[发明专利]车辆挡风玻璃和摄像头镜头联合标定的方法、系统和车辆

权利要求书

1.一种车辆的挡风玻璃(G)和摄像头镜头(C)联合标定的方法，所述摄像头镜头(C)布置于所述挡风玻璃(G)的后方，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：对所述挡风玻璃(G)和所述摄像头镜头(C)组成的光学系统进行联合建模，其中包括

S11：建立三维直角坐标系OXYZ，其中，原点O为所述摄像头镜头(C)的光学中心，Z轴为所述摄像头镜头(C)的光学轴线并朝车头方向指向，X轴和Y轴彼此正交并且所形成的XOY平面垂直于Z轴，

S12：将所述挡风玻璃(G)假定为具有均匀厚度H、折射率为常数n的具有光滑且平行表面的平板，并相对于所述摄像头镜头(C)的成像平面具有倾斜角度，

S13：假定待成像的物体在真实物理世界中相对于所述摄像头镜头(C)的光学中心在Z轴的方向上具有距离L，

S2：在存在有所述挡风玻璃(G)和没有所述挡风玻璃(G)的情况下，计算所述物体在所述摄像头镜头(C)上的成像像素点在真实物理世界的任一方向上的位移偏差，其中，所述任一方向被规定成垂直于所述摄像头镜头(C)的光学轴线，其中包括

S21：考虑所述挡风玻璃(G)对光线造成的折射来计算所述位移偏差，

S3：利用所述摄像头镜头(C)原本的内参畸变矫正以及所得到的位移偏差来实现所述光学系统的联合矫正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述位移偏差包括在以坐标系X,Y,Z＝L描述的物平面(OP)的X轴的方向上的投影分量位移偏差ΔX和/或在所述物平面(OP)的Y轴的方向上的投影分量位移偏差ΔY，其中，X和Y分别为所述物体在没有所述挡风玻璃(G)的情况下在真实物理世界在所述物平面(OP)的X轴和Y轴上的投影分量坐标值，计算公式分别为：

其中，在XOZ平面内，在没有所述挡风玻璃(G)的情况下，所述物体相对于所述摄像头镜头(C)的光学中心形成共轭像，令所述共轭像与所述物体的连线相对于Z轴的物体倾斜角度为θ_xz，所述挡风玻璃(G)的玻璃平面与X轴的倾斜角度为α_xz，其中，所述玻璃平面被定义为由所述挡风玻璃(G)的长度和宽度所形成的平面，

在YOZ平面内，在没有所述挡风玻璃(G)的情况下，所述物体相对于所述摄像头镜头(C)的光学中心形成共轭像，令所述共轭像与所述物体的连线相对于Z轴的物体倾斜角度为θ_yz，所述挡风玻璃(G)的玻璃平面与Y轴的倾斜角度为α_yz，其中，所述玻璃平面被定义为由所述挡风玻璃(G)的长度和宽度所形成的平面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述摄像头镜头(C)具有焦距f，

所述位移偏差包括在以坐标系X,Y,Z＝-f描述的像平面(IP)的X轴的方向上的投影分量位移偏差Δx和/或在所述像平面(IP)的Y轴的方向上的投影分量位移偏差Δy，其中，x和y分别为所述物体在没有所述挡风玻璃(G)的情况下在像平面(IP)的X轴和Y轴上的投影分量坐标值，计算公式分别为：

其中，在XOZ平面内，在没有所述挡风玻璃(G)的情况下，所述物体相对于所述摄像头镜头(C)的光学中心形成共轭像，令所述共轭像与所述物体的连线相对于Z轴的物体倾斜角度为θ_xz，所述挡风玻璃(G)的玻璃平面与X轴的倾斜角度为α_xz，其中，所述玻璃平面被定义为由所述挡风玻璃(G)的长度和宽度所形成的平面，

在YOZ平面内，在没有所述挡风玻璃(G)的情况下，所述物体相对于所述摄像头镜头(C)的光学中心形成共轭像，令所述共轭像与所述物体的连线相对于Z轴的物体倾斜角度为θ_yz，所述挡风玻璃(G)的玻璃平面与Y轴的倾斜角度为α_yz，其中，所述玻璃平面被定义为由所述挡风玻璃(G)的长度和宽度所形成的平面。