[发明专利]一种相机外部参数的动态标定方法

说明书

一种相机外部参数的动态标定方法；包括步骤S1：在车辆缓慢行驶过程中，设定一个或多个标记点，并获取相应的GPS的位置；步骤S2：通过变换矩阵M[T|t]将所述一个或多个标记点投影到所述车辆摄像装置所获取的图像中，得到所述一个或多个标记点在所述图像上的理论投影坐标；步骤S3：构建和T、t相关的损失函数，计算误差。通过摄像装置中的标记点的坐标观测值和通过一系列变换得到的坐标估计值之间，构建旋转平移变换矩阵T、时间延迟t相关的损失函数，可一次性完成T、t的标定。

技术领域

本发明涉及智能驾驶领域，具体涉及一种相机外部参数的动态标定方法。

背景技术

目前，自动驾驶地图的精度是在GPS坐标系下进行衡量的，也就是说地图上的每个点需要用GPS坐标进行表示。在多传感器的方案中，相机和GPS可能不是同时安装在车辆的相同位置，而是可能相隔了2～3米的距离。因此需要对相机的外参进行标定，建立相机和GPS模块的空间位置关系。如果不进行相机外参的标定，直接根据相机的图像和车体的位置进行建图，最终可能就会产生两三米的误差。

而传统的标定方法，需要将相机和IMU(IMU上有GPS模块)很近地绑在一起，然后剧烈地晃动，激发IMU的轴和相机的轴贴在一起，从而使得IMU的轨迹和相机的轨迹贴合，完成相机的标定。但是安装在车上的相机和IMU不能晃动，因此传统的标定方法不适用。

而外参的静态标定方法在每次测量时需要在车辆周围架设至少3个标记点，并且为了提高标定的准确度，需要采集多次测量的数据。因此完成一次标定需要不断挪动车辆和标记点，使用静态标定方法完成一次外参标定的耗时比较长。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种相机外部参数的动态标定方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤S1：在车辆行驶过程中，设定一个或多个标记点，并获取相应的GPS的位置；

步骤S2：通过变换矩阵M[T|t]将所述一个或多个标记点投影到所述车辆摄像装置所获取的图像中，得到所述一个或多个标记点在所述图像上的理论投影坐标；

步骤S3：构建和T、t相关的损失函数，计算误差，该误差与M[T|t]相关，损失误差函数如下：

K:相机的内参矩阵；

T^b：IMU的姿态和位置；

V^b：IMU三轴的速度；

第i个标记点的GPS坐标；

第i个标记点在图像中的位置；

T是旋转平移变换矩阵，包括旋转和平移；

t是时间延迟；

步骤S4：通过最小二乘法优化M[T|t]的值，重复步骤S1-步骤S3，直至损失函数的值低于指定阈值，此时M[T|t]的取值作为标定的结果。

优选地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：将所述一个或多个标记点的实际GPS位置转换到以IMU为坐标原点的IMU坐标系下，得到点P1；

步骤S22：通过变换矩阵M[T|t]将P1转换到以所述摄像装置为坐标原点的坐标系下，得到点P2；

步骤S23：通过所述摄像装置自身的投影矩阵将P2转换到所述车辆摄像装置所获取的图像坐标系下，得到该点在图像上的理论投影坐标。

优选地，在步骤S1中，所述摄像装置设置在车顶或车辆的四周。

优选地，所述摄像装置包括多台摄像机，各摄像机获取的图像之间有重叠区域。