[发明专利]一种用于AR-HUD的快速标定方法

权利要求书

1.一种用于AR-HUD的快速标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、计算AR光机投影平面与工业相机像平面之间单应矩阵H；

步骤S2、ADAS相机和工业相机分别拍摄编码标定板，提取ADAS相机、工业相机拍摄编码标定板的圆心坐标和编码值；

步骤S4、将工业相机采集的编码标定板的圆心坐标，通过单应矩阵H转换到AR光机投影平面坐标系下；

步骤S5、计算ADAS相机与编码标定板之间的第一投影矩阵Pa，计算AR光机与编码标定板之间的第二投影矩阵Pp；

步骤S6、将第一投影矩阵Pa采用QR分解为第一内参矩阵Ma、第一旋转矩阵Ra和第一平移矩阵ta，将第二投影矩阵Pp采用QR分解为第二内参矩阵Mp、第二旋转矩阵Rp和第二平移矩阵tp；

步骤S7、采用列文伯格-马夸尔特算法对第一内参矩阵Ma、第一旋转矩阵Ra和第一平移矩阵ta进行优化迭代，采用列文伯格-马夸尔特算法对第二内参矩阵Mp、第二旋转矩阵Rp和第二平移矩阵tp进行优化迭代；

步骤S8、基于优化迭代后的第一内参矩阵Ma、第一旋转矩阵Ra、第一平移矩阵ta、第二内参矩阵Mp、第二旋转矩阵Rp和第二平移矩阵tp，采用列文伯格-马夸尔特算法对ADAS相机与AR光机的第一姿态变换矩阵R、第二姿态变换矩阵t进行优化迭代；

步骤S9、基于优化迭代后的第一内参矩阵Ma、第一旋转矩阵Ra、第一平移矩阵ta、第二内参矩阵Mp、第二旋转矩阵Rp、第二平移矩阵tp、第一姿态变换矩阵R和第二姿态变换矩阵t，实现ADAS相机与AR光机之间的标定。

2.根据权利要求1所述的用于AR-HUD的快速标定方法，其特征在于，步骤S2和步骤S4之间，进一步包括：

步骤S3、剔除ADAS相机与工业相机所拍摄图像中编码值非交集的部分图像。

3.根据权利要求1所述的用于AR-HUD的快速标定方法，其特征在于，所述步骤S1，进一步包括：

AR光机投影已知圆心坐标(upi，vpi)的原始图像至前挡玻璃；

工业相机采集投射到前挡玻璃上的图像，提取投射图像的圆心坐标(uci，vci)；

单应矩阵H通过以下表达式进行计算：

4.根据权利要求1所述的用于AR-HUD的快速标定方法，其特征在于，所述步骤S5，进一步包括：

第一投影矩阵Pa通过以下表达式进行计算：

其中，(Xwi，Ywi，Zwi)为编码标定板的3D坐标，(uai，vai)为ADAS相机所采集的投射到前挡玻璃上的图案所对应提取的圆心坐标；

第二投影矩阵Pp通过以下表达式进行计算：

其中，(Xwi，Ywi，Zwi)为编码标定板的3D坐标，(upi，vpi)为经步骤S4转换得到的圆心坐标。

5.根据权利要求1所述的用于AR-HUD的快速标定方法，其特征在于，所述步骤S7，进一步包括：

针对ADAS相机，采用列文伯格-马夸尔特算法，求解以下迭代优化方程：

其中，f为第一投影矩阵Pa关系函数，mai为ADAS相机所采集的投射到前挡玻璃上的图案所对应的像点，Pw为编码标定板的世界坐标点；

针对AR光机，采用列文伯格-马夸尔特算法，求解以下迭代优化方程：

其中，f为第二投影矩阵Pp关系函数，mpi为AR光机所对应的像点，Pw为编码标定板的世界坐标点。

6.根据权利要求1所述的用于AR-HUD的快速标定方法，其特征在于，所述步骤S8，进一步包括：

采用列文伯格-马夸尔特算法，求解以下迭代优化方程：

其中，第一内参矩阵Ma、第二内参矩阵Mp取值固定，以第一姿态变换矩阵R、第二姿态变换矩阵t为优化目标进行求解。

7.根据权利要求1所述的用于AR-HUD的快速标定方法，其特征在于，所述编码标定板，采用施耐德编码图案。