[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

说明书

本发明提供了车辆挡风玻璃和摄像头镜头联合标定的方法、系统和车辆。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，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，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。

技术领域

本发明涉及车辆挡风玻璃和摄像头镜头联合标定领域，用于源自二维图像的三维真实世界的映射，具体而言，涉及一种车辆挡风玻璃和摄像头镜头联合标定的方法、系统和车辆。

背景技术

在高级辅助驾驶以及自动驾驶中，摄像头是主要的传感器，完成从真实物理世界到CMOS图像传感器的投影。

在现有技术中，摄像头的畸变模型主要由内参来描述，摄像头模组生产厂商一般会在生产过程中通过特定的设备对模组内参进行标定，标定结果以畸变系数的形式传递给软件和算法，进行畸变矫正。但现在的畸变矫正设备都只是针对摄像头单独进行畸变矫正，并没有考虑玻璃的因素。

造成这种现象的原因包括集合了摄像头和玻璃的整体光学系统建模比较复杂，而且在整车集成和安装时有一定的倾角，之前的研究往往对镜头做球面假设，可以用极坐标来描述，因此当存在倾角的时候，无法用极坐标来描述这一特性。

因此需要对结合镜头和玻璃的联合光学系统的建模和标定提供新的方法。

授权公告号为CN 103481824 B的专利文献提供了一种用于从成像装置图像中去除反射光的装置和方法。所述装置包括：滤光器控制器，其被配置成以预定间隔向挡风玻璃或成像装置透镜输出用于控制至少一个滤光器的开启或关闭操作的控制信号，其中滤光器可以布置在车辆的挡风玻璃和摄像机透镜上以使反射光能够通过；图像获得单元，其被配置成获得由摄像机拍摄的图像，所述摄像机可以沿朝向车辆的挡风玻璃的方向安装；差分图像生成单元，其被配置成通过从滤光器被关闭时拍摄的通常图像中减去滤光器被开启时拍摄的反射图像，来生成差分图像；以及差分图像校正单元，其被配置成通过基于差分图像的模糊图像对差分图像中的与反射图像相对应的区域进行校正，来获得最终图像。

发明内容

本发明的目的在于实现结合车载摄像头镜头和挡风玻璃的联合光学系统的建模和标定。

此外，本发明还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本发明通过提供一种车辆挡风玻璃和摄像头镜头联合标定的方法、系统和车辆来解决上述问题，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：

一种车辆的挡风玻璃和摄像头镜头联合标定的方法，所述摄像头镜头布置于所述挡风玻璃的后方，其中，所述方法包括如下步骤：

S1：对所述挡风玻璃和所述摄像头镜头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为所述摄像头镜头的光学中心，Z轴为所述摄像头镜头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和没有所述挡风玻璃的情况下，计算所述物体在所述摄像头镜头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的光学轴线，其中包括

S21：考虑所述挡风玻璃对光线造成的折射来计算所述位移偏差，