[发明专利]基于路面共线三点及其平行线的单摄像机标定方法

摘要

本发明公开了一种基于路面共线三点及其平行线的单摄像机标定方法。包含如下步骤：(1)建立图像二维坐标系和地面二维世界坐标系；(2)在交通场景内选择车行道分界直线中的三点及平行的车行道边缘直线作为标定目标，测量三点间距和两条平行直线的间距，并获取标定目标在图像中对应像素的坐标；(3)求解平行线在地面世界坐标系中的角度；(4)求解摄像机的焦距和俯视角参数；(5)求解图像坐标系与地面世界坐标系中各对应点的坐标换算关系，最终完成摄像机标定。本发明不需要在交通场景中放置规则的标定矩形，仅需要交通标线上三点及其平行线，方法简单易用、针对性和通用性好。

主权项

一种基于路面共线三点及其平行线的单摄像机标定方法，包括以下步骤：1)建立地面世界坐标系XW-YW，其原点设定为透镜中心位置上垂直于摄像机光轴的直线与地面的交点，YW轴为摄像机光轴所在的且垂直于地面的平面与地面的交线，YW轴正方向为沿路面指向前方，XW轴为透镜中心位置垂直于摄像机光轴的平面与地面的交线，XW轴正方向为水平指向右方；2)建立图像坐标系XC-YC，其原点设定在图像的左下角(0，0)位置，XC轴水平指向右方，YC轴垂直指向上方；3)在路面中选取两条平行的交通标线，测量两平行线间的距离；在图像平面中，选取路面上每条平行直线在图像中对应投影线的10个像素点，用最小二乘法分别计算出两条直线在图像平面中的斜率与截距；在路面的两条平行线中，选取其中一条平行线上的三个点，并测量第一点与第二点间的距离以及第一点与第三点间的距离，在图像中，获得这三个点在图像平面中对应像素的坐标；4)在图像平面的水平方向作一条水平直线，分别求出它与两条投影直线的交点坐标，根据这两个交点的图像平面坐标、两平行线间距离、三个点的图像平面坐标及三点间彼此的距离，计算平行线在地面坐标系中的角度；5)根据平行线在地面世界坐标系中的角度、三个点的图像平面坐标及三点间距离、图像平面中水平直线与两条平行线投影直线的两交点坐标，求得摄像机的焦距、俯仰角参数，完成单摄像机的标定工作，最后根据针孔成像模型、相似三角型原理获得图像坐标系和地面世界坐标系之间坐标值的变换关系。