相机参数标定方法及电子设备与流程

本申请涉及图像处理，特别是涉及一种相机参数标定方法及电子设备。

背景技术：

1、相机是重要的感知传感器之一，但通过相机图像仅能够得到场景元素的二维像素坐标，在实际应用中，往往需要获知场景元素的三维世界坐标，这时就需要分析相机的二维像素坐标与三维世界坐标之间的映射关系。

2、在使用相机时，需要将相机坐标系与世界坐标系进行统一，即将相机坐标系标定到世界坐标系，在完成相机坐标系到世界坐标系的统一后，需要将场景元素的像素坐标通过相机的相机外参和相机内参等计算出每一个场景元素的像素坐标对应的世界坐标。

3、因此，上述相机外参和相机内参是需要事先标定好的相机参数，目前的实现手段一般是采用人工打点的方式获得，这种方式效率慢而且精度较低，容易引入人工误差。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请至少提供一种相机参数标定方法及电子设备。

2、本申请第一方面提供了一种相机参数标定方法，方法包括：获取相机采集到的场景图像，对场景图像进行目标检测，得到场景图像中目标对象的位置参数，并获取目标对象对应的先验尺寸；基于目标对象的实际尺寸与位置参数和待标定相机参数之间的映射关系，构建得到目标对象在场景图像中的实际尺寸表示；对实际尺寸表示和先验尺寸进行差值计算，得到尺寸误差函数；以尺寸误差函数的值趋近零为目标，迭代优化待标定相机参数的值，将满足预设条件的待标定相机参数的值作为相机对应的相机参数标定结果。

3、在一实施例中，获取目标对象对应的先验尺寸，包括：确定目标对象所属的对象类型；查询与对象类型匹配的对象尺寸，将匹配的对象尺寸作为目标对象对应的先验尺寸。

4、在一实施例中，位置参数包括目标对象对应的目标检测框的底点坐标和顶点坐标，待标定相机参数包括相机主点、相机焦距、相机俯仰角和相机安装高度。

5、在一实施例中，基于目标对象的实际尺寸与位置参数和待标定相机参数之间的映射关系，构建得到目标对象在场景图像中的实际尺寸表示，包括：基于相机的光心点构建坐标系，并确定光心点对应的光轴方向；结合底点坐标、顶点坐标、光心点、相机主点、光轴方向、相机焦距、相机俯仰角和相机安装高度，构建得到目标对象在场景图像中的实际尺寸表示。

6、在一实施例中，以尺寸误差函数的值趋近零为目标，迭代优化待标定相机参数的值，包括：确定待标定相机参数对应的初始值；基于初始值设定待标定相机参数对应的数值约束范围；检测当前迭代对应的待标定相机参数的值与数值约束范围之间的关系，获取与检测结果匹配的目标优化策略；采用目标优化策略优化待标定相机参数的值。

7、在一实施例中，检测当前迭代对应的待标定相机参数的值与数值约束范围之间的关系，获取与检测结果匹配的目标优化策略，包括：若检测结果表明当前迭代对应的待标定相机参数的值处于数值约束范围内，则将无约束优化策略作为目标优化策略；若检测结果表明当前迭代对应的待标定相机参数的值不处于数值约束范围内，则将约束优化策略作为目标优化策略；其中，约束优化策略以增加尺寸误差函数的值为约束条件，优化待标定相机参数的值。

8、在一实施例中，对场景图像进行目标检测，得到场景图像中目标对象的位置参数，包括：对场景图像进行目标检测，将检测到的目标作为候选目标，得到候选目标集合；过滤候选目标集合中的差异目标，将过滤后的候选目标集合中的候选目标作为被选中的目标对象；其中，差异目标是指实际尺寸与先验尺寸之间差值大于预设阈值的候选目标；获取被选中的目标对象对应的位置参数。

9、在一实施例中，在过滤候选目标集合中的差异目标之前，方法还包括：利用每个候选目标对应的位置参数计算相机的相机参数，得到相机对应的初始相机参数；基于初始相机参数和候选目标对应的位置参数，预测候选目标对应的实际尺寸；若预测得到的实际尺寸与候选目标对应的先验尺寸之间的差值大于预设阈值，则将候选目标作为差异目标。

10、在一实施例中，方法还包括：基于相机对应的相机参数标定结果，计算场景图像中目标对象与相机之间的距离、目标对象的尺寸、目标对象的移动速度。

11、本申请第二方面提供了一种相机参数标定装置，装置包括：参数获取模块，用于获取相机采集到的场景图像，对场景图像进行目标检测，得到场景图像中目标对象的位置参数，并获取目标对象对应的先验尺寸；尺寸表达构建模块，用于基于目标对象的实际尺寸与位置参数和待标定相机参数之间的映射关系，构建得到目标对象在场景图像中的实际尺寸表示；误差函数构建模块，用于对实际尺寸表示和先验尺寸进行差值计算，得到尺寸误差函数；迭代优化模块，用于以尺寸误差函数的值趋近零为目标，迭代优化待标定相机参数的值，将满足预设条件的待标定相机参数的值作为相机对应的相机参数标定结果。

12、本申请第三方面提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以实现上述相机参数标定方法。

13、本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述相机参数标定方法。

14、上述方案，通过获取相机采集到的场景图像，对场景图像进行目标检测，得到场景图像中目标对象的位置参数，并获取目标对象对应的先验尺寸；基于目标对象的实际尺寸与位置参数和待标定相机参数之间的映射关系，构建得到目标对象在场景图像中的实际尺寸表示；对实际尺寸表示和先验尺寸进行差值计算，得到尺寸误差函数；以尺寸误差函数的值趋近零为目标，迭代优化待标定相机参数的值，将满足预设条件的待标定相机参数的值作为相机对应的相机参数标定结果，可以结合目标的先验尺寸信息和实际尺寸表示构建尺寸误差函数，从而迭代优化尺寸误差函数得到相机内外参数，无需手动打点，提升标定效率和准确性。

15、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

技术特征：

1.一种相机参数标定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标对象对应的先验尺寸，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置参数包括所述目标对象对应的目标检测框的底点坐标和顶点坐标，所述待标定相机参数包括相机主点、相机焦距、相机俯仰角和相机安装高度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标对象的实际尺寸与所述位置参数和待标定相机参数之间的映射关系，构建得到所述目标对象在所述场景图像中的实际尺寸表示，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述尺寸误差函数的值趋近零为目标，迭代优化所述待标定相机参数的值，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检测当前迭代对应的所述待标定相机参数的值与所述数值约束范围之间的关系，获取与检测结果匹配的目标优化策略，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述场景图像进行目标检测，得到所述场景图像中目标对象的位置参数，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述过滤所述候选目标集合中的差异目标之前，所述方法还包括：

9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以实现如权利要求1-9任一项所述方法中的步骤。

技术总结本申请公开了一种相机参数标定方法及电子设备，该相机参数标定方法包括：对场景图像进行目标检测，得到场景图像中目标对象的位置参数，并获取目标对象对应的先验尺寸；基于目标对象的实际尺寸与位置参数和待标定相机参数之间的映射关系，构建得到目标对象在场景图像中的实际尺寸表示；对实际尺寸表示和先验尺寸进行差值计算，得到尺寸误差函数；以尺寸误差函数的值趋近零为目标，迭代优化待标定相机参数的值，将满足预设条件的待标定相机参数的值作为相机对应的相机参数标定结果。本申请结合了目标的先验尺寸信息和实际尺寸表示构建尺寸误差函数，通过迭代优化尺寸误差函数得到相机内外参数，无需手动打点，提升标定效率和准确性。技术研发人员：周章伟,李乾坤受保护的技术使用者：浙江大华技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9