[发明专利]一种基于黑白格角点匹配的自动标定方法

权利要求书

1.一种基于黑白格角点匹配的自动标定方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）采用黑白格的标定布作为标定模板，对摄像机采集到的汽车的前后左右四个方向的黑白格图像采用改进的harris角点检测算法分别检测图像的角点； 

（2） 对（1）中检测到的四幅图像通过黑白格匹配算法计算黑白格内部角点并建立角点之间的位置关系，形成角点网格；

（3） 根据（2）中得到的角点网格计算四个畸变图像的畸变中心点；

（4） 根据（3）中求出的畸变图像的畸变中心点、焦距以及镜头模型进行图像的畸变校正，把四幅图像校正为无畸变的图像；

（5） 根据车长、车宽以及实际视野的大小来计算最终输出视图的大小，并根据最终输出视图的大小计算四幅无畸变的图像的角点在虚拟鸟瞰全景图中的相对坐标以及在虚拟鸟瞰全景图视图中拼接与融合后的真实坐标位置；

（6） 根据（4）中得到的无畸变的图像，求出无畸变图像中的角点坐标与（5）中得到的虚拟鸟瞰全景图中角点真实坐标的单应性矩阵；

（7） 根据虚拟鸟瞰摄像机的位置和（6）中的单应性矩阵进行视角变换，把四幅无畸变的图像变换到以虚拟鸟瞰摄像机作为原点的虚拟鸟瞰摄像机的坐标系；

（8） 根据（7）中的虚拟鸟瞰摄像机的坐标系，求出该坐标系中的图像点与原始图像点之间的对应关系，生成查找表。

2.根据权利要求1所述的一种基于黑白格角点匹配的自动标定方法，其特征在于，所述改进的harris角点检测算法为：

 （1）采用水平梯度算子

，

垂直梯度算子

，

求得每个像素的水平梯度和垂直梯度和，并生成矩阵

，其中·

（2）对， 以及分别通过二阶高斯滤波函数

进行高斯滤波，其中为， 以及中的元素的标准差， 和是高斯模板中的元素的坐标和模板中心元素的坐标的差值；分别对， 和三个矩阵进行高斯滤波之后，再组成新矩阵；

（3）计算原图像上每个像素点的兴趣值，即R值：

，

其中和是每个像素点对应的矩阵对应的两个特征值；

（4）建立一个与图像同等大小的全零矩阵result来保存角点结果，依次搜索所有像素对应的矩阵的特征值，看是否两个都大于一定的阈值，满足条件的点在result中赋值为1；

（5）设定一个特定大小的窗口，让窗口在图像上移动，一个窗口中可能存在多个上一步中求出的角点，选择其中使得R的值最小的点作为角点，其余赋值为0。

3.根据权利要求1所述的一种基于黑白格角点匹配的自动标定方法，其特征在于，所述黑白格匹配算法为

（1）对图像进行高斯滤波，其中高斯模板为：

；

（2）根据检测到的角点的坐标，在每个角点坐标分别在x方向和y方向的坐标值加上一个预设的数值，若加上预设的数值后坐标值x方向或y方向的坐标值小于0或者大于图像的最大坐标，则表示该角点为图像边缘角点，应该被舍去；

（3）以黑白格内部或者边缘角点为圆心，以相邻两个角点之间距离的一半为半径分别做圆，绕圆一周，若圆周的颜色变化不为两次或四次，则将对应的角点去除；

（4）通过判断角点之间的位置关系、角度关系、距离关系、黑白格规律等几步判断来找出角点之间的相对位置；

（5）通过所有角点之间位置邻近关系的判定，形成角点网格。

4.根据权利要求3所述的一种基于黑白格角点匹配的自动标定方法，其特征在于，所述的黑白格规律为：针对角点1和角点2，取角点1和角点2的连接线为长，并取该连接线的一半为宽分别在连接线的两侧做矩形，并为两个矩形分别作对角线，若两矩形的对角线与除连接线外相对应的长的颜色分别一致，则角点1和角点2相邻，否则为不相邻。

5.根据权利要求1所述的一种基于黑白格角点匹配的自动标定方法，其特征在于，所述计算四个畸变图像的畸变中心点通过拟合圆的方式计算，方法如下：

（1）把角点网格的每行和每列分别通过最小二乘法拟合圆；

（2）依次取两个行拟合的圆和两个列拟合的圆来求畸变中心点；

（3）将求出的所有畸变中心点取平均值作为最终的畸变中心点。