[发明专利]一种基于线特征的车载360环视系统的流水线下线标定方法

说明书

本发明公开了一种基于线特征的车载360环视系统的流水线下线标定方法，包括鱼眼相机畸变去除、透视投影图直线检测；该方法利用已标定的相机内参去除鱼眼相机的畸变，并检测图像中存在的直线；通过直接线变换法求解相机外参矩阵H；利用Rodrigues变换将外参转换为位置t及欧拉角θ并采用Levenberg‑Marquardt(LM)算法对其进行优化并统计重投影误差；最后，根据优化后的相机外参生成全景环视图、各路单视图查找表并进行存储。至此，标定完成。该方法仅利用图像中线特征完成标定工作，为车载360环视系统的标定方法开辟了新的思路。

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，特别是一种基于线特征的车载360环视系统的流水线下线标定方法。

背景技术

硬件性能的快速提升使得越来越复杂的功能可被移植入车载域控制器中。360环视系统因其可以仅利用安装于车辆前、后、左、右的四颗鱼眼相机及可生成便于驾驶员快速理解车身周围场景的环视影像，极大的提升了低速狭窄路况及泊车等工况下的驾驶安全，因此为各大主机厂所青睐。特别地，由于国内路况复杂、泊车难度大，故国内消费者对该360环视辅助系统需求尤为强烈。相应的，越来越多的国内主机厂在车辆出厂时即为车辆配备该功能。

车载360环视系统通过计算机视觉及图像处理技术将四幅存在明显畸变的鱼眼图像实时校正并合成为一幅肉眼看起来无缝的全景拼接结果。为生成精确的全景拼接结果，要求车辆在下流水线时必须进行标定，以消除全景图中的拼缝。

目前，已有许多专利用来消除全景环视系统中拼缝，以辅助驾驶员快速理解周围场景。如专利《车载全景环视的标定系统及方法》中提出了一种车载全景环视的标定方法，该方解决了全景环视系统中的摄像机外参标定问题。专利《一种车载环视系统摄像头参数标定方法》提出了一种基于3维立体标定板的方法，以消除全景环视系统中拼缝。

上述专利中所提方法均采用基于点特征的方法实现标定，确保了全景环视系统中相邻相机在位置上没有明显偏差。但基于点的标定法一般要求标定场地宽度不小于6米，以确保标定结果的准确性。然而现实中流水线宽度不一定满足该标准，故而本专利提出一种基于线特征的车载360环视系统的流水线下线标定方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于线特征的车载360环视系统的流水线下线标定方法。

本发明采所用的技术方案是：一种基于线特征的车载360环视系统的流水线下线标定方法，包括如下步骤：

(1)鱼眼相机畸变去除

利用厂商提供的或标定的相机内参去除鱼眼相机的畸变，得到满足小孔成像原理的透视投影图像；鱼眼相机镜头一般是由十几个不同的透镜组合而成的，在成像的过程中，入射光线经过不同程度的折射，投影到尺寸有限的成像平面上，使得鱼眼镜头与普通镜头相比起来拥有了更大的视野范围，与此同时，其也引入了较大的畸变，鱼眼相机的径向畸变模型为r＝f*θ。首先将其转换为传统满足畸变模型为r＝f*tan(θ)的透视图像，详细推导过程如下：

记高宽分别为w和h的透视图像上任一点坐标为(u,v)，给定虚拟焦距f、水平及垂直视场角(fov_h,fov_v)，则该像素点在相机坐标系中的坐标为：

记ρ＝||x²+y²||，则易知其所对应相机入射角θ＝atan(ρ/z)，根据已标定的鱼眼相机径向畸变模型r＝f*θ及即可得到该像素点在理论传感器平面中的坐标，至此鱼眼相机的径向畸变已去除。进一步的，根据已标定鱼眼相机切向畸变参数A及t，即可得到该像素点对应原始鱼眼畸变图中的坐标遍历所有像素，即可得到畸变去除后的透视投影图。上述去畸变过程也可通过相机厂商的提供的畸变参数完成，本专利在此不再赘述。

(2)透视投影图直线检测