[发明专利]用于对自动车辆车载的摄像机的位置进行角度校准的方法

权利要求书

1.一种通过估计定义在与相机相关的坐标系(X_c,Y_c,Z_c)和与车辆相关的坐标系(X_v,Y_v,Z_v)之间的旋转的校准矩阵(R_e)来对自动车辆车载的摄像机的位置进行角度校准的方法，所述旋转被定义为俯仰角(a_x)、偏航角(a_y)和滚转(a_z)角，

在所述车辆在公路上的位移阶段期间，所述方法包括以下步骤：

a)拍摄所述公路的场景的视频图像序列，所述序列中的每一图像包括表示平行的行车道的地面标记的多个感兴趣迹线；

b)检测所述视频图像上的边缘(10)以获得每一图像中对应于所述感兴趣迹线的直线边缘列表(D_k)；

c)通过向每一边缘应用根据校准矩阵的估计的旋转来纠正(12)所述边缘列表；

d)通过检测向在步骤c)获得的经纠正边缘列表应用的消失点的方法来计算(16)残余俯仰角和偏航角；

e)通过应用根据在步骤d)计算出的所述残余俯仰角和偏航角的旋转来更新(18)所述校准矩阵的估计；

所述方法的特征在于，所述方法包括以下后续步骤：

f)通过以下方式从在步骤c)获得的经纠正边缘列表以及在步骤e)获得的所述校准矩阵的估计中计算(20；28,32,34,35)残余滚转角：

基于所述边缘列表来估计至少两个行车道的相应宽度；

比较这样估计出的相应宽度，并计算至少一个车道宽度差异；以及

假设所述车道的真实宽度是相同的情况下，根据这样计算出的宽度差异来计算所述滚转角；

g)通过应用根据在步骤f)计算出的所述残余滚转角的旋转来更新(40)所述校准矩阵的估计；以及

h)对至少一个图像序列迭代步骤c)到g)，直到所述残余俯仰角、偏航角和滚转角小于预定阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，估计所述滚转角的步骤f)包括如下后续步骤：

f1)通过向每一边缘应用根据所述校准矩阵的估计的旋转和根据滚转矩阵的估计的旋转来纠正(28)所述边缘列表；

f2)对于每一图像，基于在步骤f1)获得的所述边缘列表并根据车道宽度参考(W_e)：

计算(32)在所述图像中检测到的所述行车道中的每一个行车道的宽度，以及

为在所述图像中检测到的每一对行车道计算(32)残余滚转角；

f3)对于所述图像序列，根据在步骤f2)针对所述序列中的不同图像估计出的车道宽度来计算(36)平均宽度；

f4)对于所述图像序列，基于在步骤f2)针对所述序列中的不同图像计算出的残余滚转角来计算(34)平均残余滚转角；

f5)通过应用根据在步骤f4)计算出的平均残余滚转角的旋转来更新所述滚转矩阵，以及

依据在步骤f3)计算出的平均宽度来更新所述车道宽度参考；

f6)迭代步骤f1)到f5)，直到所述残余滚转角小于预定阈值；以及

f7)提取基于所述滚转矩阵估计出的滚转角。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述行车道中的每一个行车道的宽度和每一对行车道的滚转角的步骤f2)包括：

在于当前图像中检测到两个以上行车道的情况下，将三个车道宽度值和两个残余滚转角值作为输出来递送；

在于所述当前图像中检测到两个行车道的情况下，将仅两个车道宽度值和一个滚转角值作为输出来递送；

在于所述当前图像中检测到仅一个行车道的情况下，将仅一个车道宽度值作为输出来递送。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤f2)，估计所述行车道中的每一个行车道的宽度包括应用以下关系：

是车道宽度的估计，

H_v是所述相机相对于所述地面的高度，

α是所述车辆相对于其所运行的车道的轴的角度，以及

a₁和a₂是对所述图像中的行车道进行划界的边缘的指示系数。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤f2)，估计所述滚转角包括应用以下关系：

W是宽度车道参考或其估计，

和是所考虑的一对车道的车道宽度估计，

α是所述车辆相对于其所运行的车道的轴的角度，以及

H_v是所述相机相对于所述地面的高度。