[发明专利]一种用于AR-HUD的快速标定方法

说明书

本发明涉及汽车显示技术领域，更具体的说，涉及一种用于AR‑HUD的快速标定方法。本方法包括：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、分别拍摄编码标定板；步骤S4、将工业相机采集的编码标定板的圆心坐标，转换到AR光机投影平面坐标系下；步骤S5、计算投影矩阵；步骤S6、将投影矩阵采用QR分解；步骤S7、采用列文伯格‑马夸尔特算法优化迭代QR分解以后的值；步骤S8、采用列文伯格‑马夸尔特算法对第一姿态变换矩阵R、第二姿态变换矩阵t进行优化迭代；步骤S9、实现ADAS相机与AR光机之间的标定。本发明只需采集两次图像即可完成整个标定过程，标定流程简单，采用圆形标识的编码标定板，提升了标定的精度与稳定性。

技术领域

本发明涉及汽车显示技术领域，更具体的说，涉及一种用于AR-HUD的快速标定方法。

背景技术

AR-HUD(Augmented Reality-Head Up Display，增强现实抬头显示系统)将挡风玻璃作为显示屏，通过内部特殊设计的光学系统AR光机，将图像信息精确地结合于实际交通路况中，将胎压、速度、转速等信息投射到前挡风玻璃上，使车主在行车中，无需低头就能查看汽车相关信息。

高级驾驶辅助系统(ADAS，Advanced Driving Assistance System)是利用安装在车上的各式各样传感器(毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航)，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。

AR-HUD结合ADAS等功能，可以及时有效的显示车辆信息以及车辆周边环境信息，也为实现全面自动驾驶提供了有利条件和重要支撑。

为了实现AR-HUD投影图像与车外物体等环境信息的完美贴合，需要对AR-HUD进行标定，其中最重要的是标定AR-HUD投影光机的内参以及AR光机与ADAS之间的旋转矩阵R、平移矩阵t。

目前，AR-HUD标定的经典方法是SPAAM(单点主动对准方法)，图1揭示了现有技术的AR-HUD的标定方案示意图，如图1所示的单点主动对准方法，通过在AR光机102的投影图上标识n个已知像点(ui，vi)，在空间中移动特定物体101(比如手指)使人眼104观测到的像点与特定物体101重合，ADAS相机103定位特定物体101的空间3D坐标(Xi，Yi，Zi)。已知n个像点坐标(ui，vi)及其对应的3D坐标(Xi，Yi，Zi)，即可进行标定解算。

但是，上述方法存在标定效率低下、标定误差较大等缺点。

针对上述方法，目前已有一些改进方法，其中，最明显的改进是采用工业相机替代人眼，通过AR光机投影图像，典型的投影图像为一张已知角点的棋盘格图像；工业相机采集前挡玻璃上的图像，提取工业相机棋盘格角点；计算投影图像与工业相机像平面之间的单应矩阵H；关闭AR光机，多次变换车外已知实际物理尺寸的棋盘格标板姿态，工业相机、ADAS相机同时采集对应的图像；将工业相机采集到图像经过单应矩阵变换到AR光机像素坐标下，通过张氏标定方法进行标定。

上述改进方法虽然提升了标定精度，但是由于存在多次采集图像，还是存在标定效率低下的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于AR-HUD的快速标定方法，解决现有技术中对于AR-HUD的标定精度低且标定效率低下的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于AR-HUD的快速标定方法，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；