CN117078769A - 一种电子后视镜cms摄像头外参数标定方法及*** - Google Patents

一种电子后视镜cms摄像头外参数标定方法及*** Download PDF

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CN117078769A CN202311063135.8A CN202311063135A CN117078769A CN 117078769 A CN117078769 A CN 117078769A CN 202311063135 A CN202311063135 A CN 202311063135A CN 117078769 A CN117078769 A CN 117078769A
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谌璟
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Abstract

本发明公开了一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法及***,所述方法包括:在待标定的电子后视镜的视野范围内设置多个标志点,建立车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系以及未畸变点与畸变点的对应关系,将各个地面标志点的坐标由车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系中;在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程;分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束,以距离约束之和最小为目标函数,求解待标定的电子后视镜的外参数。本发明不需要知晓摄像头的初始角度即可实现外参优化,降低电子后视镜的标定难度,实现快速标定。

Description

一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法及***
技术领域
本发明属于车辆电子后视镜CMS标定领域,具体涉及一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法及***。
背景技术
车辆电子后视镜摄像头是车辆感知真实世界的距离的基础工具,比如可以通过CMS在监视器中显示准确的距离线和车身、车轮位置等,其对于乘用车和商用车驾驶员的行泊过程都有极大的帮助。
一般的电子后视镜CMS都有一个初始固定的角度,其由Y支臂和安装工艺来保证,但是对于摄像头而言,其角度误差对最终监视器的显示影响很大,因此微矫正摄像头外参数是必不可少的步骤,微矫正可根据实际需求和条件采用一些定制化的方法。
公开号为CN115063488A的发明专利公开了一种数字外后视镜***划线标定方法和***,其在平行于车辆的车尾或车身两侧的多个设定距离处各设置一根设定长度和设定高度的车距标定线,根据首尾像素点在监视器中生成车距标识线,将车距标识线与车距标定线逐一比对,修正误差。这种方法只能实现物理上的标定线与图像中标识线一一对应,并不能实现电子后视镜CMS摄像头的全矫正,当摄像头的角度或焦距发生变化时,需要重新进行标定,标定过程繁琐。
因此,需要提出一种全矫正的方法,在不知道摄像头初始角度的情况进行参数标定。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法及***,用于解决在不知道CMS摄像头初始角度的情况下无法进行准确的参数标定的问题。
本发明第一方面,公开了一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,所述方法包括:
在距离车身一侧的第一设定距离d0处地面标记第一标志点和第二标志点,第一标志点和第二标志点的连线与车身一侧平行;
在距离车身一侧的第二设定距离d1处地面标记第三标志点,第三标志点和第二标志点的连线与车尾一侧平行,且第三标志点与第一标志点、第二标志点均在待标定的电子后视镜的视野范围内;
通过摄像头采集包含各个地面标志点的图像,建立车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系以及未畸变点与畸变点的对应关系,将各个地面标志点的坐标由车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系中;
在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程;
分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束;
以距离约束之和最小为目标函数,求解待标定的电子后视镜的摄像头的外参数。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述方法还包括:
在距离车身一侧的第二设定距离d1处地面标记第四标志点,第四标志点和第三标志点的连线与车身一侧平行,且第四标志点在待标定的电子后视镜的视野范围内。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系为:
其中,(X,Y,Z)代表车身世界坐标系中的3D点,(u,v)代表未畸变图像中的2D点,R、T分别是待求解的旋转矩阵、位移矩阵,其中T=-R'*T_clnw,R'为R的转置,T_clnw为待标定的电子后视镜在车身世界坐标系下的坐标;M为相机的内参矩阵。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述将各个地面标志点的坐标由车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系中具体包括:
设未畸变点(u,v)与畸变点(ud,vd)的对应关系为:
则车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系的转换关系为:
其中,(o_x,o_y)代表车身世界坐标系下第一标志点、第二标志点、第三标志点、第四标志点中的任意一个地面标志点的坐标,(u_x,u_y)代表未畸变图像的坐标系下与标志点(o_x,o_y)对应的未畸变点,k1,k2,…,kn为畸变系数,f为与畸变系数相关的转换函数;
通过所述转换关系将坐标由车身世界坐标系下的各个地面标志点转换为未畸变图像的坐标系下的未畸变点。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程具体包括:
在未畸变图像的坐标系下计算第一标志点与第二标志点对应的未畸变点构成的直线方程L1、第三标志点与第二标志点对应的未畸变点构成的直线方程L2。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束具体包括:
在第一标志点与第二标志点组成的地面直线上选取n1个采样点,分别计算每采样点k对应的未畸变点到直线方程L1的距离Dis1_k,求和得到
在第二标志点与第三标志点组成的地面直线上选取n2个采样点,分别计算每个采样点p对应的未畸变点到直线方程L2的距离Dis2_p,求和得到
wk、wp分别为Dis1_k、Dis2_p的权重系数,k=1,2,…,n1,p=1,2,…,n2
在以上技术方案的基础上,优选的,所述在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程具体包括:
在未畸变图像的坐标系下计算第一标志点与第二标志点对应的未畸变点构成的直线方程L1、第三标志点与第二标志点对应的未畸变点构成的直线方程L2、第三标志点与第四标志点对应的未畸变点构成的直线方程L3。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束具体包括:
在第一标志点与第二标志点组成的地面直线上选取n1个采样点,分别计算每个采样点k对应的未畸变点到直线方程L1的距离Dis1_k,求和得到距离约束
在第二标志点与第三标志点组成的地面直线上选取n2个采样点,分别计算每个采样点p对应的未畸变点到直线方程L2的距离Dis2_p,求和得到距离约束
在第三标志点与第四标志点组成的地面直线上选取n3个采样点,分别计算每个采样点q对应的未畸变点到直线方程L3的距离Dis3_q,求和得到距离约束
ωk、ωp、ωq分别为Dis1_k、Dis2_p、Dis3_q的权重系数,k=1,2,…,n1,p=1,2,…,n2,q=1,2,…,n3,且各个距离约束趋近于0。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述以距离约束之和最小为目标函数,求解待标定的电子后视镜的外参数具体包括:
基于各个距离约束Li_sumDis,建立目标函数:
其中,i=1,2,…,N,N=2或3;
求解目标函数得到每个采样点对应的未畸变点坐标;
根据未畸变点与畸变点的对应关系以及车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系求解电子后视镜的外参数R、T,R为旋转矩阵、T为平移矩阵。
本发明第二方面,公开了一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定***,所述***包括:
点位标记模块:用于在距离车身一侧的第一设定距离d0处地面标记第一标志点和第二标志点,第一标志点和第二标志点的连线与车身一侧平行;在距离车身一侧的第二设定距离d1处地面标记第三标志点,第三标志点和第二标志点的连线与车尾一侧平行,且第三标志点与第一标志点、第二标志点均在待标定的电子后视镜的视野范围内;
坐标变换模块:用于获取包含各个地面标志点的图像,建立车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系以及未畸变点与畸变点的对应关系,将各个地面标志点的坐标由车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系中;
距离约束模块:用于在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程;分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束;
参数求解模块:用于以各个直线方程的距离约束之和最小为目标函数,求解待标定的电子后视镜的摄像头的外参数。本发明相对于现有技术具有以下有益效果:
1)本发明通过在待测电子后视镜的视野范围内设置少量标志点形成平行线,在不需要知晓摄像头的初始角度即可基于车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系以及未畸变点与畸变点的对应关系建立基于距离约束的目标函数,实现外参优化,降低电子后视镜的标定难度,实现快速标定。
2)本发明通过在地面直线上选取多个采样点,分别计算每个采样点对应的未畸变点到对应的未畸变图像中的直线方程的距离,求和得到距离约束,根据距离约束趋近于0的原理建立目标函数,通过非线性优化方法求解目标函数,提高标定准确度。
3)本发明可以根据需要选择2条或3条地面之间进行标定,可以实现快速标定或提高标定准确度,同时还能选择是否标定内参,实现全面参数优化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
本发明针对现有的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法的不足,提出一种全矫正的方法,所谓全矫正即在不知道初始角度的情况进行矫正,本发明也可用于知道初始角度的情况下的微矫正。
本发明所提及的外参数标定是标定CMS摄像头相对与车身世界坐标系的角度和位置关系,使车身世界坐标系中的任意一点都能与CMS摄像头采集的图像上的像素点进行对应。由于CMS一般固定了安装位置和Y支臂的尺寸,因此可以很容易的获得CMS摄像头在车身世界坐标系的坐标,可以很容易的获得实施本发明所要求的参数。
实施例1
本发明提出一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,所述方法包括:
S1、在待标定的电子后视镜的视野范围内设置多个标志点。
首先,在地面上建立车身世界坐标系。
请参阅图1,本发明在距离车身一侧的第一设定距离d0处地面标记第一标志点(s_x0,s_y0)和第二标志点(e_x0,e_y0),第一标志点和第二标志点的连线l1与车身一侧平行;在距离车身一侧的第二设定距离d1处地面标记第三标志点(e_x1,e_y1),第三标志点和第二标志点的连线l2与车尾一侧平行,且第三标志点与第一标志点、第二标志点均在待标定的电子后视镜的视野范围内。
如图1所示,在距离电子后视镜纵向距离D0和车身横向距离d0处的地面标记第一标志点(s_x0,s_y0),在距离车尾纵向距离D和距离车身横向距离d0处的地面标记第二标志点(e_x0,e_y0);在距离车尾纵向距离D和距离车身横向距离d1处的地面标记第三标志点(e_x1,e_y1)。
具体实施时,实施例1可以通过l1、l2两条线实现电子后视镜CMS摄像头外参数快速标定。
S2、建立车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系以及未畸变点与畸变点的对应关系,将各个地面标志点的坐标由车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系中。
假设预先已知的摄像头内参数为焦距fx,fy,光心cx,cy,以及畸变系数k1,…,kn。通过摄像头采集包含各个地面标志点的图像。
假设第一标志点(s_x0,s_y0)和第二标志点(e_x0,e_y0)在没有畸变图像上的映射像素点分别为(us_u0,us_v0)、(ue_u0,ue_v0)。第三标志点(e_x1,e_y1)在没有畸变图像上的映射像素点分别为(us_u1,us_v1)。
对于没有畸变的图像传感器,其在车身世界坐标系中的直线在二维图像上的投影也一定是直线。根据直线约束可知,横向距离为d0的所有点映射到没有畸变的图像上应该都在由(us_u0,us_v0)、(ue_u0,ue_v0)构成的直线上。同理,纵向距离D的所有点映射到没有畸变的图像上应该都在由(ue_u0,ue_v0)、(ue_u1,ue_v1)构成的直线上。如此就可以构建世界系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系,其中2D点由直线进行约束。
车身世界坐标系下的3D点某点坐标P(X,Y,Z),与其对应的未畸变图像中的像素点坐标p(u,v)可通过以下车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系求解:
其中,R、T分别是待求解外参,即旋转矩阵R、位移矩阵T,其中T=-R'*T_clnw,R'为R的转置,T_clnw为待标定的电子后视镜在车身世界坐标系下的坐标;为相机的内参矩阵。
设畸变点与未畸变点的对应函数关系是:
由于未畸变点与畸变点是一一对应的,因此也可以已知畸变点(ud,vd)反求出未畸变点(u,v):
则车身世界坐标系与未畸变图像的坐标系的转换关系为:
其中,(o_x,o_y)代表车身世界坐标系下第一标志点、第二标志点、第三标志点中的任意一个地面标志点的坐标,(u_x,u_y)代表未畸变图像的坐标系下与标志点(o_x,o_y)对应的未畸变点。
基于以上转换关系,通过所述转换关系将坐标由车身世界坐标系下的各个地面标志点转换为未畸变图像的坐标系下的未畸变点:
S3、在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程。
在未畸变图像的坐标系下,计算第一标志点与第二标志点对应的未畸变点(us_u0,us_v0)、(ue_u0,ue_v0)构成的直线方程L1:u=m1*v+b1
第二标志点与第三标志点对应的未畸变点(ue_u0,ue_v0)、(ue_u1,ue_v1)构成的直线方程L2:v=m2*u+b2
S4、分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束,以距离约束之和最小为目标函数,求解待标定的电子后视镜的外参数。
在第一标志点与第二标志点组成的地面直线上选取n1个采样点,分别计算每采样点k对应的未畸变点到直线方程L1的距离Dis1_k,求和得到距离约束
车身世界坐标系下,在第一标志点与第二标志点组成的地面直线上的某一采样点的坐标是P_dk(Xk,Yk,0),那么使用公式(1),得到未畸变点p_dk(uk,vk)那么点p_dk(uk,vk)到直线u=m1*v+b1的距离Dis1_k应该为0:
因此,距离约束应趋近于0。
在第二标志点与第三标志点组成的地面直线上选取n2个采样点,分别计算每个采样点p对应的未畸变点到直线方程L2的距离Dis2_p,求和得到
以上公式中,wk、wp分别为Dis1_k、Dis2_p的权重系数,k=1,2,…,n1,p=1,2,…,n2
基于直线方程L1、L2的距离约束L1_sumDis、L2_sumDis,建立目标函数:
其中,i=1,2。
使用非线性优化方法Levenberg-Marquardt(LM)求解目标函数F1得到每个采样点对应的未畸变点坐标;
根据未畸变点与畸变点的对应关系以及车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系求解电子后视镜的外参数R、T。
本发明通过在少量标志点形成的地面直线上选取多个采样点,分别计算每个采样点对应的未畸变点到对应的未畸变图像中的直线方程的距离,求和得到距离约束,根据距离约束趋近于0的原理建立目标函数,通过非线性优化方法求解目标函数,提高标定准确度。
实施例2
本实施例2与实施例1的区别在于,本实施例2在实施例1的第一标志点(s_x0,s_y0)、第二标志点(e_x0,e_y0)和第三标志点(e_x1,e_y1)的基础上,在距离车身一侧的第二设定距离d1处地面标记第四标志点,第四标志点和第三标志点的连线l3与车身一侧平行,且第四标志点在待标定的电子后视镜的视野范围内。具体的,在距离电子后视镜纵向距离D0和车身横向距离d1的地面处标记第四标志点(s_x1,s_y1)。
与实施例1不同,本实施例2可以通过l1、l2、l3三条线实现电子后视镜CMS摄像头外参数高精度标定。
设第四标志点(e_x1,e_y1)在没有畸变图像上的映射像素点为(ue_u1,ue_v1),此时横向距离为d1的所有点映射到没有畸变的图像上应该都在由(us_u1,us_v1)、(ue_u1,ue_v1)构成的直线上。
将第四标志点转换为未畸变图像的坐标系下得到对应的未畸变点:
在未畸变图像的坐标系下,得到3个直线方程:
第一标志点与第二标志点对应的未畸变点(us_u0,us_v0)、(ue_u0,ue_v0)构成的直线方程L1:u=m1*v+b1
第二标志点与第三标志点对应的未畸变点(ue_u0,ue_v0)、(ue_u1,ue_v1)构成的直线方程L2:v=m2*u+b2
第三标志点与第四标志点对应的未畸变点(us_u1,us_v1)、(ue_u1,ue_v1)构成的直线方程L3:u=m3*v+b3
然后基于以上3个直线方程分别建立距离约束:
在第一标志点与第二标志点组成的地面直线上选取n1个采样点,分别计算每个采样点k对应的未畸变点到直线方程L1的距离Dis1_k,求和得到距离约束
在第二标志点与第三标志点组成的地面直线上选取n2个采样点,分别计算每个采样点p对应的未畸变点到直线方程L2的距离Dis2_p,求和得到距离约束
在第三标志点与第四标志点组成的地面直线上选取n3个采样点,分别计算每个采样点q对应的未畸变点到直线方程L3的距离Dis3_q,求和得到距离约束
ωk、ωp、ωq分别为Dis1_k、Dis2_p、Dis3_q的权重系数,k=1,2,…,n1,p=1,2,…,n2,q=1,2,…,n3,且各个距离约束趋近于0。
然后基于直线方程L1、L2、L3的距离约束L1_sumDis、L2_sumDis、L3_sumDis,建立目标函数:
其中,i=1,2,3。
使用非线性优化方法Levenberg-Marquardt(LM)求解目标函数F2得到每个采样点对应的未畸变点坐标;
根据未畸变点与畸变点的对应关系以及车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系求解电子后视镜的外参数R、T。
此外,由于每个相机的畸变系数和内参数都是有差异的,本发明的实施例1实施例2中还可以将获取的相机的畸变系数和内参数作为其初始值,可以选择在通过LM求解目标函数的过程中优化畸变系数和内参数,而得到最终的优化值,当然也可以不优化。
本发明可以根据需要选择2条或3条地面之间进行标定,可以实现快速标定或提高标定准确度,同时还能选择是否标定内参,实现全面参数优化。
与上述方法实施例相对应,本发明还提出一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定***,所述***包括:
点位标记模块:用于在距离车身一侧的第一设定距离d0处地面标记第一标志点和第二标志点,第一标志点和第二标志点的连线与车身一侧平行;在距离车身一侧的第二设定距离d1处地面标记第三标志点,第三标志点和第二标志点的连线与车尾一侧平行,且第三标志点与第一标志点、第二标志点均在待标定的电子后视镜的视野范围内;
坐标变换模块:用于获取包含各个地面标志点的图像,建立车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系以及未畸变点与畸变点的对应关系,将各个地面标志点的坐标由车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系中;
距离约束模块:用于在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程;分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束;
参数求解模块:用于以各个直线方程的距离约束之和最小为目标函数,求解待标定的电子后视镜的摄像头的外参数。
以上***实施例和方法实施例是一一对应的,***实施例简述之处请参阅方法实施例即可。
本发明还公开一种电子设备,包括:至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线;其中,所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信;所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令,以实现本发明前述的方法。
本发明还公开一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机实现本发明实施例所述方法的全部或部分步骤。所述存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的***实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以分布到多个网络单元上。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,其特征在于,所述方法包括:
在距离车身一侧的第一设定距离d0处地面标记第一标志点和第二标志点,第一标志点和第二标志点的连线与车身一侧平行;
在距离车身一侧的第二设定距离d1处地面标记第三标志点,第三标志点和第二标志点的连线与车尾一侧平行,且第三标志点与第一标志点、第二标志点均在待标定的电子后视镜的视野范围内;
通过摄像头采集包含各个地面标志点的图像,建立车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系以及未畸变点与畸变点的对应关系,将各个地面标志点的坐标由车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系中;
在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程;
分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束;
以各个直线方程的距离约束之和最小为目标函数,求解待标定的电子后视镜的摄像头的外参数。
2.根据权利要求1所述的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,其特征在于,所述方法还包括:
在距离车身一侧的第二设定距离d1处地面标记第四标志点,第四标志点和第三标志点的连线与车身一侧平行,且第四标志点在待标定的电子后视镜的视野范围内。
3.根据权利要求1所述的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,其特征在于,所述车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系为:
其中,(X,Y,Z)代表车身世界坐标系中的3D点,(u,v)代表未畸变图像中的2D点,R、T分别是待求解的旋转矩阵、位移矩阵,其中T=-R'*T_clnw,R'为R的转置,T_clnw为待标定的电子后视镜在车身世界坐标系下的坐标;M为相机的内参矩阵。
4.根据权利要求2所述的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,其特征在于,所述将各个地面标志点的坐标由车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系中具体包括:
设未畸变点(u,v)与畸变点(ud,vd)的对应关系为:
则车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系的转换关系为:
其中,(o_x,o_y)代表车身世界坐标系下第一标志点、第二标志点、第三标志点、第四标志点中的任意一个地面标志点的坐标,(u_x,u_y)代表未畸变图像的坐标系下与标志点(o_x,o_y)对应的未畸变点,k1,k2,…,kn为畸变系数,f为与畸变系数相关的转换函数;
通过所述转换关系将坐标由车身世界坐标系下的各个地面标志点转换为未畸变图像的坐标系下的未畸变点。
5.根据权利要求1所述的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,其特征在于,所述在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程具体包括:
在未畸变图像的坐标系下计算第一标志点与第二标志点对应的未畸变点构成的直线方程L1、第三标志点与第二标志点对应的未畸变点构成的直线方程L2。
6.根据权利要求5所述的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,其特征在于,所述分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束具体包括:
在第一标志点与第二标志点组成的地面直线上选取n1个采样点,分别计算每采样点k对应的未畸变点到直线方程L1的距离Dis1_k,求和得到距离约束
在第二标志点与第三标志点组成的地面直线上选取n2个采样点,分别计算每个采样点p对应的未畸变点到直线方程L2的距离Dis2_p,求和得到距离约束
wk、wp分别为Dis1_k、Dis2_p的权重系数,k=1,2,…,n1,p=1,2,…,n2,且各个距离约束趋近于0。
7.根据权利要求2所述的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,其特征在于,所述在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程具体包括:
在未畸变图像的坐标系下计算第一标志点与第二标志点对应的未畸变点构成的直线方程L1、第三标志点与第二标志点对应的未畸变点构成的直线方程L2、第三标志点与第四标志点对应的未畸变点构成的直线方程L3。
8.根据权利要求7所述的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,其特征在于,所述分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束具体包括:
在第一标志点与第二标志点组成的地面直线上选取n1个采样点,分别计算每个采样点k对应的未畸变点到直线方程L1的距离Dis1_k,求和得到距离约束
在第二标志点与第三标志点组成的地面直线上选取n2个采样点,分别计算每个采样点p对应的未畸变点到直线方程L2的距离Dis2_p,求和得到距离约束
在第三标志点与第四标志点组成的地面直线上选取n3个采样点,分别计算每个采样点q对应的未畸变点到直线方程L3的距离Dis3_q,求和得到距离约束
ωk、ωp、ωq分别为Dis1_k、Dis2_p、Dis3_q的权重系数,k=1,2,…,n1,p=1,2,…,n2,q=1,2,…,n3,且各个距离约束趋近于0。
9.根据权利要求6或8所述的电子后视镜CMS摄像头外参数标定方法,其特征在于,所述以距离约束之和最小为目标函数,求解待标定的电子后视镜的外参数具体包括:
基于各个距离约束Li_sumDis,建立目标函数:
其中,i=1,2,…,N,N=2或3;
求解目标函数得到每个采样点对应的未畸变点坐标;
根据未畸变点与畸变点的对应关系以及车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系求解电子后视镜的外参数R、T,R为旋转矩阵、T为平移矩阵。
10.一种电子后视镜CMS摄像头外参数标定***,其特征在于,所述***包括:
点位标记模块:用于在距离车身一侧的第一设定距离d0处地面标记第一标志点和第二标志点,第一标志点和第二标志点的连线与车身一侧平行;在距离车身一侧的第二设定距离d1处地面标记第三标志点,第三标志点和第二标志点的连线与车尾一侧平行,且第三标志点与第一标志点、第二标志点均在待标定的电子后视镜的视野范围内;
坐标变换模块:用于获取包含各个地面标志点的图像,建立车身世界坐标系中3D点与未畸变图像中2D点的对应关系以及未畸变点与畸变点的对应关系,将各个地面标志点的坐标由车身世界坐标系转换到未畸变图像的坐标系中;
距离约束模块:用于在未畸变图像的坐标系中分别计算不同地面标志点对应的未畸变点之间的直线方程;分别构建地面标志点之间的直线上的多个采样点对应的未畸变点到对应的直线方程的距离约束;
参数求解模块:用于以各个直线方程的距离约束之和最小为目标函数,求解待标定的电子后视镜的摄像头的外参数。
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