所述相机坐标系中的三维坐标信息的步骤包括：

针对每张所述图像中检测得到的每个交点，根据以下公式，计算该图像中检测得到的每个交点在所述标定板上对应的三维点在所述相机坐标系中的三维坐标信息：

Pi＝P0+i*d*v

pi＝Proj(K*Pi)

其中，Pi为第i个交点pi对应的三维点，P0为该图像中检测得到的最高处的交点对应的三维点，i为整数，d为相邻三维点Pi之间的距离，v为沿所述标定板中轴线的单位方向向量，K为所述目标相机的内参矩阵，Proj函数为(x,y,z)→(x/z，y/z)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述旋转矩阵、所述标定板的高度、以及任一所述图像中检测得到的最高处交点的高度，计算所述目标相机的高度的步骤包括：

构建所述相机坐标系对应的位移T＝transpose(R)*P0；

将所述目标相机的高度H确定为：

H＝-T(2)+D

R为所述旋转矩阵，transpose(R)为求R的转置矩阵，P0为任一所述图像中检测得到的最高处交点的高度，D为所述标定板的高度。