本發(fā)明涉及車載攝像頭的圖像識別和處理方法，具體涉及一種車載環(huán)視系統(tǒng)攝像頭內(nèi)外參數(shù)標定的方法。

背景技術(shù)：

車載環(huán)視系統(tǒng)是由裝配在車體上前后左右的多臺廣角攝像機構(gòu)成， 每臺攝像機覆蓋一定區(qū)間， 圖像經(jīng)過視點變換生成俯視圖， 并進行拼接得到車載環(huán)視俯瞰圖。 為了使上述裝配在車體上的多臺廣角攝像機所攝取的圖像經(jīng)過視點變換能夠生成沒有畸變的無縫拼接的合成俯瞰環(huán)視圖， 上述裝配在車體上的廣角攝像機的內(nèi)部參數(shù)與外部參數(shù)必須被精確標定。攝像機的內(nèi)部參數(shù)是否精確直接影響合成圖的畸變校正效果。攝像機的外部參數(shù)是否精確會影響合成圖中各個相機圖像連接處是否錯位，也會影響最終合成圖中俯瞰環(huán)視圖與車體的相對位置關(guān)系是否正確。如何設(shè)計能夠一種校正效率高、 易操作的標定方法， 成為了車載環(huán)視系統(tǒng)研究的重要方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種處理過程簡單、處理精度高、設(shè)備成本和生產(chǎn)成本低、適合流水線作業(yè)的車載環(huán)視系統(tǒng)攝像頭內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)標定的方法。

本發(fā)明的車載環(huán)視系統(tǒng)攝像頭內(nèi)外參數(shù)標定的方法包括以下步驟：

a.將環(huán)視系統(tǒng)硬件裝配完成后的車輛停在網(wǎng)格矯正圖中間所需的位置，所述網(wǎng)格矯正圖為單元尺寸、縱向和橫向的單元數(shù)已知的標準圖；

b.獲取系統(tǒng)所有攝像頭拍攝的圖像，所述攝像頭包括位于車輛前后和兩側(cè)的至少四個，并且每個攝像頭的圖像至少包括網(wǎng)格矯正圖中四個角中的一個；

c.對攝像頭獲取的矯正圖進行網(wǎng)格識別，采用已知的數(shù)學(xué)方法對網(wǎng)線進行曲線擬合，計算出網(wǎng)格的節(jié)點坐標；

d.對上述擬合后的曲線和節(jié)點的參數(shù)，以標準矯正圖上對應(yīng)網(wǎng)線已知XY坐標為目標值進行影射，得到標準矯正圖網(wǎng)線各點在攝像頭圖像對應(yīng)像素的XY坐標；

e.用步驟d所得到的數(shù)據(jù)，以顯示像素為單位，逐行或者逐列進行曲線擬合和坐標點影射，形成俯視圖的每個像素所對應(yīng)的攝像頭圖像像素位置的影射表，完成標定；

f.以各圖的頂點為參考點，根據(jù)其攝像頭的位置，轉(zhuǎn)換圖像坐標到顯示坐標，重合部分進行拼后，得到最終的俯視圖；

g.根據(jù)拼合后圖像的內(nèi)框計算出車體的外沿尺寸和形狀；

h.根據(jù)拼合后圖像的坐標點計算出相對距離，用于加注警示線；

i.后視影像共用車尾圖像, 通過坐標關(guān)聯(lián)從俯視圖像的數(shù)據(jù)計算倒車距離。

本發(fā)明把攝像頭的畸變（內(nèi)參數(shù)），視角形變（外參數(shù)），和空間視角變換作為一個混合的形變和變換，用一個已知單元格尺寸和數(shù)量的標準網(wǎng)格標定圖進行一次性矯正和影射，直接得到以網(wǎng)格標定圖為標準的俯視圖?？朔爽F(xiàn)有矯正算法的局限，具有以下優(yōu)點：

1、省略了攝像頭內(nèi)參數(shù)標定，從而有：節(jié)省了攝像頭內(nèi)參數(shù)標定工序和內(nèi)參數(shù)標定設(shè)備，節(jié)約了生產(chǎn)和設(shè)備成本；系統(tǒng)裝配前不需要預(yù)設(shè)攝像頭位置和車輛尺寸參數(shù)，方便多型號，大容量的車輛流水線裝配；系統(tǒng)裝配中不需要對攝像頭和顯示控制單元的配對，避免了因配對錯誤導(dǎo)致的返工，降低了人力和時間成本；攝像頭互換性好，方便維修；

2、采用標準網(wǎng)格標定圖，用網(wǎng)格線曲線擬合的方法進行標定，從而有：標定信息量大，攝像頭獲取圖像的局部缺損對最終標定精度不敏感；具有尺寸標準的標定，根據(jù)標定后圖像的坐標點可以方便精確的計算出相對距離，從而能得到尺寸精確度很高的警示線，尺寸的精密度可以達到CCD一個像素所表征的圖像尺寸；如果后視影像（倒車影像）共用車尾圖像，無論是否對后視影像進行進一步的畸變矯正，倒車距離可以通過坐標關(guān)聯(lián)從俯視圖像的數(shù)據(jù)中精確計算出；標定所需要的時間為獲取標定圖像的時間，標定運算可以離線進行，適合快速的流水線作業(yè)；對在使用過程中由于車輛輕微擦碰等導(dǎo)致的攝像頭位移，只需要判別相鄰圖像重疊區(qū)隨機得到的標志物體信息，對標定數(shù)據(jù)進行簡單的線性變換進行實時矯正，不需要專門的標定標志物體或者圖像。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例步驟a中車輛停在網(wǎng)格矯正圖中間的示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例步驟b中左攝像頭獲取的典型圖像；

圖3是本發(fā)明實施例步驟b中尾攝像頭獲取的典型圖像；

圖4是本發(fā)明實施例步驟c對左攝像頭獲取的典型圖像處理后的結(jié)果圖像；

圖5是本發(fā)明實施例步驟c對尾攝像頭獲取的典型圖像處理后的結(jié)果圖像；

圖6是本發(fā)明實施例步驟e對圖4處理后的結(jié)果圖像；

圖7是本發(fā)明實施例步驟e對圖5處理后的結(jié)果圖像；

圖8是本發(fā)明實施例步驟f獲得的最終俯視圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例是對四攝像頭配置的環(huán)視系統(tǒng)進行內(nèi)外參數(shù)標定，其步驟如下：

a.環(huán)視系統(tǒng)硬件裝配完成后的車輛停在網(wǎng)格矯正圖中間所需的位置，如圖1所示。網(wǎng)格矯正圖為統(tǒng)一的標準圖，其的單元尺寸，縱向和橫向的單元數(shù)已知。

b.獲取系統(tǒng)所有攝像頭拍攝的圖像，實際實施例對攝像頭的數(shù)量沒有限制，只要每個攝像頭的圖像至少包括網(wǎng)格矯正圖中四個角中的一個。本實施例環(huán)視系統(tǒng)采用的是四攝像頭配置，圖2和圖3分別是四攝像頭配置中左攝像頭和尾攝像頭獲取的典型圖像。

c.對攝像頭獲取的矯正圖進行網(wǎng)格識別，對網(wǎng)線進行曲線擬合，計算出網(wǎng)格的節(jié)點坐標。圖4和圖5顯示的是圖2和圖3經(jīng)過上述處理后的結(jié)果。

d.對各圖用其各擬合后的曲線參數(shù)和節(jié)點參數(shù)，以標準矯正圖上對應(yīng)網(wǎng)線已知XY坐標為目標值進行影射，得到標準矯正圖網(wǎng)線各點在攝像頭圖像對應(yīng)像素的XY坐標。

e.用步驟四所得到的數(shù)據(jù)，以顯示像素為單位，逐行或者逐列進行曲線擬合和坐標點影射，形成俯視圖的每個像素所對應(yīng)的攝像頭圖像像素位置的影射表，完成標定。圖6和圖7分別是圖4和圖5的處理結(jié)果。

f.以各圖的頂點為參考點，根據(jù)其攝像頭的位置，轉(zhuǎn)換圖像坐標到顯示坐標，重合部分進行拼后，得到最終的俯視圖。圖8顯示的是未經(jīng)亮度矯正的4幅圖經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換和拼合的結(jié)果。

g.根據(jù)拼合后圖像的內(nèi)框可以計算出車體的外沿尺寸和形狀。

h.根據(jù)拼合后圖像的坐標點可以方便精確的計算出相對距離，用于加注警示線。

i.后視影像（倒車影像）可以共用車尾圖像。無論是否對后視影像進行進一步的畸變矯正，倒車距離可以通過坐標關(guān)聯(lián)從俯視圖像的數(shù)據(jù)中精確計算出。