[发明专利]车载摄像机外参数交互式标定方法

摘要

本发明公开了一种车载摄像机外参数交互式标定方法，目的是在事先取得摄像机内参数的条件下，通过合理构造标定场景以及简单人机交互实现高精度摄像机外参数标定。技术方案是：先得到摄像机内参数；接着在平坦地面上构建拥有三条标定直线的标定场景；然后构建辅助坐标系，通过人机交互定位地面三条标定线在摄像机图像中的图形和位置，并求取标定线在世界坐标系与辅助坐标系中的坐标及其对应关系；最后利用标定线坐标及其对应关系求取摄像机外参数。采用本发明可以同时求出所有摄像机外参数，参数求解完备；采用本发明可克服摄像机镜头畸变对外参数标定的影响，保证标定过程的可靠性；本发明标定场景构造简单，实现方便、可操作性强。

主权项

1.一种车载摄像机外参数交互式标定方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，由摄像机供应商提供或通过标定得到摄像机内参数k₁,k₂,k₃,p₁,p₂,f_x,f_y,c_x,c_y，其中，k₁,k₂,k₃为径向畸变系数，p₁,p₂为切向畸变系数，f_x,f_y为以像素为单位的焦距，c_x,c_y为图像基准点坐标；第二步，在平坦地面上构建拥有三条直线的标定场景，这三条直线称为标定线，是在世界坐标系中的直线，使得标定线中的两条直线与载有摄像机汽车的纵轴平行，第三条直线与前两条直线垂直相交，并且保证三条标定线与两个交点在摄像机图像中可见；第三步，构建辅助坐标系，通过人机交互定位地面三条标定线在摄像机图像中的图形和位置，并求取标定线在世界坐标系与辅助坐标系中的坐标及其对应关系，方法是：步骤1，构建辅助坐标系构建二维坐标系O’_C-X’_CY’_C作为辅助坐标系，其坐标原点O’_C在摄像机坐标系O_C-X_CY_CZ_C的（0，0，1）点，X’_C轴与X_C轴平行，Y’_C轴与Y_C轴平行，坐标定义为：公式四式中，（X_C，Y_C，Z_C）是一个点的摄像机坐标系坐标，（X’_C，Y’_C）是点（X_C，Y_C，Z_C）对应的O’_C-X’_CY’_C坐标系坐标；步骤2，创建标定图形在辅助坐标系中创建标定图形，该标定图形为两条竖线与一条横线，利用第一步中的摄像机内参数以及公式三求取辅助坐标系中标定图形在摄像机图像中对应的形状和位置，将标定图形叠加显示在摄像机图像上；公式三式中，（X_C，Y_C，Z_C）是一个点的摄像机坐标系坐标，（U，V）是（X_C，Y_C，Z_C）这个点对应的O_I-UV图像坐标系的坐标，O_I-UV图像坐标系的原点在像素坐标最小的点O_I上，横向像素增大的方向定义为U轴方向，纵向像素增大的方向定义为V轴方向，以像素为单位；步骤3，通过人机交互定位标定图形根据摄像机图像中的标定图形与标定线的相对关系，采用图像处理算法或通过人机交互的方法，调整辅助坐标系O’_C-X’_CY’_C中标定图形的三条直线的参数，使得摄像机图像中的标定图形与标定线重合；步骤4，求取标定线在世界坐标系与辅助坐标系中的坐标及其对应关系由于步骤3中摄像机图像中的标定图形与标定线已经重合，所以标定线在辅助坐标系下的坐标等于标定图形在辅助坐标系下的坐标。