一种车载摄像头传感器安装的标定系统及方法与流程

本发明涉及摄像头标定，具体为一种车载摄像头传感器安装的标定系统及方法。

背景技术：

1、随着车辆行业的发展，越来越多的车辆配备了高级辅助驾驶系统或自动驾驶系统，甚至于自动驾驶。为了保证这些驾驶系统的正常工作，在装配车载摄像头时必须对摄像头内外参数进行标定。

2、目前，在对外参进行标定时，是在车辆行驶过程中调整，导致对于摄像头的调节会随车辆的运动状态改变而发生变化，致使可调节的范围量小，可搜集的数据量少，且需要进行多次调节，因此，导致外参标定非常不方便且精准度较差。

技术实现思路

1、（一） 解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种车载摄像头传感器安装的标定系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

3、（二） 技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种车载摄像头传感器安装的标定方法，包括

5、将若干摄像头安装到测试座上方的控制臂上，控制测试座以预设线路进行移动，使摄像头在线路中拍摄面对标定板时的所述标定板上的图像，基于摄像头在控制臂的位置确定摄像头位置参数；

6、获取所述摄像头拍摄的图像，根据所述图像和摄像头位置参数计算当前所述摄像头的标定参数，完成当前摄像头的标定；

7、完成当前所述摄像头的标定后，使测试座更换面向标定板的摄像头，执行测试座以预设线路进行移动，使得面向标定板的摄像头完成标定的步骤。

8、作为本实施例的优选，所述预设线路包括直线段和圆形段，所述预设线路的直线段用于完成摄像头内参的标定，所述预设线路的圆形段用于完成摄像头外参的标定。

9、作为本实施例的优选，所述预设线路的圆形段用于完成摄像头外参的标定，所述外参标定过程包括：

10、基于计算出的当前所述摄像头的内参、高度量以及距离量，在摄像头绕标定板转动时连续改变摄像头的角度值；

11、基于摄像头在圆形段不同位置拍摄的标定板图像；

12、对圆形段不同位置拍摄的标定板图像进行分类，以摄像头视野不同区域中分散子标定板相同为同一类；

13、构建摄像头坐标系和世界坐标系，基于摄像头坐标系与世界坐标系的刚体变换，以及获取的当前所述摄像头的内部参数，通过第一组图像的同一类所有图像进行摄像头外部参数的标定，得到第一外参；

14、基于摄像头坐标系与世界坐标系的刚体变换，以及获取的当前所述摄像头的内部参数以及下一时刻同一类所有图像进行摄像头外部参数的二次标定，得到第二外参；

15、基于第一外参和第二外参对外参进行优化。

16、作为本实施例的优选，所述摄像头的角度值包括横摆角、俯仰角和旋转角。

17、作为本实施例的优选，所述基于摄像头坐标系与世界坐标系的刚体变换，以及获取的当前所述摄像头的内部参数，通过第一组图像的同一类所有图像进行摄像头外部参数的标定，得到第一外参包括：

18、对第一组图像的同一类所有图像进行特征提取获得平移向量和旋转矩阵；

19、基于平移向量和旋转矩阵，确定外参矩阵，基于外参矩阵对摄像头的外参进行标定，得到第一外参。

20、本实施例还提供一种车载摄像头传感器安装的标定系统，包括车载摄像头标定平台和标定子系统，所述标定子系统包括控制单元、获取单元和分析计算单元；

21、所述车载摄像头标定平台包括测试平台、标定板和测试座，所述测试平台上设置有预设线路，所述标定板外部设有标定图案，所述测试座用于沿预设线路移动，所述测试座上设有若干控制臂，所述控制臂用于安装摄像头，所述控制臂可调节摄像头的高度和水平位置，所述测试座可转动，所述控制单元用于控制测试座沿预测线路移动；

22、获取单元用于获取当前面向标定板的摄像头沿预设线路移动过程中采集的图像，以及获取摄像头安装后的参数；

23、分析单元基于摄像头安装后的参数和当前面向标定板的摄像头采集的图像分析计算出当前面向标定板的摄像头的内参和外参。

24、作为本实施例的优选，所述标定板为圆球状，所述标定板外部设有若干子标定板，若干所述子标定板在标定板外部沿竖直方向组合排列，所述摄像头在面对标定板时，若干所述子标定板分布当前所述摄像头视野的不同区域内，且若干所述子标定板在当前所述摄像头视野中呈王字形或日字形。

25、作为本实施例的优选，所述预设线路包括直线段和圆形段，所述预设线路的直线段用于完成摄像头内参的标定，所述预设线路的圆形段用于完成摄像头外参的标定。

26、作为本实施例的优选，所述分析单元基于摄像头安装后的参数和当前面向标定板的摄像头采集的图像分析计算出当前面向标定板的摄像头的外参，包括：

27、基于计算出的当前所述摄像头的内参、高度量以及距离量，在摄像头绕标定板转动时连续改变摄像头的角度值，所述摄像头的角度值包括横摆角、俯仰角和旋转角；

28、基于摄像头在圆形段不同位置拍摄的标定板图像；

29、对圆形段不同位置拍摄的标定板图像进行分类，以摄像头视野不同区域中分散子标定板相同为同一类；

30、构建摄像头坐标系和世界坐标系，基于摄像头坐标系与世界坐标系的刚体变换，以及获取的当前所述摄像头的内部参数，通过第一组图像的同一类所有图像进行摄像头外部参数的标定，得到第一外参；

31、基于摄像头坐标系与世界坐标系的刚体变换，以及获取的当前所述摄像头的内部参数以及下一时刻同一类所有图像进行摄像头外部参数的二次标定，得到第二外参；

32、基于第一外参和第二外参对外参进行优化。

33、作为本实施例的优选，所述基于摄像头坐标系与世界坐标系的刚体变换，以及获取的当前所述摄像头的内部参数，通过第一组图像的同一类所有图像进行摄像头外部参数的标定，得到第一外参包括：

34、对第一组图像的同一类所有图像进行特征提取获得平移向量和旋转矩阵；

35、基于平移向量和旋转矩阵，确定外参矩阵，基于外参矩阵对摄像头的外参进行标定，得到第一外参。

36、（三） 有益效果

37、本发明提供了一种车载摄像头传感器安装的标定系统及方法，具备以下有益效果：以需求汽车上摄像头安装位为参照，通过测试座和控制臂维持摄像头的安装位与汽车上一致，同时预设的线路包括直线段和圆形段，其中设的线路的直线段和圆形段分别用于对摄像头的内参和外参进行标定，对外参标定时，摄像头会绕标定板进行转动，在转动过程中，摄像头会因位移而产生不同或相同的图像，同时在转动过程中连续改变摄像头的角度值，基于采集到的摄像头在圆形段不同位置拍摄的标定板图像，并以摄像头视野不同区域中分散子标定板相同的为同一类的方式对圆形段不同位置拍摄的标定板图像进行分类，同时通过构建摄像头坐标系和世界坐标系，基于摄像头坐标系与世界坐标系的刚体变换，以及获取的当前所述摄像头的内部参数，分类的几组图像完成对摄像头的标定以及外参的优化，完成了汽车摄像头安装前的标定，由于标定过程中摄像头处于运动状态，可模拟车辆的行驶过程，并且由于标定板具有多个视角，且在不同的视角下，摄像头视野中子标定板的位置相同，有利于标定过程中的特征点追踪，维持摄像头相对标定板在不同位置时的图像一致性。本发明基于车载摄像头传感器安装的标定系统，在标定过程中，摄像头每绕标定板转动一定的角度即可得到一个类似的图像，由于转动角度需要时间，且角度间隔内也有另外一类或多类图像，从而摄像头在沿绕标定板转动一周时具有更多的可对照的角度值变换的图像采集数据，从而使摄像头角度调节的范围更大，进而使后续对外参的标定更精准。