CN106296703A - 标定板、摄像头标定方法和装置 - Google Patents

Abstract

标定板、摄像头标定方法和装置，所述标定板包括标定基板，所述标定基板的上表面设置有标定区域和定位区域；所述标定区域，适于对车载摄像头的外部参数进行标定；所述定位区域，适于确定所述标定板在所述车载摄像头视场内的摆放位置。上述的方案，可以提高车载摄像头标定的准确性。

Description

标定板、摄像头标定方法和装置

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种标定板、摄像头标定方法和装置。

背景技术

标定板(Calibration Target)，在机器视觉、图像测量、摄影测量、三维重建等应用中，可以用于校正摄像头的镜头畸变。

现有技术中，平面标定板因具有便携性好的优点，在摄像头的参数标定中得到了广泛的应用。采用平面标定板进行摄像头参数标定，也即是通过标定板表面上的预设点的三维几何位置与其在图像中对应点的位置之间的相互关系，建立相应的成像几何模型，从而得到高精度的测量和重建结果。

但是，现有技术中在进行车载摄像头的外部参数标定时，存在着标定精度较低的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何提高车载摄像头标定的准确性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种标定板，包括标定基板，所述标定基板的上表面设置有标定区域和定位区域；所述标定区域，适于对车载摄像头的外部参数进行标定；所述定位区域，适于确定所述标定板在所述车载摄像头视场内的摆放位置。

可选地，所述标定区域包括背景区和边框，以及设置在所述背景区上的多个标志圆点；所述边框设置在所述背景区的***，且与所述背景区具有对比度大于预设阈值的边缘界限；所述标志圆点与所述背景区对比度大于所述预设阈值的边缘界限，且所述多个标志圆点成阵列分布。

可选地，所述背景区为黑色，所述边框和所述标志圆点为白色。

可选地，所述背景区为矩形，所述标志圆点的个数为15，且在所述背景区上形成5*3的阵列。

可选地，所述定位区域，包括沿着在所述标定基板上表面的边沿设置的刻度线，且所述刻度线与所述标定区域背景区的其中两条边平行。

本发明实施例还提供了一种摄像头标定的方法，采用上述的标定板进行标定，包括：基于标定板上表面设置的定位区域，将所述标定板放置在车辆正后方；当接收到用户输入的开始指令时，控制车载摄像头对所述标定板进行拍摄，得到对应的标定板图像；获取所述标定板图像中的标定区域的经验中心点的位置信息，并基于所述经验中心点的位置信息确定所述标定板图像上的参考区域；基于所确定的参考区域，对所述车载摄像头的外部参数进行标定。

可选地，所述获取所述标定板图像中的标定区域的经验中心点的位置信息，包括：将所述标定板图像输出并显示给所述用户；接收所述用户所点击的所述标定板图像中的标定区域的中心点的位置信息，并将所述用户点击的中心点的位置作为所述经验中心点的位置。

可选地，所述基于所述经验中心点的位置信息确定所述标定板图像上的参考区域，包括：将以所述经验中心点作为中心的预设个数的像素点组成的矩形区域作为所述参考区域。

可选地，所述基于所确定的参考区域，对所述车载摄像头的外部参数进行标定，包括：从所述参考区域中识别出对应的多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标的信息；基于所述多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标与所述多个标志圆点的中心在世界坐标系中的位置坐标，确定所述车载摄像头的外部参数。

本发明实施例还提供了一种摄像头标定的装置，采用上述的标定板进行标定，包括：图像获取单元，适于基于标定板上表面设置的定位区域，将所述标定板放置在车辆正后方，且接收到用户输入的开始指令时，控制车载摄像头对所述标定板进行拍摄，得到对应的标定板图像；确定单元，适于获取所述标定板图像中的标定区域的经验中心点的位置信息，并基于所述经验中心点的位置信息确定所述标定板图像上的参考区域；标定单元，适于基于所确定的参考区域，对所述车载摄像头的外部参数进行标定。

可选地，所述确定单元，适于将所述标定板图像输出并显示给所述用户；接收所述用户所点击的所述标定板图像中的标定区域的中心点的位置信息，并将所述用户点击的中心点的位置作为所述经验中心点的位置。

可选地，所述确定单元，适于将以所述经验中心点作为中心的预设个数的像素点组成的矩形区域作为所述参考区域。

可选地，所述标定单元，适于从所述参考区域中识别出对应的多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标的信息；基于所述多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标与所述多个标志圆点的中心在世界坐标系中的位置坐标，确定所述车载摄像头的外部参数。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

上述的方案，通过设置在标定板上的定位区域，可以将标定板放置在车辆正后方的预设位置，也即可以将标定板准确地放置在车载摄像头的视场范围内，使得车载摄像头可以准确地拍摄得到所述标定板的图像，可以基于所拍摄得到的标定图像准确地标定得到车载摄像头的外部参数，从而提高车载摄像头标定的准确性。

进一步地，通过借助于用户的点击操作确定标定板图像上标定板区域的经验中心点的位置，并以用户指示的经验中心点为中心确定的矩形区域作为对应的参考区域，与直接在标定板图像上进行搜索确定相比，可以提高参考区域确定的速度，从而可以提升车载摄像头的外部参数的标定速度，提升用户的使用体验。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种标定板的结构示意图；

图2是本发明实施例中的通过标定板的定位区域来确定标定板在车辆后方的摆放位置的示意图；

图3是本发明实施例中的一种摄像头标定方法的流程图；

图4是本发明实施例中的一种获取经验中心点的示意图；

图5是本发明实施例中的一种摄像头标定装置的结构示意图。

具体实施方式

为解决上述的问题，本发明实施例通过设置在标定板上的定位区域，可以将标定板放置在车辆正后方的预设位置，即车载摄像头的视场范围内，使得车载摄像头可以准确地拍摄得到所述标定板的图像，从而可以基于所拍摄得到的标定图像准确地标定得到车载摄像头的外部参数，进而可以提高车载摄像头标定的准确性。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1示出了本发明实施例中的一种标定板的结构示意图。参见图1，在具体实施中，本发明实施例中的标定板10可以包括标定基板101，以及设置在所述标定基板101上表面上的标定区域102和定位区域103，其中：

所述标定区域102，适于对车载摄像头的外部参数进行标定。

所述定位区域103，适于将所述标定板10放置在车辆正后方的预设位置。

在具体实施中，所述标定基板101的形状和材质可以根据实际的需要进行设置。例如，所述标定基板101为矩形，采用高密布材料制成。

在具体实施中，所述标定区域102设置在标定基板101的上表面上，包括背景区102a、边框102b以及设置在所述背景区102a上的多个标志圆点102c。在本发明一实施例中，背景区102a为矩形区域，边框102b设置在背景区102a的***，多个标志圆点102c设置在背景区102a上，并在背景区102a上呈阵列分布。

在本发明一实施例中，为了从对标定板10的图像中准确地识别出背景区102a和多个标志圆点102c，可以对背景区102a、边框102b和多个标志圆点102c的颜色进行适应性地设定。例如，为了提高对比度，边框102b、标志圆点102c分别与背景区102a具有对比度也大于预设阈值的边缘界限。在本发明一实施例中，背景区102a为黑色，边框102b和标志圆点102c均设置为白色。

在具体实施中，边框102b的宽度可以根据实际的需要进行设置，也即灵活设置纵向宽度d1和横向宽度d2。在本发明一实施例中，为了图像识别的需要，将纵向宽度d1设置为50mm，横向宽度d2设置为40mm。

在具体实施中，背景区102a上分布的标志圆点102c的大小以及个数可以根据图像识别的需要进行设定。例如，背景区102a上分布的标志圆点102c的半径可以设置在80mm～150mm之间，如100mm；标志圆点102c的个数为15个，且在背景区102a上成5*3的阵列分布。

在具体实施中，为了将标定板10快速准确地摆放至车辆正后方的预设位置，即放置在车载摄像头的视场范围内，在标定板10的上表面上的标定区域102之外设置有相应的定位区域103。

在本发明一实施例中，所述定位区域103包括设置在标定区域102之外的刻度线，所述刻度线与背景区的102a的两条平行边平行设置。其中，所述刻度线与背景区的102a的两条平行边的相对距离可以根据实际的需要进行设置。在本发明一实施例中，将所述刻度线沿着表标定基板101上表面的远离标定区域的边沿设置。

参见图2，在具体实施中，所述刻度线与设置在车辆正后方的两条铅垂线104配合来确定标定板10的摆放位置。具体而言，在使用标定板10对车载摄像头进行标定时，标定板10的摆放位置，使得两条铅垂线104分别指向刻度线上关于刻度线上的零点对称的两个预定刻度值处时，即视为标定板10已经摆放至正确的位置处。

在具体实施中，当通过标定板上10设置的定位区域103将标定板10摆放至车辆后方的正确位置时，便可以自动地对车载摄像头的外部参数进行标定，具体请参见图3。

图3示出了本发明实施例中的一种摄像头标定方法的流程图。参见图3，本发明实施例中的摄像头标定方法，可以包括如下的步骤：

步骤S301：当接收到用户输入的开始指令时，控制车载摄像头对所述标定板进行拍摄，得到对应的标定板图像。

在具体实施中，用户可以在需要的时候，也即在对车载摄像头进行外部参数标定开始时，通过预设的按钮发送对应的标定指令，以使得车载摄像头在接收到该标定指令时，对摆放至车辆正后方的标定板进行图像采集，得到对应的标定板图像。

步骤S302：获取所述标定板图像中的标定区域的经验中心点的位置信息。

在本发明一实施例中，为了进一步提高车载摄像头外部参数标定的准确性和速度，可以借助于所述用户的指定操作确定标定板图像中标定区域的经验中心点的位置。

参见图4，在采集得到对应的标定板图像400时，可以将对应的标定板图像400输出并显示给用户401，由所述用户401根据所看到的标定板图像，找出标定板图像400中的标定区域的中心点402，作为经验中心点的位置。例如，当背景区上的标志圆点的个数为15，且在背景区上成5*3的阵列分布时，用户可以将该5*3的阵列的中心的标志圆点作为所述标定区域的经验中心点，并通过点击该5*3的阵列中心的标志圆点，以指示所述经验中心点的位置。

步骤S303：基于所述经验中心点的位置信息，确定所述标定板图像上的参考区域。

在具体实施中，当确定标定区域的经验中心点时，可以该经验中心点为中心确定一矩形区域，作为对应的参考区域。

例如，将标定板图像中所确定的经验中心点的上下各取240个像素点、左右各取320像素点组成的矩形区域，作为所述参考区域。

这里需要指出的是，当所述经验中心点距离所述标定区域的边界剩下的像素点的个数无法满足相应的需求时，可以将所述矩形区域的边界设定在所述标定板图像的标定区域的边界即可。

采用这种方式，借助于用户点击的经验中心点的操作便可以快速准确地确定对应的参考区域的位置，与在整个标定板图像上通过搜索确定相比，可以提高参考区域的获取速度。

这里需要指出的是，根据标定板中各项尺寸的设置差异，在确定参考区域时所选取的像素点的个数可以根据实际的需要进行相应的变化，在此不做限制。

步骤S304：基于所确定的参考区域，对所述车载摄像头的外部参数进行标定。

在具体实施中，当确定对应的参考区域时，由于标定板中背景区与边框、背景区与标志圆点具有明显的对比度，使得在对标定板图像进行图像识别时，可以从参考区域中快速准确地识别出参考区域中的标志圆点的位置，进而可以提高车载摄像头外部参数标定的速度。

在确定标志圆点的位置时，可以通过成阵列分布的标志圆点在图像坐标系中的坐标与各个标志圆点在世界坐标系的坐标，便可以确定相应的模型，也即标定出车载摄像头的外部参数。

上述对本发明实施例中的标定板和采用该标定板对摄像头进行标定的方法进行了详细的介绍，下面将对上述的方法对应的装置介绍。

图5示出了本发明实施例中的一种摄像头标定装置的结构。参见图5，在具体实施中，本发明实施例中的摄像头标定的装置500，可以包括图像获取单元501、确定单元502和标定单元503，其中：

所述图像获取单元501，适于基于标定板上表面设置的定位区域，将所述标定板放置在车辆正后方，且接收到用户输入的开始指令时，控制车载摄像头对所述标定板进行拍摄，得到对应的标定板图像。

所述确定单元502，适于获取所述标定板图像中的标定区域的经验中心点的位置信息，并基于所述经验中心点的位置信息确定所述标定板图像上的参考区域。

在本发明一实施例中，所述确定单元502，适于将所述标定板图像输出并显示给所述用户；接收所述用户所点击的所述标定板图像中的标定区域的中心点的位置信息，并将所述用户点击的中心点的位置作为所述经验中心点的位置；将所述经验中心点作为中心的预设个数的像素点组成的矩形区域作为所述参考区域。

所述标定单元503，适于基于所确定的参考区域，对所述车载摄像头的外部参数进行标定。

在本发明一实施例中，所述标定单元503，适于从所述参考区域中识别出对应的多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标的信息；基于所述多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标与所述多个标志圆点的中心在世界坐标系中的位置坐标，确定所述车载摄像头的外部参数。

本发明实施例中的上述方案，通过设置在标定板上的定位区域，可以将标定板放置在车辆正后方的预设位置，也即可以将标定板准确地放置在车载摄像头的视场范围内，使得车载摄像头可以准确地拍摄得到所述标定板的图像，从而可以从所拍摄得到的标定图像中准确地标定得到车载摄像头的外部参数，进而可以提高车载摄像头标定的准确性。

同时，在确定标定板图像中的参考区域时，首先借助于用户的点击操作确定标定板图像上标定板区域的经验中心点的位置，并以用户指示的经验中心点为中心确定的矩形区域作为所述参考区域，与直接在标定板图像上进行搜索确定相比，可以提高参考区域确定的速度，进而可以提升车载摄像头的外部参数的标定速度，提升用户的使用体验。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种标定板，其特征在于，包括标定基板，所述标定基板的上表面设置有标定区域和定位区域；

所述标定区域，适于对车载摄像头的外部参数进行标定；

所述定位区域，适于确定所述标定板在所述车载摄像头视场内的摆放位置。

2.根据权利要求1所述的标定板，其特征在于，所述标定区域包括背景区和边框，以及设置在所述背景区上的多个标志圆点；

所述边框设置在所述背景区的***，且与所述背景区具有对比度大于预设阈值的边缘界限；

所述标志圆点与所述背景区对比度大于所述预设阈值的边缘界限，且所述多个标志圆点成阵列分布。

3.根据权利要求2所述的标定板，其特征在于，所述背景区为黑色，所述边框和所述标志圆点为白色。

4.根据权利要求2所述的标定板，其特征在于，所述背景区为矩形，所述标志圆点的个数为15，且在所述背景区上形成5*3的阵列。

5.根据权利要求2所述的标定板，其特征在于，所述定位区域，包括沿着在所述标定基板上表面的边沿设置的刻度线，且所述刻度线与所述标定区域背景区的其中两条边平行。

6.一种摄像头标定的方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的标定板进行标定，包括：

基于标定板上表面设置的定位区域，将所述标定板放置在车辆正后方；

当接收到用户输入的开始指令时，控制车载摄像头对所述标定板进行拍摄，得到对应的标定板图像；

获取所述标定板图像中的标定区域的经验中心点的位置信息，并基于所述经验中心点的位置信息确定所述标定板图像上的参考区域；

基于所确定的参考区域，对所述车载摄像头的外部参数进行标定。

7.根据权利要求6所述的摄像头标定的方法，其特征在于，所述获取所述标定板图像中的标定区域的经验中心点的位置信息，包括：

将所述标定板图像输出并显示给所述用户；

接收所述用户所点击的所述标定板图像中的标定区域的中心点的位置信息，并将所述用户点击的中心点的位置作为所述经验中心点的位置。

8.根据权利要求6所述的摄像头标定的方法，其特征在于，所述基于所确定的参考区域，对所述车载摄像头的外部参数进行标定，包括：

将以所述经验中心点作为中心的预设个数的像素点组成的矩形区域作为所述参考区域。

9.根据权利要求6所述的摄像头标定的方法，其特征在于，所述基于所确定的参考区域，对所述车载摄像头的外部参数进行标定，包括：

从所述参考区域中识别出对应的多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标的信息；

基于所述多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标与所述多个标志圆点的中心在世界坐标系中的位置坐标，确定所述车载摄像头的外部参数。

10.一种摄像头标定的装置，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的标定板进行标定，包括：

图像获取单元，适于基于标定板上表面设置的定位区域，将所述标定板放置在车辆正后方，且接收到用户输入的开始指令时，控制车载摄像头对所述标定板进行拍摄，得到对应的标定板图像；

确定单元，适于获取所述标定板图像中的标定区域的经验中心点的位置信息，并基于所述经验中心点的位置信息确定所述标定板图像上的参考区域；

标定单元，适于基于所确定的参考区域，对所述车载摄像头的外部参数进行标定。

11.根据权利要求10所述的摄像头标定的装置，其特征在于，所述确定单元，适于将所述标定板图像输出并显示给所述用户；接收所述用户所点击的所述标定板图像中的标定区域的中心点的位置信息，并将所述用户点击的中心点的位置作为所述经验中心点的位置。

12.根据权利要求10所述的摄像头标定的装置，其特征在于，所述确定单元，适于将以所述经验中心点作为中心的预设个数的像素点组成的矩形区域作为所述参考区域。

13.根据权利要求10所述的摄像头标定的装置，其特征在于，所述标定单元，适于从所述参考区域中识别出对应的多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标的信息；基于所述多个标志圆点的中心在图像坐标系中的位置坐标与所述多个标志圆点的中心在世界坐标系中的位置坐标，确定所述车载摄像头的外部参数。