[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

说明书

技术领域

本发明总体地涉及图像处理，具体地，涉及基于图像处理的相机外参评估的方法和装置以及相机外参标定的方法和装置。

背景技术

近年来，利用诸如立体相机的图像捕获装置来获得图像，并基于对图像的分析和处理来进行对象定位、检测或跟踪等的应用越来越多。

为了精确地执行上述应用，通常需要预先对相机进行标定以便获得准确的相机参数。相机的参数包括相机的内部参数（通常简称内参）和外部参数（通常简称外参）。相机内部参数，是相机本身固有的参数，例如焦距、光心位置等。相机外参表示相机在世界坐标系（也称全局坐标系）中的位置和方向，从数学角度而言，相机外参表征了相机坐标系与指定的世界坐标系（也称为全局坐标系）之间的坐标变换关系。

使用错误的相机外参对涉及该双目相机的其他应用影响很大。比如，在涉及到将多个双目相机的检测结果融合在同一世界坐标系下的应用中会出现偏差，等等。

已经存在许多相机外参标定的方法。例如，一种典型方法是使用棋盘格进行双目相机标定，同时标定出相机的内参和外参。

专利文献US8212878提出了一种车载相机的标定装置。该标定装置包括：一台车载相机，一个相机参数计算单元，将相机拍到的路面上的标识使用图像处理方法识别出来并计算出相机参数。相机参数包括相机安装的高度和角度。一个相机参数标定单元，该单元使用参数计算单元输出的参数进行车载相机光轴的标定。

专利文献US8310539提出一种相机外部参数标定方法和装置。该装置包括：一个图像目标，一个二维计算单元，能检测图像中的特征点的二维坐标；一个三维计算单元，能计算特征点的三维坐标；以及一个参数计算单元，根据目标点每次移动后算得的二维坐标和三维坐标计算CCD相机的内参和外参。

专利文献US8184863B2提出一个速度检测系统。该发明提出一个使用图像传感器测量车的速度的系统。该系统在每帧图像中检测车辆，然后根据道路上的标记生成的透视图获得车的位置，其中使用路面上的四个参考点建立图像坐标系的透视图和世界坐标系之间的关系，另外时间信息由每帧图像的时间戳给出。

需要提供一种对标定的相机外参的准确性进行评价的技术，以及一种准确地标定相机外参的技术。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种便利且准确性高的相机外参评估方法和装置。

本发明的另一个目的在于提供一种准确的相机外参标定方法和装置。

根据本发明的一个方面，提供了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。

根据本发明的另一方面，提供了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。

利用本发明实施例的相机外参评估方法和相机外参评估装置，通过检测图像中的垂直线并评估该垂直线在地面的投影与圆形的接近程度来评估相机外参，能够便利地进行相机外参评估，特别适合于所拍摄的场景中存在较多垂直线的情况，例如办公室情景下。