本發(fā)明涉及輔助駕駛設備標定領域，具體涉及一種車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定方法及標定系統(tǒng)。

背景技術：

通常，駕駛員在起步、停車等場景下，大都只能依賴后視鏡或倒車影像的幫助。但是，由于存在車頭、車窗、柱子等遮擋物，且駕駛員自身視野有限，使得駕駛員視野存在盲區(qū)，無法判斷遮擋區(qū)域有無障礙物以及障礙物的間距，這對于駕駛員在停車場停車、起步以及城市擁堵道路、狹窄街道等場景下的行駛安全構成了很大障礙。

為了避免視野盲區(qū)對車輛行駛安全的影響，近年來，在車身四周安裝多個廣角或魚眼攝像頭構成全景環(huán)視系統(tǒng)的視覺輔助方案逐步應用在眾多車型，車載全景環(huán)視系統(tǒng)作為停車輔助系統(tǒng)的一個重要組成部份，其作用在于實時顯示汽車周圍環(huán)境的全貌，為駕駛員提供車身四周無死角的動態(tài)影像，提高駕駛安全性。全景環(huán)視系統(tǒng)在工作時，根據預先標定好的相機參數，對拍攝圖像進行拼接，從而合成車輛周圍360度環(huán)視圖像，為駕駛員提供在起步、停車等場景下的視覺輔助。

為了合成車身360度環(huán)視影像，首先需要標定車身四周廣角或魚眼攝像頭，即標定各攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數。目前常用的標定方法主要有以下兩種：

(1)要求每輛待標定車輛都行駛到標定區(qū)域的正中心或者至少需要和標定區(qū)域一側保持平行，每輛車都要分別測量標定物到車身的距離以得到標定物在車身坐標系中的坐標，然后根據張正友標定法得出車輛攝像頭相對于車身坐標系的各參數。這種方法由于對每輛車都要手動測量距離，從而標定效率很低，不能實現(xiàn)自動化量產產線部署。

(2)首先按照第(1)種方法標定參考車輛的所有攝像頭參數，然后將其他同類型車輛攝像頭按照相同位置固定，最后將參考車輛的攝像頭參數直接應用到其他同類型的所有車輛。這種方法雖然在一定程度上提高了標定效率，但由于安裝誤差(比如位置誤差、角度誤差等)的存在，直接將參考車輛的攝像頭參數適配到其他車輛，會導致其他車輛的攝像頭參數誤差很大，進而影響360度環(huán)視拼接效果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定方法及標定系統(tǒng)，以提高標定效率，并保證標定結果的準確性。

為此，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定方法，所述方法包括：

在標定區(qū)域鋪設地面標記物，并在標定區(qū)域上方設置外部測量相機，所述外部測量相機能夠拍攝到所述地面標記物、車頂及車身；

將安裝有車載全景環(huán)視系統(tǒng)的待標定車輛放置在所述標定區(qū)域；

基于外部測量相機確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系；

基于所述變換關系標定攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數。

優(yōu)選地，所述基于外部測量相機確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系包括：

設置標定參照對象；

根據所述地面標記物標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數；

根據所述標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數；

基于外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數和相對于車身坐標系的相機參數確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系。

優(yōu)選地，所述根據所述地面標記物標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數包括：

使用外部測量相機拍攝所述地面標記物的圖像；

確定所述地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標；

利用所述各角點的像素點坐標及地面物理坐標，標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數。

優(yōu)選地，所述外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數包括：外部測量相機坐標系相對于地面坐標系的旋轉矩陣ro、平移矩陣to。

優(yōu)選地，所述標定參照對象設置在待標定車輛的車頂；

所述根據所述標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數包括：

使用外部測量相機拍攝所述標定參照對象的圖像；

確定所述標定參照對象上各角點的像素點坐標及車頂物理坐標；

根據所述標定參照對象上各角點的車頂物理坐標確定各角點在車身坐標系中的坐標；

利用所述標定參照對象上各角點的像素點坐標及各角點在車身坐標系中的坐標，標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

優(yōu)選地，所述標定參照對象為待標定車輛的車身四周在地面坐標系的投影點；

所述根據所述標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數包括：

使用外部測量相機拍攝全車身照片；

計算車身四周四個投影點在外部測量相機中的像素點坐標；

確定所述車身四周四個投影點在車身坐標系中的坐標；

根據所述車身四周四個投影點在外部測量相機中的像素點坐標及其在車身坐標系中的坐標，標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

優(yōu)選地，所述計算車身四周四個點投影在外部測量相機中的像素點坐標包括：

基于車身顏色對所述全車身照片進行二值化，并提取車身邊緣像素點；

利用所述車身邊緣像素點及霍夫變換，確定車身四周邊界直線；

根據所述車身四周邊界直線的交點，得到車身四周四個投影點在外部測量相機中的像素點坐標。

優(yōu)選地，所述外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數包括：外部測量相機坐標系相對于車身坐標系的旋轉矩陣rw、平移矩陣tw。

優(yōu)選地，所述基于所述變換關系標定攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數包括：

利用待標定車輛攝像頭拍攝所述地面標記物的圖像；

確定所述地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標；

根據所述變換關系將所述地面標記物上各角點的地面物理坐標轉換為在車身坐標系中的坐標；

根據所述地面標記物上各角點的像素點坐標及各角點在車身坐標系中的坐標，標定所述攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數。

一種車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定系統(tǒng)，用于對安裝有車載全景環(huán)視系統(tǒng)的待標定車輛進行攝像頭參數標定，所述標定系統(tǒng)包括：

鋪設在標定區(qū)域的地面標記物；

設置在標定區(qū)域上方的外部測量相機，所述外部測量相機能夠拍攝到所述地面標記物、放置在所述標定區(qū)域的待標定車輛的車頂及車身；

坐標系變換關系測量裝置，用于基于外部測量相機確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系；

攝像頭標定裝置，用于根據所述變換關系對待標定車輛攝像頭進行標定。

優(yōu)選地，所述坐標系變換關系測量裝置包括：

參照對象設置單元，用于設置標定參照對象；

第一標定單元，用于根據所述地面標記物標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數；

第二標定單元，用于根據所述標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數；

計算單元，用于基于外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數和相對于車身坐標系的相機參數確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系。

優(yōu)選地，所述第一標定單元，具體用于獲取外部測量相機拍攝的所述地面標記物的圖像；確定所述地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標；利用所述各角點的像素點坐標及地面物理坐標，標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數。

優(yōu)選地，所述標定參照對象設置在待標定車輛的車頂；

所述第二標定單元包括：

標定參照對象圖像獲取子單元，用于獲取外部測量相機拍攝的所述標定參照對象的圖像；

第一坐標確定子單元，用于確定所述標定參照對象上各角點的像素點坐標及車頂物理坐標，根據所述標定參照對象上各角點的車頂物理坐標確定各角點在車身坐標系中的坐標；

第一參數標定子單元，用于利用所述標定參照對象上各角點的像素點坐標及各角點在車身坐標系中的坐標，標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

優(yōu)選地，所述標定參照對象為待標定車輛的車身四周在地面坐標系的投影點；

所述第二標定單元包括：

車身照片獲取子單元，用于獲取外部測量相機拍攝的全車身照片；

計算子單元，用于計算車身四周四個投影點在外部測量相機中的像素點坐標；

第二坐標確定子單元，確定所述車身四周四個投影點在車身坐標系中的坐標；

第二參數標定子單元，用于根據所述車身四周四個投影點在外部測量相機中的像素點坐標及其在車身坐標系中的坐標，標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

優(yōu)選地，所述計算子單元，具體用于基于車身顏色對所述全車身照片進行二值化，并提取車身邊緣像素點；利用所述車身邊緣像素點及霍夫變換，確定車身四周邊界直線；根據所述車身四周邊界直線的交點，得到車身四周四個點在外部測量相機中的像素點坐標。

優(yōu)選地，所述攝像頭標定裝置包括：

圖像獲取單元，用于在進行標定時，獲取待標定車輛攝像頭拍攝的所述地面標記物的圖像；

坐標確定單元，用于根據所述圖像獲取單元得到的圖像確定所述地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標；

坐標轉換單元，用于根據所述變換關系將所述地面標記物上各角點的地面物理坐標轉換為在車身坐標系中的坐標；

攝像頭參數標定單元，用于根據所述地面標記物上各角點在車身坐標系中的坐標，標定所述攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數。

本發(fā)明實施例提供的車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定方法及標定系統(tǒng)，借助于外部測量相機預先確定地面和車身坐標系的變換關系，在對任一車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭進行標定時，利用該變換關系，自動完成待標定車輛中各攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數標定。利用本發(fā)明方案不需要保證所有同類型車輛相機安裝位置固定，結構簡單、自動化程度高，針對每一輛車都可以實現(xiàn)自動標定。而且，不需要人工干預，不僅節(jié)省大量人力物力，而且保證了標定結果的準確性，大幅提升了標定效率，利于量產產線部署。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例中地面標記物的一種示例圖；

圖3是圖2中棋盤格標記物角點示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例中基于外部測量相機確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系的流程圖；

圖5是本發(fā)明實施例中在車輛頂部噴繪或放置棋盤格作為標定參照對象的示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例中將標定參照對象設置在待標定車輛的車身四周的示意圖；

圖7是本發(fā)明實施例中外部測量相機相對于地面坐標系和車身坐標的示例圖；

圖8是本發(fā)明實施例中利用車輛頂部的標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數的流程圖；

圖9是本發(fā)明實施例中利用車身四周的標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數的流程圖；

圖10是本發(fā)明系統(tǒng)實施例中攝像頭標定裝置的結構示意圖；

圖11是本發(fā)明系統(tǒng)實施例中坐標系變換關系測量裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明實施例的方案，下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。

車載全景環(huán)視系統(tǒng)的一種典型示例包括位于前車頭、后車尾、左右后視鏡的4路廣角攝像頭。當然，在實際應用中，攝像頭的安裝位置也可根據需要靈活設置，例如將攝像頭安裝在車窗位置等，只要滿足實現(xiàn)360度環(huán)視拼接的條件即可。車輛攝像頭包括但不限于4路廣角或魚眼攝像頭。比如，前方車頭左右側可以安裝2個，后方左右側可以安裝2個，左右車身可以各安裝2個或以上攝像頭。在對所述車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭進行標定時，需要針對該系統(tǒng)中的每個攝像頭分別進行標定。

本發(fā)明實施例提供的車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定方法及標定系統(tǒng)，借助于外部測量相機預先確定地面和車身坐標系的變換關系，在對任一車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭進行標定時，利用該變換關系，自動完成待標定車輛中各攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數標定。

如圖1所示，是本發(fā)明實施例車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定方法的流程圖，包括以下步驟：

步驟101，在標定區(qū)域鋪設地面標記物，并在標定區(qū)域上方設置外部測量相機，所述外部測量相機能夠拍攝到所述地面標記物、車頂及車身。

所述地面標記物包括但不限于棋盤格類型的物體，只要是具有矩形結構的任意尺寸的元素或元素組合都可以，例如a4、a0等大小的紙張，能滿足有效檢測出地面標記物角點的條件即可。

圖2是地面標記物的一種示例圖，如圖2中所示，在地面鋪設了8個棋盤格類型的噴繪標記，當然，棋盤格的數量不限于8個，也可以少于或多于8個，分別為棋盤格1、2、3、4、5、6、7、8，鋪設標準是車載全景環(huán)視系統(tǒng)中每個攝像頭至少能拍攝到其中一個棋盤格標記物(如圖中棋盤格2、4、5、7都可以去掉)。圖3是其中一個棋盤格的角點分布放大圖。

所述外部測量相機可以采用高清可變焦相機，也可以是手機或其他拍攝相機。該外部測量相機位置放置的準則是能夠拍攝到地面標定物和車頂及車身。

步驟102，將安裝有車載全景環(huán)視系統(tǒng)的待標定車輛放置在所述標定區(qū)域。

步驟103，基于外部測量相機確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系。

在確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系時，需要分別標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數及外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數，然后根據這些參數確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系。具體過程將在后面詳細描述。

需要說明的是，所述相機參數包括相機內參(比如焦距、圖像中心、畸變系數等)和外參(包括相機坐標系相對于其它參考坐標系的旋轉矩陣和平移矩陣)。本發(fā)明方案主要針對相機外參，后面提到的相機參數同樣是指相機外參，后續(xù)不再逐一說明。

步驟104，基于所述變換關系標定攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數。

具體標定過程如下：

1)利用待標定車輛攝像頭拍攝所述地面標記物的圖像。

2)確定所述地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標。

確定地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標時，首先通過角點檢測法檢測得到地面標記物上m(m大于等于4)個角點在相機平面坐標系中的坐標，即m個角點的像素點坐標。然后構建地面物理坐標系，具體構建方法為：從地面上任選一點作為坐標原點，如地面標定區(qū)域左上角等，以地面為xy平面，根據右手法則構建地面物理坐標系，記為o-xyz，由于地面標記物各個角點的距離及大小已知，選定坐標原點后就可以得到這些角點在地面物理坐標系o-xyz中的坐標，即m個角點的地面物理坐標。

所述角點檢測法可以是harris、fast、moravec等算法。

3)根據所述變換關系將所述地面標記物上各角點的地面物理坐標轉換為在車身坐標系中的坐標。

4)根據所述地面標記物上各角點在車身坐標系中的坐標，標定所述攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數。

根據張正友標定法即可得到所述攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數。

需要說明的是，在進行標定時，車載全景環(huán)視系統(tǒng)中的多個攝像頭的標定工作可以同步進行。

如圖4所示，是本發(fā)明實施例中基于外部測量相機確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系的流程圖，包括以下步驟：

步驟401，設置標定參照對象。

需要說明的是，所述標定參照對象的位置可以根據需要來設定。

比如，可以將標定參照對象設置在待標定車輛的車頂，具體地，可以在車輛頂部固定位置噴繪、放置一個標定參照對象或者直接將天窗作為標定參照對象。如圖5所示，在車輛頂部噴繪或放置棋盤格51作為標定參照對象。調整外部測量相機50的焦距到一合適位置，使其可視范圍恰好覆蓋車頂標定參照對象51和地面標記物所在區(qū)域。

再比如，可以將標定參照對象設置為待標定車輛的車身四周在地面坐標系的投影點，如圖6所示，直接利用車身四周四個點p1、p2、p3、p4在地面的投影進行標定。

步驟402，根據地面標記物標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數。

具體地，首先使用外部測量相機拍攝所述地面標記物的圖像；然后確定所述地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標；最后利用所述各角點的像素點坐標及地面物理坐標，標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數。

在確定地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標時，首先通過角點檢測法檢測得到地面標記物上k(k大于等于4)個角點在相機平面坐標系中的坐標，即k個角點的像素點坐標，記為{(uk,vk)|k∈{0,1,2,k-1}}。然后構建地面物理坐標系，具體構建方法為：從地面上任選一點作為坐標原點，如地面標定區(qū)域左上角等，以地面為xy平面，根據右手法則構建地面物理坐標系，記為o-xyz，由于地面標記物各個角點的距離及大小已知，選定坐標原點后就可以得到這些角點在地面物理坐標系o-xyz中的坐標，即k個角點的地面物理坐標，記為{(xk,yk,0)|k∈{0,1,2,k-1}}。

所述角點檢測法可以是harris、fast、moravec等算法。

基于上述k個角點的像素點坐標及地面物理坐標，利用張正友標定法等現(xiàn)有方法及單應變換，可以標定出外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數，分別記為外部測量相機坐標系相對于地面坐標系的旋轉矩陣ro、平移矩陣to。

步驟403，根據所述標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

前面提到，所述標定參照對象的位置可以根據需要來設定，而基于設置在不同位置的標定參照對象，標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數的具體過程會有所不同，將在后面舉例詳細說明。

步驟404，基于外部測量相機相對于地面坐標系和車身坐標系的相機參數確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系。

外部測量相機相對于地面坐標系o-xyz和車身坐標ow-xwywzw的示例如圖7所示，下面參照圖7，詳細說明地面坐標系和車身坐標系的變換關系的推導過程。

設地面坐標系o-xyz中任意一點坐標為(xo,yo,zo)^t，其在外部測量相機坐標系中的坐標為(x,y,z)^t，則有：

外部測量相機在地面坐標系中的坐標(xupo,yupo,zupo)^t滿足以下條件：

由上式(1.2)可以得到，外部測量相機在地面坐標系中的坐標：

同理可以得到外部測量相機在車身坐標系中的坐標：

假設車身坐標系相對于地面坐標系的旋轉矩陣為row,平移矩陣為tow，則基于上式(1.3)、(1.4)可以得出：

由坐標系旋轉變換關系可以得到：

ro＝rwrow(1.6)

由上式(1.6)可以得到：

將上式(1.7)代入上式(1.5)，得到：

如圖8所示，是本發(fā)明實施例中利用車輛頂部的標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數的流程圖，包括以下步驟：

步驟801，使用外部測量相機拍攝設置在車頂的標定參照對象的圖像。

步驟802，確定所述標定參照對象上各角點的像素點坐標及車頂物理坐標。

具體地，可以首先通過角點檢測法檢測得到所述標定參照對象上n(n大于等于4)個角點在相機平面坐標系中的坐標，即n個角點的像素點坐標，記為{(uupn,vupn)|n∈{0,1,2,n-1}}。然后構建車頂物理坐標系，具體構建方法為：以車頂的標定參照對象左上角或車頂中心等為原點(這里不做限制，可以選取車頂任一點作為原點)，其所處平面為xy平面，根據右手法則構建車頂物理坐標系，記為oup-xupyupzup。根據標定參照對象上各角點的位置關系即可計算出各個角點在車頂物理坐標系中的坐標，即n個角點的車頂物理坐標，記為{(xupn,yupn,0)|n∈{0,1,2,n-1}}。

所述角點檢測法可以是harris、fast、moravec等算法。

步驟803，根據所述標定參照對象上各角點的車頂物理坐標確定各角點在車身坐標系中的坐標。

具體地，以車中心或者車下任意一個投影到地面的點為原點，以地面為xy平面，根據右手法則建立車身坐標系ow-xwywzw，基于車頂坐標系xy平面和車身坐標系xy平面方向一致的條件，可以得出車身坐標系ow-xwywzw和車頂坐標系oup-xupyupzup只存在z軸方向的高度差以及x、y方向的平移，即車身坐標系ow-xwywzw到車頂坐標系oup-xupyupzup只存在平移變換twup。該平移變換可以根據車身參數并測量車頂坐標系原點相對于車身坐標系原點的位置提前得到。

例如，以車輛中心為原點，車頂標定參照對象位于車輛中心正上方，則平移矩陣twup＝{0,0,h}^t。基于步驟802中得到的所述標定參照對象上各角點的車頂物理坐標，可以得到所述標定參照對象上各角點在車身坐標系ow-xwywzw中的坐標，記為{(xwn,ywn,zwn)|n∈{0,1,2,n-1}}。其中，(xupn,yupn,0)＝(xwn,ywn,zwn)+twup。

步驟804，利用所述標定參照對象上各角點的像素點坐標及各角點在車身坐標系中的坐標，標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

基于所述標定參照對象上各角點的像素點坐標{(uupn,vupn)|n∈{0,1,2,n-1}}及其在車身坐標系中的坐標{(xwn,ywn,zwn)|n∈{0,1,2,n-1}}，使用張正友標定法等現(xiàn)有方法可以標定出外部測量相機相對于車身坐標系的外參，即外部測量相機坐標系相對于車身坐標系的旋轉矩陣rw、平移矩陣tw。

如圖9所示，是本發(fā)明實施例中利用車身四周的標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數的流程圖，包括以下步驟：

步驟901，使用外部測量相機拍攝全車身照片。

步驟902，計算車身四周四個投影點在外部測量相機中的像素點坐標。

具體地，首先基于車身顏色對所述全車身照片進行二值化，并提取車身邊緣像素點；利用所述車身邊緣像素點及霍夫變換，確定車身四周邊界直線；隨后求這些直線的交點，即是車身四周四個點在外部測量相機中的像素點坐標。

步驟903，確定所述車身四周四個投影點在車身坐標系中的坐標。

具體地，首先構建車身坐標系，車身坐標系的構建方法與前面提到的車頂物理坐標系的構建方法類似，在此不再贅述。車身四周四個投影點在車身坐標系中的坐標與車輛參數有關，根據車輛參數即可得到。

步驟904，根據所述車身四周四個投影點在外部測量相機中的像素點坐標及其在車身坐標系中的坐標，標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

具體地，可以利用張正友標定法得到外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

本發(fā)明實施例提供的車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定方法，借助于外部測量相機預先確定地面和車身坐標系的變換關系，在對任一車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭進行標定時，利用該變換關系，自動完成待標定車輛中各攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數標定。利用本發(fā)明方案不需要保證所有同類型車輛相機安裝位置固定，結構簡單、自動化程度高，針對每一輛車都可以實現(xiàn)自動標定。而且，不需要人工干預，不僅節(jié)省大量人力物力，而且保證了標定結果的準確性，大幅提升了標定效率，利于量產產線部署。

相應地，本發(fā)明實施例還提供一種車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定系統(tǒng)，該標定系統(tǒng)包括：地面標記物、外部測量相機、坐標系變換關系測量裝置、以及攝像頭標定裝置。其中，地面標記物鋪設在標定區(qū)域的地面上，外部測量相機設置在標定區(qū)域上方，并且該外部測量相機能夠拍攝到所述地面標記物、放置在所述標定區(qū)域的待標定車輛的車頂及車身。坐標系變換關系測量裝置用于預先基于外部測量相機確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系；攝像頭標定裝置用于根據所述變換關系對待標定車輛攝像頭進行標定。

需要說明的是，所述地面標記物包括但不限于棋盤格類型的物體，只要是具有矩形結構的任意尺寸的元素或元素組合都可以，能滿足有效檢測出地面標記物角點的條件即可。

另外，所述坐標系變換關系測量裝置可以基于外部測量相機并借助于待標定車輛或其它任意車輛得到地面坐標系和車身坐標系的變換關系。依據該變換關系，自動完成待標定車輛中各攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數標定。

上述坐標系變換關系測量裝置可以設置在待標定車輛或其它任意車輛上，上述攝像頭標定裝置可以設置在待標定車輛上。當然，所述坐標系變換關系測量裝置和攝像頭標定裝置也可以作為獨立的物理實體，獨立于待標定車輛及其它任意車輛，從而實現(xiàn)用一套設備完成對任意待標定車輛攝像頭參數的標定，對此本發(fā)明實施例不做限定。

如圖10所示，是本發(fā)明系統(tǒng)實施例中攝像頭標定裝置的一種結構示意圖。

在該實施例中，所述攝像頭標定裝置包括：

圖像獲取單元11，用于在進行標定時，獲取待標定車輛攝像頭拍攝的地面標記物的圖像；

坐標確定單元12，用于根據所述圖像獲取單元得到的圖像確定所述地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標；

坐標轉換單元13，用于根據所述變換關系將所述地面標記物上各角點的地面物理坐標轉換為在車身坐標系中的坐標；

攝像頭參數標定單元14，用于根據所述地面標記物上各角點在車身坐標系中的坐標，標定所述攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數。

上述坐標系變換關系測量裝置的一種具體結構如圖11所示，包括：

參照對象設置單元21，用于設置標定參照對象；

第一標定單元22，用于根據所述地面標記物標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數；

第二標定單元23，用于根據所述標定參照對象標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數；

計算單元24，用于基于外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數和相對于車身坐標系的相機參數確定地面坐標系和車身坐標系的變換關系。

上述第一標定單元22具體可以通過獲取外部測量相機拍攝的所述地面標記物的圖像；確定所述地面標記物上各角點的像素點坐標及地面物理坐標；利用所述各角點的像素點坐標及地面物理坐標，標定外部測量相機相對于地面坐標系的相機參數。

需要說明的是，所述標定參照對象的位置可以根據需要來設定，比如，可以將標定參照對象設置在待標定車輛的車頂，或者將標定參照對象設置在待標定車輛的車身四周。相應地，上述第二標定單元23標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數的具體方式會有所不同，對此下面舉例詳細說明。

例1：所述標定參照對象設置在待標定車輛的車頂，相應地，所述第二標定單元可以包括以下各子單元：

標定參照對象圖像獲取子單元，用于獲取外部測量相機拍攝的所述標定參照對象的圖像；

第一坐標確定子單元，用于確定所述標定參照對象上各角點的像素點坐標及車頂物理坐標，根據所述標定參照對象上各角點的車頂物理坐標確定各角點在車身坐標系中的坐標；

第一參數標定子單元，用于利用所述標定參照對象上各角點的像素點坐標及各角點在車身坐標系中的坐標，標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

例2：所述標定參照對象設置為待標定車輛的車身四周在地面坐標系的投影，相應地，所述第二標定單元可以包括以下各子單元：

車身照片獲取子單元，用于獲取外部測量相機拍攝的全車身照片；

計算子單元，用于計算車身四周四個在地面坐標系的投影點在外部測量相機中的像素點坐標；

第二坐標確定子單元，確定所述車身四周四個在地面坐標系的投影點在車身坐標系中的坐標；

第二參數標定子單元，用于根據所述車身四周四個在地面坐標系的投影點在外部測量相機中的像素點坐標及其在車身坐標系中的坐標，標定外部測量相機相對于車身坐標系的相機參數。

其中，所述計算子單元具體可以基于車身顏色對所述全車身照片進行二值化，并提取車身邊緣像素點；利用所述車身邊緣像素點及霍夫變換，確定車身四周邊界直線；根據所述車身四周邊界直線的交點，得到車身四周四個點在外部測量相機中的像素點坐標。

本發(fā)明實施例提供的車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭的標定系統(tǒng)，借助于外部測量相機預先確定地面和車身坐標系的變換關系，在對任一車載全景環(huán)視系統(tǒng)中攝像頭進行標定時，利用該變換關系，自動完成待標定車輛中各攝像頭相對于車身坐標系的攝像頭參數標定。利用本發(fā)明方案不需要保證所有同類型車輛相機安裝位置固定，結構簡單、自動化程度高，針對每一輛車都可以實現(xiàn)自動標定。而且，不需要人工干預，不僅節(jié)省大量人力物力，而且保證了標定結果的準確性，大幅提升了標定效率，利于量產產線部署。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上?？梢愿鶕嶋H的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。

以上對本發(fā)明實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體實施方式對本發(fā)明進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及系統(tǒng)；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。