[发明专利]一种单目相机外参标定系统及方法

说明书

本发明公开了一种单目相机外参标定系统及方法，属于智能车辆领域。一种单目相机外参标定系统，包括包括标靶，数量为至少六个，相机，全站仪，计算单元，计算单元分析在相机的成像平面上各个标靶的真实像素位置，得出各个标靶在世界坐标系中位置，得出目标车辆在世界坐标系中的位置，将各个标靶投影至假想位置的相机的成像平面上，并得出各个标靶在假想成像平面上的假想像素位置，对比各个标靶的假想像素位置和真实像素位置，求解相机在车辆坐标系中的位姿，它可以实现对目标车辆的标定中心精准判断，摆脱了标定板和场地的束缚，对目标车辆的停驶位置、角度约束进行解放，快速分析相机与目标车辆的相对位置和角度，提高检测的灵敏度和精准度。

技术领域

本发明属于智能车辆领域，更具体地说，涉及一种单目相机外参标定系统及方法。

背景技术

传统相机外参标定方案，一般是用一块象棋格标定板放在相机前。再利用一些开源软件，计算出象棋格和相机之间的位置关系。从而推算出相机的空间位置和安装角度。这种方法在车辆相机外参标定上运用非常广泛。无论是前视相机还是环视相机，都可以用此方法标定。从而得出相机相对于标定板的位置和角度关系。再根据标定板和车辆的位置关系，从而推算出相机和车辆的位置关系。

目前汽车生产线上需要标定前视和环视相机。而且要在几分钟之内完成标定作业。标定板需要够大才能覆盖一定的相机投影面。如果标定板太大不利于车辆进出。另外，为了保证车体的位置停靠精确。还有些车厂会在地面安装一些机械包夹装置来夹住车轮。这种方案难度较大，有可能会影响四轮定位，也不能保证精度很高。

现有的方案具备不限于以下三点的缺点：

1.车辆和标定板之间的位置关系，不太好测量。一般车辆坐标系的坐标原点位于车辆的后桥中心点，不太好测量。一般是知道车辆的尺寸，然后将车开到一个指定的位置，但是也很难保证车辆能够停得很准，有角度偏差也很难观测到。所以即使通过一些开源软件得出了相机和标定板之间的精确位置和角度关系，但是在通过标定板和车辆位置和角度关系推算相机和车辆的角度关系时还是会产生较大的误差，导致测量结果超差，不合格品率居高不下。

2.太依赖于标定板。由于场地限制，在狭小的室内标定板太大不太好放。假如客户需要标定前视相机，标定板要放在相机正前方，也就是车辆正前方，标定板要覆盖一定的相机投影平面。所以，标定板必须非常大，一般有3米高和3米宽以上。对于环视相机(安装在反光镜向下看)，标定板也必须非常大才能达到好的标定效果。对场地的限制太大，部分企业无法通过标定板来完成作业。

3.标定板必须平整。网上出现了一些供应商专门提供平整度非常高的标定板。背面是用钢化玻璃镜子来保证平整度。表面用氧化铝处理从而保证表面的精确度，制作工艺复杂，且成本非常高，使用寿命也很短。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种单目相机外参标定系统及方法，它可以实现对目标车辆的标定中心精准判断，摆脱了标定板和场地的束缚，对目标车辆的停驶位置、角度约束进行解放，快速分析相机与目标车辆的相对位置和角度，提高检测的灵敏度和精准度。

本发明的一种单目相机外参标定系统，包括

标靶，数量为六个或至少六个。

相机，位于目标车辆上，用于拍摄标靶的图像。

全站仪，用于测量标靶位置和目标车辆的位姿。

计算单元，用于获取相机的图像和全站仪的测量结果。

计算单元分析在相机的成像平面上各个标靶的真实像素位置，并建立以目标车辆的后桥中心为原点的车辆坐标系，求解相机的六自由度的位置和角度。

计算单元以全站仪自身为原点建立世界坐标系，得出各个标靶在世界坐标系中位置，得出目标车辆在世界坐标系中的位置。