[发明专利]一种车辆环视系统中的相机外参标定方法

说明书

本发明提供了一种车辆环视系统中的相机外参标定方法，使用非对齐放置的标定板进行相机外参标定，且标定板角点的世界坐标无需人工测量，只需摆放好四个标定板，确保每路相机都可以同时看到两个标定板，最后输入相机安装位置和车辆基本参数就可自动完成相机外参标定工作。本发明大幅提高了相机外参标定的效率和环视系统的智能性，能够在非对齐放置标定板的情况下自动外参标定，无需人工测量，实施过程简单，自动化程度高，极大地提高了相机外参标定的效率。

技术领域

本发明涉及数据识别；数据表示；记录载体；记录载体的处理的技术领域，特别涉及一种车辆辅助驾驶领域的车辆环视系统中的相机外参标定方法。

背景技术

近年来，随着计算机视觉的发展，全景图像被广泛应用于医学成像技术、遥感图像技术、虚拟现实世界和车载安全等方面。在车载安全方面，车辆四周的盲区无疑增加了车载安全隐患，为了使驾驶员较为方便地关注到车辆盲区视野，360全景环视系统AVM(AroundView Monitor)应运而生；全景辅助驾驶系统弥补了驾驶员视觉上存在盲区的不足，能够为驾驶员提供车辆周围360°范围视野，大大提高了车载安全性；全景环视系统通过车辆周围四路鱼眼摄像头采集全方位图像信息，将四路图像通过畸变校正、透视变换、融合拼接最终生成车辆周围360°范围的无缝完整的俯视图像，是真正意义上的“盲区终结者”，其作为辅助驾驶系统的基本组件，在盲区检测、车辆防撞预警、车道偏离预警和自动泊车系统等方面的应用十分广泛。

在全景环视系统中，相机标定的参数影响最终图像拼接的效果和全景图的完整性。除了内参标定外，一般在相机外参标定时常用的方法是在车周围摆放对齐的标定板，对齐放置是为了方便获得标定板各个角点的坐标，且此时标定板角点坐标也需要人工测量；虽然该方法能够得到高精度的标定板角点坐标，但大大增加了人力和时间成本，非常不利于全景环视系统的发展。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种优化的车辆环视系统中的相机外参标定方法，基于非对齐放置标定板进行相机标定，以提高外参标定的效率。

本发明所采用的技术方案是，一种车辆环视系统中的相机外参标定方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：在任一车辆四周随机放置4块标定板，使得车辆环视系统的每个相机的视野中存在至少2块标定板；获取车辆的基本参数；

步骤2：选中任一相机C1及对应的1块标定板B，建立此标定板B的标定板坐标系；

步骤3：获取相机C1的图像，已知标定板B中4个角点在标定板坐标系的坐标及4个角点在相机C1中的像素坐标，求得相机C1相对于标定板坐标系的外参矩阵R'和t'；由R'和t'得到相机C1在标定板B的标定板坐标系下的坐标；

步骤4：对标定板B，选中另一对应的相机C2，按照步骤3的方法获得相机C2在标定板B的标定板坐标系下的坐标；

步骤5：基于相机C1和C2在标定板B的标定板坐标系下的坐标及相机C1和C2在车中心坐标系下的坐标，得到标定板B的标定板坐标系和车中心坐标系的转换关系，进而得到标定板B的角点在车中心坐标系下的坐标的估计值；

步骤6：重复步骤2至步骤5，直至获得所有标定板的角点在车中心坐标系下的坐标的估计值；判断坐标的估计值与图像检测的像素坐标的差值是否超过阈值，若超过则优化角点坐标和相机位姿，进行下一步，否则，直接进行下一步；

步骤7：根据每个相机观测到的两个标定板，计算每个相机相对于车中心坐标系的外参R和t矩阵。

优选地，车辆四周的标定板为4块，任一所述相机的视野中存在其中的2块标定板，任意2个所述相机的视野中的标定板至少有一块不同。

优选地，车辆的所述基本参数包括车辆的长度、宽度及车辆环视系统的每个相机在车辆上的相对安装位置信息。