[发明专利]相机标定方法、装置及系统

说明书

本申请提供了一种相机标定方法、装置及系统，方法应用于相机标定系统中的V2X计算平台，相机标定系统还包括：GPS定位仪、标定靶和相机；GPS定位仪设置于标定靶的正上方，用于采集标定靶的地图坐标；方法包括：获取相机对标定靶进行拍摄得到的待检测图像；通过目标检测算法确定待检测图像中标定靶的边界信息；根据标定靶的边界信息和预设深度估计算法，确定标定靶的三维世界坐标；基于标定靶的三维世界坐标、标定靶的三维地图坐标，通过ICP算法求得相机坐标与三维地图坐标的转换关系，以完成对相机的标定。本申请能够在不使用传统标定板的情况下进行准确地相机标定，方便应用于实际工程中。

技术领域

本申请涉及相机标定技术领域，尤其是涉及一种相机标定方法、装置及系统。

背景技术

随着V2X（vehicle to everything，即车对外界的信息交换）技术的发展，路端的监控相机不仅仅提供传统的监控和数据采集的功能，更多提供视觉的感知，并对特殊交通情况进行预判，能够极大程度上来提高路面交通道路的利用效率和规避潜在的风险。

在图像目标检测的算法中，通常都是像素级别的检测结果，在实际应用的场景，需要将二维的像素结果转化为三维世界坐标系的感知结果。传统的转换方式是通过使用各种形式的标定板对相机进行标定获得相机的外参，然后将目标检测得到的相机坐标系下的结果转到三维世界坐标系下，再将三维世界坐标系转换到任意三维地图坐标系下（例如E-N坐标系）。然而，V2X的相机通常安装高度比较高、焦距较大，上述传统的使用标定板识别标定板的角度的标定方法在实际工程上应用有很大的难度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种相机标定方法、装置及系统，能够在不使用传统标定板的情况下进行准确地V2X相机标定，方便应用于实际工程中。

第一方面，本申请实施例提供一种相机标定方法，方法应用于相机标定系统中的V2X计算平台，相机标定系统还包括：GPS定位仪、标定靶和相机；GPS定位仪设置于标定靶的正上方，用于采集标定靶的地图坐标；方法包括：获取相机对标定靶进行拍摄得到的待检测图像；通过目标检测算法确定待检测图像中标定靶的边界信息；根据标定靶的边界信息和预设深度估计算法，确定标定靶的三维世界坐标；基于标定靶的三维世界坐标、标定靶的三维地图坐标，通过ICP算法求得相机坐标与地图坐标的转换关系，以完成对相机的标定；三维地图坐标是基于所述标定靶的地图坐标、标定靶距离地面的高度和相机的安装高度确定的。

进一步的，上述通过目标检测算法确定待检测图像中标定靶的位置信息的步骤之前，还包括：获取相机的内参；通过相机的内参，对待检测图像进行畸变校正。

进一步的，上述通过目标检测算法确定待检测图像中标定靶的边界信息的步骤，包括：将待检测图像输入至预设目标检测模型中，得到模型输出结果；将模型输出结果按照预设转换算式进行转换，得到待检测图像中标定靶的预测位置信息；预测位置信息包括：标定靶对应的检测框的中心坐标值及表征检测框大小的值；根据标定靶的预测位置信息及预设边界处理算法，确定标定靶的边界信息。

进一步的，上述根据标定靶的预测位置信息及预设边界处理算法，确定标定靶的边界信息的步骤，包括：利用边缘提取算法对标定靶对应的检测框进行边缘提取；通过亚像素矫正算法对边缘提取得到的边界进行矫正处理；通过最小二乘法对矫正处理后的轮廓点进行运算，得到标定靶的边界信息。

进一步的，上述标定靶为球体；根据标定靶的边界信息和预设深度估计算法，确定标定靶的三维世界坐标的步骤，包括：通过以下算式计算标定靶的深度信息：

其中，depth表示所述标定靶的深度信息；f表示所述相机的焦距；D_world表示所述标定靶的真实直径；D_pixel表示所述标定靶在像素坐标系下的像素直径；基于标定靶的深度信息、及预先获取的相机的内参，确定标定靶的三维世界坐标。