[发明专利]车载摄像头单板单图带中继镜的产线标定方法及装置

说明书

本发明公开了一种车载摄像头单板单图带中继镜的产线标定方法及装置，方法包括：S1、由车载摄像头获取一张标定模板通过中继镜形成的虚像作为标定模板图像；S2、提取标定模板图像中实心圆圆心的像素位置坐标；S3、计算车载摄像头标定参数的初始值；S4、对标定参数的初始值进行优化，得到精确的车载摄像头的标定参数。本发明装置包括中继镜、标定模板和待标定的车载摄像头，中继镜设于车载摄像头的镜头和标定模板之间。本发明节省了产线标定时间，提高了单位时间产量，可模拟出不同的对焦距离，从而实现对不同类型摄像头产线上准确、高效地标定，兼容性较高。

技术领域

本发明涉及摄像头标定方法领域，具体是一种车载摄像头单板单图带中继镜的产线标定方法及装置。

背景技术

随着驾驶辅助和自动驾驶技术的推广，汽车正越来越多地使用摄像头，例如通过双目摄像头完成测距、3D环境感知等。摄像头的标定是实现以上车载摄像头3D应用的关键。在基于摄像头的测量及视觉应用中，物体点在空间的三维位置与其在图像中对应二维像素点位置之间的关系,数学上用几何投影模型来描述。该模型的参数一般通过对尺寸已知的标定图案(例如实心圆阵列或者黑白棋盘格)拍照、图像处理及计算得到，这个确定摄像头投影模型参数的过程即称之为标定。这些参数包括：内参数，指摄像头成像时的主点位置c_x、c_y及镜头焦距f_x、f_y，此类参数只与摄像头本身相关；外参数，指摄像头在空间的位置，一般指摄像头在某一参照坐标系内的旋转向量R及平移向量T；畸变，指摄像头拍照过程中，物点在图像中实际对应像素位置与基于成像模型计算的理论投影点之间的偏差，该偏差一般由径向畸变参数k₁、k₂、k₃及切向畸变参数p₁、p₂来描述，其主要是由镜头及摄像头模组的设计、制造及组装误差引起。

当前摄像头通用的标定解决方案有两个限制。其一，由于使用的标定算法要求从不同角度拍多张标定模板的图像，当前产线上或者旋转2D平面标定模板，或者使用由多块平面标定模板(互相之间有固定角度)拼接的标定立体模板。旋转标定模板的装置机构复杂，并且旋转拉长了测量时间，降低单位时间产量，从而增加了成本。多块平面标定模板拼接的立体模板除了成本增加以外，或者需要按一定角度精确固定，或者需要在使用前高精度测量立体模板本身。

现有专利CN 209640928 U(深圳市普渡科技有限公司，申请日2019.03.31)介绍了一种摄像头产线上的标定装置，该设备包括：支撑架、机械臂以及固定于机械臂上的标定模板。该装置通过控制机械臂移动标定模板至多个位置并对各个标定位置拍摄的图像进行分析处理，完成相机标定。该专利需多次调整机械臂移动标定模板的位置，进行多图标定，用时较长，操作较复杂，并且该专利对对焦距离较远的摄像头无法进行准确的标定。

专利CN 110490940 A(北京迈格威科技有限公司，申请日2019.08.15)介绍了一种基于棋盘格单幅图像的相机标定方法和装置，该方法可实现相机参数的快速标定。该专利主要是根据棋盘格图像上获取的两组平行线对应的两个消失点，利用这两个消失点的像素坐标通过绝对二次曲线方程得到相机的内参数。该专利对对焦距离较远的摄像头无法进行准确的标定。

专利CN 207123866 U(成都通甲优博科技有限责任公司，申请日2017.07.26)介绍了一种基于单帧图像标定的标定系统，该方法能够基于一幅标定图像完成相机标定。该专利使用的标定模板由具有固定间距的方块阵列和至少八个位于阵列图像四角外侧的球状标定件组成，结构复杂，并且该专利对对焦距离较远的摄像头无法进行准确的标定。

专利CN 106570907 B(海信集团有限公司，申请日2016.11.22)介绍了一种相机标定方法及装置。该方法通过简单的线性关系求解出相机分别沿世界坐标系其中两个轴方向的旋转角度然后求解相机的其它参数。该专利没有涉及畸变参数的标定，只标定出相机焦距及外参数，并且该专利对对焦距离较远的摄像头无法进行准确的标定。