[发明专利]摄像头实时标定方法、系统和装置

说明书

本发明涉及一种摄像头实时标定方法，其通过步骤S110，获取摄像头坐标系与世界坐标系之间夹角的初始值；步骤120，获取摄像头在所述摄像头坐标系中沿坐标轴方向旋转的角速度；步骤121，根据所述角速度通过对时间积分获得额定时间内所述夹角的角度变化量；步骤130，将所述夹角的初始值与所述角度变化量进行叠加，获得摄像头坐标系与世界坐标系之间夹角的调节值，用以标定所述摄像头的外部参数。因此，用户无需使用标定板方法对摄像头进行标定，可由用户自行安装。此外，还提供一种摄像头实时标定系统和装置。

技术领域

本发明涉及辅助驾驶，特别是涉及一种全自动化、高精度、低成本的摄像头实时标定方法、系统和装置。

背景技术

高级辅助驾驶系统(Advanced Driver Assistance System，简称ADAS)是一种新兴技术。传统的汽车安全技术(如安全带等)是被动安全技术，即在危险发生后被动地保护车内人员安全。而ADAS是一种主动安全技术。它通过特定的传感器系统实时监测当前的驾驶环境，并及时对潜在的危险进行预警。

车载摄像头作为高级辅助驾驶系统中的一个主要传感器，在车道偏离预警、车辆识别、行人识别、车距监控等方面都有重要作用。通常在摄像头安装在车辆上以后，需要对摄像头的外部参数进行标定，以得到准确的图像坐标系和世界坐标系的转换关系。摄像头的外部参数指的是摄像头坐标系与世界坐标系之间3个夹角。摄像头坐标系与世界坐标系之间夹角包括俯仰角、翻滚角和/或偏航角。

通常地，车载摄像头使用标定板方法进行标定。这一标定方法通过拍摄不同位置的标定板图片并对图片上的特定点进行计算，从而得到摄像头的外部参数。这一标定过程需要用到的设备较多，包括标准标定板、摄像头连接线、用于计算的笔记本电脑和计算软件等，效率低，使用不方便。由于标定过程涉及精确移动标定板及计算参数，因此这一标定方法要求操作者对标定原理有一定了解，不适合未经培训的普通人员采用。此外，这一标定方法耗费时间也比较长。

这一方法在实际使用中也有诸多问题。目前的高级驾驶辅助设备基本都是面向普通消费者的产品，即非车辆出厂预装，而是用户根据自身需求另行购买。这导致用户无法自行安装该产品，而要到经销商指定的安装点，由专业技术人员花费数小时安装，极大地影响了消费者的体验。

此外，在实际使用过程中，因震动、结构件老化等原因，摄像头经常会从已标定的原安装位置产生微小的位移和旋转。此时一方面需要用户重新去安装点标定，另一方面如果用户未察觉到这一变化，会导致系统输出发生偏差，甚至影响安全。

发明内容

基于此，有必要提供一种全自动化、高精度、低成本的摄像头实时标定方法。

在本发明的其中一个实施例中，摄像头实时标定方法包括获取摄像头坐标系与世界坐标系之间夹角的初始值；

获取摄像头在所述摄像头坐标系中沿坐标轴方向旋转的角速度；

根据所述角速度通过对时间积分获得额定时间内所述夹角的角度变化量；

将所述夹角的初始值与所述角度变化量进行叠加，获得摄像头坐标系与世界坐标系之间夹角的调节值，用以标定所述摄像头的外部参数。

在本发明的其中一个实施例中，所述方法中，所述夹角的初始值为：在静态时基于传感器测量得到摄像头坐标系与世界坐标系之间的夹角；或者

计算当前时刻用以标定所述摄像头的外部参数的调节值时，所述夹角的初始值为：前一时刻依据所述根据所述夹角的初始值及所述相应坐标轴方向上的角度变化量、获取摄像头坐标系与世界坐标系之间夹角的调节值的步骤而获取的调节值，或者，前一时刻依据所述通过将所述当前值与所述调节值进行线性叠加对所述调节值进行修正的步骤而获取的修正后的结果。

在本发明的其中一个实施例中，所述采用加速度计获取俯仰角的所述初始值或所述当前值的步骤、或所述采用加速度计获取翻滚角的所述初始值或所述当前值的步骤中包括：