摄像头外部参数校正方法、装置及辅助泊车系统的制作方法.docx

摄像头外部参数校正方法、装置及辅助泊车系统的制作方法专利名称：摄像头外部参数校正方法、装置及辅助泊车系统的制作方法技术领域：本申请涉及摄像技术领域，尤其涉及一种摄像头外部参数校正方法、装置及辅助泊车系统背景技术：随着汽车数量的不断增加，日渐拥堵的道路环境给驾驶员带来越来越多的不便驾驶员在泊车时，会受到视野和车位狭小等客观条件的限制，极易发生擦碰事故，进而带来不必要的损失目前，各种辅助泊车系统中，可视化的全景辅助泊车系统能够提供车身周围实时的俯视图像，而且其提供的全景图像消除了车身周围的视野盲区，能给驾驶员泊车提供有效的辅助汽车上使用的全景辅助泊车系统一般采用多个广角摄像头，并且分别设置在车身周围，分别采集车身周围一定范围内的图像系统对各个摄像头采集到的图像进行处理，并且拼接成一幅车周的鸟瞰图由于摄像头在安装时会有一定的安装误差，导致并不能拼接出鸟瞰图，因此，需要在安装的同时对摄像头的外部参数进行校正现有的摄像头外部参数校正严格依赖于基于车身几何边界构建的世界坐标系，世界坐标系包括以车身某一端点作为原点，基于右手螺旋法则建立有相互垂直的X轴、y轴及z轴,摄像头外部参数与世界坐标系对应,其主要包括X轴旋转参数、y轴旋转参数、z轴旋转参数、X轴平移参数、y轴平移参数及z轴平移参数等，而调试模板需要严格依照车身的几何边界大面积铺设，如图1所 示，调试模板一般采用2-4块不同规格黑白格子相间的矩形布101，矩形布101的边需要与车身边界对齐(如图1中矩形布边a与车身边界b、矩形布边c与车身边界d等所示)，系统内部存储有与矩形布101对应的标准图像，系统从摄像头拍摄的源图像中提取模板图像之后，可将标准图像与模板图像进行对比，根据对比所得图像差值调整摄像头的外部参数，使最终获得的模板图像与标准图像近似，进而完成摄像头外部参数校正。

但是，由于调试模板的铺设条件较严格，在进行辅助泊车系统摄像头外部参数校正时，需要对停好的每一辆车都严格进行调试模板的铺设，极大地降低了摄像头外部参数校正的效率，尤其是在辅助泊车系统大批量安装时，安装效率会因此受到很大程度的制约发明内容本申请提供一种摄像头外部参数校正方法、装置及辅助泊车系统，以简化调试模板的铺设条件，提高摄像头外部参数校正效率根据本申请的第一方面，本申请提供一种摄像头外部参数校正方法，包括:获得具有可靠外部参数的第一摄像头及待进行外部参数校正的第二摄像头对展开的调试模板分别拍摄的第一源图像及第二源图像；从所述第一源图像中获得调试模板对应的第一模板图像，从所述第二源图像中获得调试模板对应的第二模板图像；以与所述调试模板形状类似的拟合形状分别对第一模板图像及第二模板图像进行拟合，得到第一拟合图像及第二拟合图像；分别获得所述第一拟合图像及第二拟合图像的第一组尺寸参数及第二组尺寸参数；由所述第一组尺寸参数与第二组尺寸参数确定与第二摄像头的外部参数相关的参数误差和；以所述参数误差和校正第二摄像头的外部参数根据本申请的第二方面，本申请提供一种摄像头外部参数校正方法，包括:获得具有可靠外部参数的第一摄像头对展开的第一调试模板拍摄的第一源图像、待进行外部参数校正的第二摄像头对展开的所述第一调试模板及与第一调试模板相同的第二调试模板拍摄的第二源图像，以及具有可靠外部参数的第三摄像头对所述第二调试模板拍摄的第三源图像；从所述第一源图像中获得第一调试模板对应的第一模板图像，从所述第二源图像中获得第一调试模板对应的第二模板图像以及第二调试模板对应的第三模板图像，从所述第三源图像中获得第二调试模板对应的第四模板图像；以与所述第一调试模板形状类似的拟合形状分别对第一模板图像、第二模板图像、第三模板图像及第四模板图像进行拟合，得到第一拟合图像、第二拟合图像、第三拟合图像及第四拟合图像；分别获得所述第一拟合图像、第二拟合图像、第三拟合图像及第四拟合图像的第一组尺寸参数、第二组尺寸参数、第三组尺寸参数及第四组尺寸参数；由所述第一组尺寸参数、第二组尺寸参数、第三组尺寸参数及第四组尺寸参数确定与第二摄像头的外部参数相关的参数误差和；以所述参数误差和校正第二摄像头的外部参数。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种摄像头外部参数校正装置，包括:图像获取模块，用于获得具有可靠外部参数的第一摄像头及待进行外部参数校正的第二摄像头对展开的第一调试模板分别拍摄的第一源图像及第二源图像；模板图像检索模块，用于从所述第一源图像中获得调试模板对应的第一模板图像，从所述第二源图像中获得调试模板对应的第二模板图像；拟合模块，用于以与所述调试模板形状类似的拟合形状分别对第一模板图像及第二模板图像进行拟合，得到第一拟合图像及第二拟合图像；参数计算模块，用于分别获得所述第一拟合图像及第二拟合图像的第一组尺寸参数及第二组尺寸参数；误差计算模块，用于由所述第一组尺寸参数与第二组尺寸参数确定与第二摄像头的外部参数相关的参数误差和；校正模块，用于以参数误差和校正第二摄像头的外部参数根据本申请的第四方面，本申请提供一种摄像头外部参数校正装置，包括:图像获取模块，用于具有可靠外部参数的第一摄像头对展开的第一调试模板拍摄的第一源图像、待进行外部参数校正的第二摄像头对展开的所述第一调试模板及与第一调试模板相同的第二调试模板拍摄的第二源图像，以及具有可靠外部参数的第三摄像头对所述第二调试模板拍摄的第三源图像；模板图像检索模块，用于从所述第一源图像中获得第一调试模板对应的第一模板图像，从所述第二源图像中获得第一调试模板对应的第二模板图像以及第二调试模板对应的第三模板图像，从所述第三源图像中获得第二调试模板对应的第四模板图像；拟合模块，用于以与所述第一调试模板形状类似的拟合形状分别对第一模板图像、第二模板图像、第三模板图像及第四模板图像进行拟合，得到第一拟合图像、第二拟合图像、第三拟合图像及第四拟合图像；参数计算模块，用于分别获得所述第一拟合图像、第二拟合图像、第三拟合图像及第四拟合图像的第一组尺寸参数、第二组尺寸参数、第三组尺寸参数及第四组尺寸参数；误差计算模块，用于由所述第一组尺寸参数、第二组尺寸参数、第三组尺寸参数及第四组尺寸参数确定与第二摄像头的外部参数相关的参数误差和；校正模块，用于以所述参数误差和校正第二摄像头的外部参数。

根据本申请的第五方面，本申请提供一种辅助泊车系统，包括至少两个摄像头，所述系统还包括:如上述的摄像头外部参数校正装置，以及，输出装置，用于在对所述第二摄像头进行外部参数校正后，将各摄像头拍摄的最终图像进行拼接并输出 本申请的有益效果是:通过提供一种摄像头外部参数校正方法、装置及辅助泊车系统，将调试模板置于至少两个摄像头均可以探测到的区域，其中部分摄像头具有可靠外部参数，某一摄像头需要进行外部参数校正，从各摄像头拍摄的源图像中获得同一调试模板对应的模板图像，并对其进行拟合，得到至少两个拟合图像，根据各拟合图像的尺寸参数，确定与摄像头外部参数相关的拟合图像的参数误差，并以参数误差校正上述某一摄像头的外部参数，这样，只需使调试模板展开置于摄像头可探测到的区域，并设置具有可靠外部参数的摄像头，就可以采用上述方法进行摄像头外部参数的调整，简化了调试模板的铺设条件，进而提高了摄像头外部参数校正效率，当进行辅助泊车系统大批量安装时，只需在预定位置展开放置调试模板，车辆只需以流水线作业方式开到指定位置，即可进行摄像头外部参数大批量校正，使得辅助泊车系统安装效率大大提高图1为现有技术的摄像头外部参数校正时的调试模板铺设示意图；图2为本申请实施例一的摄像头外部参数校正时的调试模板铺设示意图；图3为本申请实施例一的摄像头外部参数校正方法的流程图；图4为本申请实施例一的调试模板、摄像头、源图像及模板图像之间的关系示意图；图5为本申请实施例一的摄像头外部参数校正装置的结构示意图；图6为申请实施例二的摄像头外部参数校正时的调试模板铺设示意图；图7为本申请实施例二的摄像头外部参数校正方法的流程图；图8为本申请实施例二的调试模板、摄像头、源图像及模板图像之间的关系示意图。

具体实施例方式下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明实施例一:本实施例的摄像头外部参数校正方法主要基于一种辅助泊车系统，其包括两个摄像头、一个调试模板、摄像头外部参数校正装置，以及输出装置，其中第一摄像头203具有可靠的外部参数，换言之，第一摄像头203具有比较精确的外部参数如图2所示，校正前，调试模板201被展开放置于图中区域202中，区域202是两个摄像头203、204均能探测到的区域，调试模板201可以采用白色软性材料或者装饰有图案等基于此，上述方法主要包括如图3所示的流程:步骤301，获得两个摄像头203、204对展开的调试模板201分别拍摄的两个源图像401、403，具体地，第一摄像头203拍摄的第一源图像401中存在调试模板201对应的第一模板图像402，如图4所示，而第二摄像头204拍摄的第二源图像403中存在调试模板201对应的第二模板图像404，由于摄像头安装误差，使得第一模板图像402及第二模板图像404会产生扭曲，例如，原本为圆形的调试模板，第一模板图像402及第二模板图像404将会被扭曲成边界类似椭圆的图像， 而原本为正方形的调试模板，第一模板图像402及第二模板图像404将会被扭曲成边界类似菱形或矩形的图像等；步骤302，从第一源图像401中获得第一模板图像402，从第二源图像403中获得第二模板图像404，具体地，可通过先验知识，排除源图像中的干扰(如光线阴影、其他物体、地面纹路等在图像中的显像干扰)，获得模板图像；步骤303，以与调试模板201形状类似的拟合形状分别对第一模板图像402及第二模板图像404进行拟合，得到第一拟合图像及第二拟合图像，具体地，由于第一模板图像402及第二模板图像404是分别存在于第一源图像401及第二源图像403中的像素点的集合，拟合时，可根据调试模板201的形状选择对应的拟合形状对第一模板图像402及第二模板图像404进行拟合，一种实施方式是，人为配置与调试模板201的形状对应的一个拟合形状，或者当预置有与调试模板201形状对应的至少两个预置形状时，随机从预置形状中选择一个作为拟合形状进行后续处理，例如，当调试模板201的形状为圆形，那么可选择拟合形状为椭圆形对第一模板图像402及第二模板图像404进行拟合，所得到的第一拟合图像及第二拟合图像就是椭圆形；当调试模板201的形状为圆形，那么可选择拟合形状为矩形或菱形对第一模板图像402及第二模板图像404进行拟合，所得到的第一拟合图像及第二拟合图像就是矩形或菱形；拟合可采用将图像二值化、抽取轮廓，并用霍夫(Hough)变换拟合模板图像的轮廓，进而得到拟合图像；步骤304，分别获得第一拟合图像及第二拟合图像的第一组尺寸参数及第二组尺寸参数，具体地，当拟合形状为椭圆形时，拟合图像的尺寸参数可以包括中心坐标及轴长等，轴长可包括短轴长与长轴长；当拟合形状为菱形时，拟合图像的尺寸参数可以包括菱形两边的夹角、中心坐标及中心到菱形边的距离等；步骤305，由第一组尺寸参数与第二组尺寸参数确定与第二摄像头204的外部参数相关的参数误差和，具体地，一般摄像头的外部参数是基于一世界坐标系确定的，该世界坐标系以车身某一端点为原点，基于右手螺旋法则建立有相互垂直的X轴、y轴及z轴，摄像头的外部参数与世界坐标系对应，其主要包括X轴旋转参数、I轴旋转参数、Z轴旋转参数、X轴平移参数、y轴平移参数及z轴平移参数，即三个旋转参数及三个平移参数；而基于上述尺寸参数可以获得与第二摄像头204的外部参数相关的参数误差和，例如，当拟合形状为椭圆形时，参数误差和可包括两部分:第一部分是依据中心坐标所得的第一拟合图像与第二拟合图像的中心间距的平方，第二部分是第一拟合图像及第二拟合图像的各轴长与预设标准半径的差的平方和；当拟合形状为菱形时，参数误差和可类似确定；步骤306，以参数误差和校正第二摄像头204的外部参数，具体地，由于第二摄像头204的外部参数。