[发明专利]相机外参评估方法、装置、相机外参标定方法和装置

权利要求书

1.一种评估立体相机的外参的准确性的外参评估方法，立体相机的外参表示相机坐标系与世界坐标系之间的变换关系，该世界坐标系的一个坐标平面与地面平行，称为地面平行坐标平面，该外参评估方法包括：

获得立体相机的外参；

获得立体相机拍摄得到的立体图像，该立体图像包括灰度图像和深度图像，其中立体相机拍摄的场景中存在垂直于地面的垂直边缘；

检测图像中的垂直边缘；

利用立体相机的外参将检测到的图像中的垂直边缘投影到世界坐标系中的地面平行坐标平面；以及

基于垂直边缘投影到地面平行坐标平面的投影形状与圆形的接近程度，评估该立体相机的外参的准确性。

2.根据权利要求1的外参评估方法，所述获得立体相机的外参包括：

获得立体相机对在地面上移动的同一个对象拍摄得到的多个立体图像；

检测该多个立体图像的每个中的该对象；以及

基于检测出的对象的顶部位置，计算立体相机的外参。

3.根据权利要求1的外参评估方法，所述检测图像中的垂直边缘包括：

检测图像中的边缘；

确定作为垂直边缘相交的点的消失点；以及

将相交于该消失点的直线作为垂直边缘。

4.根据权利要求3的外参评估方法，所述检测图像中的边缘包括：

使用Sobel算子利用[-1,0,1]模式的算子来检测图像中的边缘。

5.根据权利要求1的外参评估方法，所述基于垂直边缘投影到世界坐标系中的地面平行坐标平面的投影形状与圆形的接近程度，评估该立体相机的外参的准确性包括：

在将该投影形状看作椭圆的情况下，使用主成分分析PCA方法计算该椭圆的长轴和短轴；

基于长轴和短轴的值，来确定该投影形状与圆形的接近程度。

6.一种标定立体相机的外参的外参标定方法，立体相机的外参表示相机坐标系与世界坐标系之间的变换关系，该世界坐标系的一个坐标平面与地面平行，称为地面平行坐标平面，该外参标定方法包括如下步骤：

图像获得步骤，获得立体相机对在地面上移动的对象拍摄得到的多个立体图像；

对象及其顶部位置检测步骤，检测该多个立体图像的每个中的该对象，以及获得该对象的多个顶部位置；

外参计算步骤，基于检测出的该对象的多个顶部位置，计算立体相机的外参；

外参准确性评估步骤，评估立体相机的外参的准确性，

数据滤除步骤，如果立体相机的外参的准确性低于预定阈值，则

根据该对象的多个顶部位置和立体相机的外参，确定均值平面、上界平面和下界平面；以及

去除多个顶部位置之中位于上界平面和下界平面之间的顶部位置；

重复执行上述外参计算步骤、外参准确性评估步骤和数据滤除步骤，直到立体相机的外参的准确性高于预定阈值。

7.根据权利要求6的外参标定方法，其中所述外参准确性评估步骤包括：

获得立体相机拍摄得到的立体图像，该立体图像包括灰度图像和深度图像，其中立体相机拍摄的场景中存在垂直于地面的垂直边缘；

检测图像中的垂直边缘；

利用标定的立体相机的外参将检测到的图像中的垂直边缘投影到世界坐标系中的地面平行坐标平面；以及

基于垂直边缘投影到地面平行坐标平面的投影形状与圆形的接近程度，评估该标定的立体相机的外参的准确性。

8.一种评估立体相机的外参的准确性的外参评估装置，立体相机的外参表示相机坐标系与世界坐标系之间的变换关系，该世界坐标系的一个坐标平面与地面平行，称为地面平行坐标平面，该外参评估装置包括：

外参获得部件，获得立体相机的外参；

立体图像获得部件，获得立体相机拍摄得到的立体图像，该立体图像包括灰度图像和深度图像，其中立体相机拍摄的场景中存在垂直于地面的垂直边缘；

垂直边缘检测部件，检测图像中的垂直边缘；

垂直边缘投影部件，利用立体相机的外参将检测到的图像中的垂直边缘投影到世界坐标系中的地面平行坐标平面；以及

准确性评估部件，基于垂直边缘投影到地面平行坐标平面的投影形状与圆形的接近程度，评估该立体相机的外参的准确性。